Modelización y simulación dinámica de un robot industrial ABB IRB 120

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo es la modelización y simulación dinámica del robot industrial IRB 120, de la compañía suiza ABB. Para ello se realizará la modelización del robot mediante el uso del software de análisis de elementos mecánicos, MSC ADAMS, y su posterior simulación dinámica, apoyada por la elaboración del modelo matemático pertinente, mediante el software MICROSOFT EXCEL. La modelización del robot a realizar mediante MSC ADAMS consistirá en la obtención, a partir de la ficha técnica del robot proporcionada por el fabricante, de las características másicas e inerciales del mismo, procurando que se ajusten en mayor medida al modelo real. El modelo matemático se ha implementado como un programa específico para este tipo de robots industriales, de seis grados de libertad y exentos de codo, en el que se abordará la resolución de los problemas directo e inverso de posición velocidad y aceleración, así como de la generación de la trayectoria a seguir por el robot en la simulación, y todos los apartados anexos necesarios para su consecución. Se ha optado por emplear MICROSOFT EXCEL en la elaboración del modelo matemático por su facilidad de comprensión por parte del usuario, divulgación y adaptación en gran cantidad de equipos informáticos. Una vez el usuario haya obtenido la resolución del modelo cinemático, que no es otra que las ecuaciones que definen el movimiento de las articulaciones en su simulación, se introducirán en el software de modelación y simulación dinámica con la ayuda de una aplicación implementada en el programa, apoyada por un manual de usuario realizado para facilitar su utilización. Con el modelo dinámico se realizarán pruebas de planificación de trayectorias obteniéndose los pares entregados por cada uno de los servos del robot. Por último, mediante el uso de gráficas obtenidas tanto en el software del modelo matemático, como en el software de modelización y simulación dinámica, se verificará la validez de la aplicación implementada, y se podrá visualizar de un modo didáctico como es el funcionamiento y control de un robot industrial.

[EN] The objective of this work is dynamic modeling and simulation of an industrial robot, the IRB 120 of the Swiss company ABB. This robot modeling will be performed using the analysis software of mechanical elements, MSC ADAMS, and the subsequent dynamic simulation, supported by the development of relevant mathematical model using MICROSOFT EXCEL software. The robot modeling performed by MSC ADAMS consist of obtaining, from the robot technical specifications provided by the manufacturer of the mass and inertial characteristics, trying to conform more to the actual model. The mathematical model has been implemented as a specific program for this type of industrial robots with six degrees of freedom and free elbow, wherein the solution of direct and inverse problems of speed and acceleration position will be addressed, as well as the path generation to follow the robot in the simulation, and all attachments needed to achieve it. MICROSOFT EXCEL is chosen in developing the mathematical model for ease of understanding by the user, dissemination and adaptation in a lot of computers. Once the user has obtained the resolution of the kinematic model, which is none other than the equations that define the movement of the joints in your simulation will be introduced into software modeling and dynamic simulation with the help of a program implemented in the application supported by a manual made for ease of use. With the dynamic model will be possible to do tests about path planning to know the magnitude of the pairs delivered by each servo of the robot. Finally, by using graphs obtained both in software mathematical model and software modeling and dynamic simulation, the validity of the deployed application will be verified, and you can visualize the most important things about the operation and control of an industrial robot.