Desarrollo de un Banco de Pruebas Experimental Mediante Control de Fuerza con Robot Industrial para el Análisis de la Respuesta Mecánica de Asientos de Coche

Abstract

[EN] In this work the design of an experimental test platform for analysis of the mechanical behavior of car seats during passenger ingress and egress is presented. This development has been performed in two steps: the first step is data acquisition, by means of a mat sensorized with a pressure gauge net and a photogrammetry system so as to acquire the movements performed by a human during ingress and egress. The second step consists in reproducing these movements automatically by means of a dummy held by a robot, controlling the force applied by the dummy on the seat. This development must allow applying different force control strategies with industrial robots, therefore using a test platform consisting in an ABB IRB140 robot and a JR3 industrial force sensor with 6 degrees of freedom. As control architecture, two alternatives are presented. The first one uses the ABB WebWare SDK software application. In the second one, the original S4CPlus controller has been modified, providing an open control architecture that allows the implementation of new motion and force control algorithms in the industrial robot. With this application, the process performed by a human during ingress and egress is simulated, monitoring and controlling the force applied by the dummy on the seat in order to ensure the same conditions as in a real situation. The developed system has several practical applications, namely allowing the analysis of the wearing produced in the seat upholstery.

[ES] Este trabajo presenta un desarrollo de control de fuerza con robots industriales, utilizando para ello el robot IRB140 de ABB y un sensor de fuerza industrial JR3 de 6 grados de libertad. Como arquitectura de control se presentan dos alternativas distintas. La primera utiliza la aplicación software WebWare SDK, de ABB. En la segunda solución se ha modificado el controlador original S4CPlus del robot proporcionando una arquitectura abierta de control que permite la implementación de nuevos algoritmos de control de movimiento y fuerza en el robot industrial. Para validar el control de fuerza implementado se ha desarrollado una aplicación para el análisis de la respuesta mecánica de asientos de automóviles en la entrada y salida de pasajeros. Con esta aplicación se simula el proceso que realizan las personas cuando se sientan y se levantan en los asientos de los coches, monitorizándose y controlándose la fuerza que ejerce un maniquí sobre un asiento real. El sistema desarrollado tiene numerosas aplicaciones prácticas, como por ejemplo la de poder analizar el desgaste que estos movimientos ocasionan en la tapicería de los asientos.