Herramienta para el control y la manipulación de un robot PUMA real

Abstract

El presente proyecto plantea el diseño y construcción de una herramienta software para la manipulación y control de un robot PUMA Programmable Universal Manipulation Arm desde la plataforma Unity 3D. Inicialmente, se realiza una descripción del robot PUMA, proporcionado por la empresa Ready Packers SAS de la ciudad de Popayán. Aquí se describen aspectos relacionados con la mecánica del robot, los sensores y la tarjeta controladora. A continuación, se procede a la identificación de los requisitos del proyecto. Estos requisitos incluyen la persistencia de la información, la generación de trayectorias de grado 5, la controlabilidad, la interacción hombre-computadora y la comunicación electrónica. Se ilustran estos requisitos con diagramas de uso detallados que representan de manera concisa la interacción entre el operario y la aplicación, lo que proporciona una comprensión técnica de la dinámica de información en esta interacción. En la fase de análisis técnico, se detallan las herramientas de software que se emplearon en la construcción de la aplicación. Además, se explican en profundidad los modelos matemáticos necesarios para la generación de trayectorias y el control del robot, así como la arquitectura de control utilizada. El documento continua con el diseño del software, donde se presenta el modelo de diseño que describe los aspectos visuales de la aplicación. Luego, se detallan los diagramas de clases y componentes que proporcionan una visión detallada y general, respectivamente, de la organización de la información y cómo cada componente accede a ella en la aplicación. Este es el primer paso en la programación de la herramienta en software. También, dentro de este proyecto se explica la construcción de los algoritmos utilizados. Cada algoritmo recoge los requerimientos en cuanto a interacción humano-computador, generación de trayectorias, comunicación y base de datos. Finalmente, se llevan a cabo pruebas con el robot PUMA real, que involucran la creación de trayectorias articulares y cartesianas. Los resultados indican un error cuadrático medio de ±1cm2 en algunas trayectorias a altas velocidades y ±0,5cm a velocidades medias. Además, los errores angulares de ±0,2◦ en las articulaciones 1, 2 y 3 (articulaciones de traslación del robot).