مدل سازی سینماتیکی و دینامیکی ربات صنعتی IRB ۵۵۰۰-۲۷ و طراحی کنترل کننده PD با جبران سازی گرانش

ربات های صنعتی امروزه به عنوان یکی از مهم ترین اجزای سیستم های اتوماسیون در صنایع مختلف، به ویژه صنعت خودروسازی، مورد استفاده قرار می گیرند و نقش بسزایی در افزایش دقت، سرعت، تکرارپذیری و کیفیت فرآیندهای تولید ایفا می کنند. یکی از مهم ترین کاربردهای این ربات ها، انجام عملیات رنگ آمیزی قطعات است که به دلیل نیاز به حرکت دقیق و یکنواخت ابزار رنگ پاش، استفاده از ربات های تخصصی را ضروری می سازد. در این گزارش، ربات صنعتی IRB ۵۵۰۰-۲۷ شرکت ABB به عنوان یک ربات رنگ آمیزی شش درجه آزادی مجهز به یک محور کمکی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا پیکربندی ربات بر اساس روش دنویت–هارتنبرگ تعیین و روابط سینماتیک مستقیم و معکوس آن استخراج شده است. سپس فضای کاری و ماتریس ژاکوبین ربات محاسبه شده و با استفاده از روش لاگرانژ، مدل دینامیکی سیستم و ماتریس های اینرسی، کوریولیس و گرانش به دست آمده اند. در ادامه، مدل دینامیکی در محیط Simulink پیاده سازی شده و عملکرد آن با طراحی کنترل کننده PD همراه با جبران سازی گرانش مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مدل استخراج شده از دقت مناسبی برخوردار بوده و کنترل کننده طراحی شده قادر است مسیر مرجع را با خطای اندک دنبال کند.