Sobre funciones de movimiento continuo de aceleración rápida con restricciones cinemáticas de orden superior para la generación de trayectorias en línea
Autores: Alpers, Burkhard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sobre funciones de movimiento continuo de aceleración rápida con restricciones cinemáticas de orden superior para la generación de trayectorias en línea
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robótica
Fabricación automatizada
Funciones de movimiento
Eficiencia temporal
Requisitos de precisión
Restricciones cinemáticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
En robótica y fabricación automatizada, es necesario diseñar funciones de movimiento para las partes de las máquinas. Muchas propuestas para la forma de tales funciones se pueden encontrar en la literatura. Muy a menudo, la eficiencia temporal es un criterio principal para evaluar la idoneidad para una tarea dada. Si hay requisitos de mayor precisión, la reducción de la vibración también juega un papel importante. En este caso, las funciones de movimiento deben tener una función de sacudida continua, pero aún ser lo más rápidas posible dentro de los límites de las restricciones cinemáticas. Los diseños de movimiento actualmente disponibles incluyen suposiciones que facilitan el cálculo, pero son innecesarias y conducen a funciones más lentas. En esta contribución, eliminamos estas suposiciones y proporcionamos un algoritmo para calcular un perfil de quince segmentos con sacudida continua y velocidades iniciales y finales arbitrarias, donde se cumplen las restricciones cinemáticas dadas. Procedemos a recorrer sistemáticamente el espacio de diseño utilizando el concepto de una velocidad intermedia variable e identificamos velocidades críticas y sacudidas donde es necesario cambiar de modelo. El enfoque sistemático garantiza que se cubran todas las situaciones posibles. Implementamos y validamos el modelo utilizando un gran número de configuraciones aleatorias en Matlab, y mostramos que el algoritmo es lo suficientemente rápido para la generación de trayectorias en línea. Ejemplos ilustran la mejora en la eficiencia temporal en comparación con enfoques existentes para una amplia gama de configuraciones donde la velocidad máxima no se mantiene durante un período de tiempo. Concluimos que son posibles funciones de movimiento más rápidas a costa de un aumento en la complejidad, que aún es manejable.
Descripción
En robótica y fabricación automatizada, es necesario diseñar funciones de movimiento para las partes de las máquinas. Muchas propuestas para la forma de tales funciones se pueden encontrar en la literatura. Muy a menudo, la eficiencia temporal es un criterio principal para evaluar la idoneidad para una tarea dada. Si hay requisitos de mayor precisión, la reducción de la vibración también juega un papel importante. En este caso, las funciones de movimiento deben tener una función de sacudida continua, pero aún ser lo más rápidas posible dentro de los límites de las restricciones cinemáticas. Los diseños de movimiento actualmente disponibles incluyen suposiciones que facilitan el cálculo, pero son innecesarias y conducen a funciones más lentas. En esta contribución, eliminamos estas suposiciones y proporcionamos un algoritmo para calcular un perfil de quince segmentos con sacudida continua y velocidades iniciales y finales arbitrarias, donde se cumplen las restricciones cinemáticas dadas. Procedemos a recorrer sistemáticamente el espacio de diseño utilizando el concepto de una velocidad intermedia variable e identificamos velocidades críticas y sacudidas donde es necesario cambiar de modelo. El enfoque sistemático garantiza que se cubran todas las situaciones posibles. Implementamos y validamos el modelo utilizando un gran número de configuraciones aleatorias en Matlab, y mostramos que el algoritmo es lo suficientemente rápido para la generación de trayectorias en línea. Ejemplos ilustran la mejora en la eficiencia temporal en comparación con enfoques existentes para una amplia gama de configuraciones donde la velocidad máxima no se mantiene durante un período de tiempo. Concluimos que son posibles funciones de movimiento más rápidas a costa de un aumento en la complejidad, que aún es manejable.