Diseño e implementación de sistema de control para robot Open Source tipo SCARA

Abstract

En el presente trabajo se muestra el diseño de un sistema eléctrico y de control para un robot \textit{Open Source Hardware} tipo SCARA. El trabajo es parte de un proyecto conjunto entre ingeniería mecánica e ingeniería eléctrica con el fin de llevar a cabo la construcción y la operación del robot diseñado. Todo el material generado en este proyecto está libre en internet para quien desee replicarlo. El sistema eléctrico diseñado se basa en motores de corriente continua sin escobillas (BLDC) utilizados en drones, los que tienen una alta densidad de potencia y torque máximo constante en casi todo su rango de operación. Estos motores son operados por una placa de circuito Odrive, la que permite mover los motores de forma controlada con alta precisión mediante un lazo de control interno. La combinación de estos motores con la placa es una solución costo-eficiente. El computador que organiza todo es una Raspberry Pi, la que corre un programa con una clase desarrollada a la medida para el funcionamiento del robot. Para generar simulaciones del desempeño del brazo robótico se utiliza ROS, la plataforma mas utilizada para hacer desarrollos de robótica. Se utiliza el diseño en CAD creado por el memorista de ingeniería mecánica para generar un URDF, un formato de archivo compatible con ROS. Utilizando este se logran hacer simulaciones. Esta metodología facilita el posterior desarrollo del robot. Mediante optimización por enjambre de partículas se encuentran ganancias de los controladores que reducen el error cuadrático medio para curvas suaves generadas con un algoritmo en el estado del arte.