Influencia del grado de libertad redundante en el comportamiento estructural de un brazo robótico de 7 grados de libertad.

Resumen

Dentro de la industria, la robótica está adquiriendo más potencia como uso de herramienta auxiliar en los procesos de fabricación. Bien sean actividades de gran envergadura (robótica industrial) como operaciones humano-máquina (robótica colaborativa), el conocimiento de las propiedades físicas de los brazos robóticos es imprescindible para la correcta integración y aplicación de dichas máquinas.

La robótica colaborativa aborda el desempeño de actividades más complejas, en las cuales el movimiento y la precisión priman sobre las dimensiones y el peso. El aumento del número de articulaciones (grados de libertad) en un brazo robótico le otorga versatilidad de movimiento, pudiendo adaptarse con mayor facilidad a la actividad desempeñada y a los espacios de trabajo. Cuando se tiene un brazo robótico con más de 6 grados de libertad en su cadena cinemática articular, la posición y orientación del elemento terminal queda sobredefinida. Esta situación se conoce como redundancia cinemática. En este caso, el elemento terminal del robot puede llegar a una posición y orientación determinada en infinitas posiciones articulares.

Sin embargo, el comportamiento estático y dinámico del brazo robótico varía para cada una de estas posiciones articulares. En este trabajo se verá la influencia del grado de libertad redundante en el comportamiento de un robot colaborativo de 7 grados de libertad (KUKA IIWA LBR 14 R820), realizando un estudio experimental de rigideces y un análisis modal experimental al sistema. Con ello, se obtienen mapas de rigideces del elemento terminal y de frecuencias naturales y amortiguamientos relativos del brazo robótico en función de su posición y del valor de la coordenada redundante definida.