Hacia un diseño pasivo de cumplimiento robusto y efectivo de efectores finales para el servicio de fluidos en trenes robóticos
Autores: Eshraghi, Kourosh; Wang, Mingfeng; Mares, Cristinel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Hacia un diseño pasivo de cumplimiento robusto y efectivo de efectores finales para el servicio de fluidos en trenes robóticos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Robots
Cumplimiento
Pasivo
Diseño
Efector final
Inserción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Sin cumplimiento mecánico, los robots dependen de entornos controlados y equipos de precisión para evitar choques y grandes fuerzas de contacto al interactuar con una pieza de trabajo externa, por ejemplo, una tarea de encajar un pasador en un agujero (PiH). En tales casos, se utilizan dispositivos de cumplimiento pasivo para reducir la fuerza de inserción (y, a su vez, la carga del robot) mientras guían los movimientos correctivos. Los estudios previos en este campo se limitan a desalineaciones pequeñas y geometrías básicas de PiH que no son aplicables a los sistemas robóticos y autónomos (RAS) prevalentes. Además de estos problemas, nuestro trabajo argumenta que falta un enfoque unificado para el desarrollo de sistemas de cumplimiento pasivo. Con este fin, proponemos un enfoque de diseño de nivel superior utilizando métodos de diseño de ingeniería robusta (RED). En un estudio de caso, demostramos este enfoque general con un marco de diseño de Taguchi, desarrollando un efector final compliant (RCC) para el servicio de fluidos de trenes robóticos. Para este problema específico, se sugiere un modelo de cuerpo rígido pseudo (PRBM) con el fin de ahorrar un tiempo de computación enorme en diseño, modelado y optimización. Nuestros resultados muestran que el efector final compliant es capaz de reducir significativamente la fuerza de inserción para desalineaciones grandes de hasta 15 mm y 6 grados.
Descripción
Sin cumplimiento mecánico, los robots dependen de entornos controlados y equipos de precisión para evitar choques y grandes fuerzas de contacto al interactuar con una pieza de trabajo externa, por ejemplo, una tarea de encajar un pasador en un agujero (PiH). En tales casos, se utilizan dispositivos de cumplimiento pasivo para reducir la fuerza de inserción (y, a su vez, la carga del robot) mientras guían los movimientos correctivos. Los estudios previos en este campo se limitan a desalineaciones pequeñas y geometrías básicas de PiH que no son aplicables a los sistemas robóticos y autónomos (RAS) prevalentes. Además de estos problemas, nuestro trabajo argumenta que falta un enfoque unificado para el desarrollo de sistemas de cumplimiento pasivo. Con este fin, proponemos un enfoque de diseño de nivel superior utilizando métodos de diseño de ingeniería robusta (RED). En un estudio de caso, demostramos este enfoque general con un marco de diseño de Taguchi, desarrollando un efector final compliant (RCC) para el servicio de fluidos de trenes robóticos. Para este problema específico, se sugiere un modelo de cuerpo rígido pseudo (PRBM) con el fin de ahorrar un tiempo de computación enorme en diseño, modelado y optimización. Nuestros resultados muestran que el efector final compliant es capaz de reducir significativamente la fuerza de inserción para desalineaciones grandes de hasta 15 mm y 6 grados.