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ROBÓTICA (ROB74) – AULA 6

ROBÓTICA (ROB74) – AULA 6. PLANEJAMENTO DE TRAJETÓRIAS PROF.: Leo Schirmer. PROGRAMA. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTO DE TRAJETÓRIAS Tipos de Movimento Planejamento nas Juntas Com pontos Intermediários Planejamento no Espaço Operacional Problemáticas Exemplos.

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ROBÓTICA (ROB74) – AULA 6

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Presentation Transcript

  1. ROBÓTICA (ROB74) – AULA 6 PLANEJAMENTO DE TRAJETÓRIAS PROF.: Leo Schirmer

  2. PROGRAMA • INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTO DE TRAJETÓRIAS • Tipos de Movimento • Planejamento nas Juntas • Com pontos Intermediários • Planejamento no Espaço Operacional • Problemáticas • Exemplos

  3. Introdução e Tipos de Movimento • Planejamento: Engloba o conjunto de estudos e métodos que permitem definir os regimes de posição e velocidade dos diversos atuadores de forma a fazer o manipulador cumprir os objetivos de movimentação ou deslocamento esperados. • Simplesmente o deslocamento do efetuador final entre dois pontos no espaço de trabalho, durante um determinado intervalo de tempo (manipulação, paletização, transferência) – Movimento Ponto-a-Ponto • Execução de trajetória bem definida do efetuador final no espaço operacional e obedecendo a critérios temporais precisos (pinturas, polimento, solda) – Trajetória Contínua

  4. Introdução e Tipos de Movimento • Alternativa: planejamento de trajetória entre dois pontos, mas com especificação de um conjunto de conjunto de pontos intermediários nas quais a configuração da garra é mandatória. • Na verdade, um seqüência de movimentos ponto-a-ponto com espaçamentos físicos muito pequenos entre os pontos se assemelha, em termos práticos, a uma trajetória contínua no espaço operacional.

  5. Abordagens • 1) dar prioridade ao caminho a ser executado pelo efetuador final (necessidade de percursos obrigatórios pela natureza do processo); • 2) dar mais importância à dinâmica do movimento do manipulador (suavidade e continuidade nas velocidades e acelerações) • Vantagens: planejamento diretamente nas variáveis controladas, menor custo computacional: • Desvantagens: posições das extremidades dos elos não são controladas e, por isso, podem descrever um percurso muito irregular, com conseqüências também no efetuador final (ex: manipulação de recipiente contendo líquidos e não completamente fechado!!! )

  6. Planejamento nas Juntas • Determinar a evolução de cada junta ao longo do tempo de tal forma que são verificadas determinadas condições cinemáticas da junta: posição, velocidade e aceleração, no ponto final e no ponto final.

  7. Planejamento nas Juntas • Caso mais simples: tem-se uma posição de partida e outra de chegada, e as velocidades inicial e final iguais a zero (velocidade angular seja contínua para evitar acelerações teoricamente infinitas e portanto esforços para os equipamentos físicos); • Muitas classes de funções serviriam: normalmente utilização de funções polinomiais em t;

  8. Planejamento nas Juntas • Desta forma deseja-se determinar os termos a0, a1, a2 e a3. Das simplificações assumidas, tem-se: • Resultando em Para situação de velocidade inicial e final nulas

  9. Planejamento nas Juntas • Para o caso de velocidades não nulas, tem-se • Planejamento com pontos intermediários de passagem

  10. Planejamento nas Juntas • Alternativa a utilização de polinômio de 3ª (ou maior) ordem: possibilidade de evolução linear do valor da junta • Consequências: descontinuidades na velocidade e acelerações demasiadamente grandes com implicação na estrutura física Alternativa!!!

  11. Planejamento no Espaço Operacional • Tarefa exige um dado percurso no espaço operacional (solda, polimento, pintura) – garantir que as juntas se movam de tal forma que o percurso do efetuador final se faça conforme o requerido e de forma contínua • Resolução da cinemática inversa (solução analítica) em tempo extremamente curto (igual ao período de atualização do sistema de controle do robô) • EX: para o robô RR planar: Execução de um segmento de reta

  12. Planejamento no Espaço Operacional • Exemplo: • Admitindo braços iguais e de comprimento unitário, tem-se o seguinte equacionamento de evolução das juntas

  13. Planejamento no Espaço Operacional • Graficamente • Problemática: custo computacional muito elevado – diversas alternativas na literatura (por exemplo, quaternions duais)

  14. Problemas no Planejamento no Espaço Operacional • Pontos intermediários inatingíveis • Grandes velocidades das juntas próximas das singularidades

  15. Problemas no Planejamento no Espaço Operacional • Pontos de partida e chegada atingíveis com configurações diferentes

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