Ecosistema de simulación para el control dinámico y monitoreo de seguridad de un manipulador robótico de 6 GDL
| Codigo/Evento | PF-030 — XVI Encuentro Departamental RREDSI Risaralda |
| Ponente Principal | Elias Escobar Pereira |
| Tutor / Líder | Ana Julieth Marín Hurtado |
| Coautores | Kevin David Ortega Quiñones, Mauricio Holguín Londoño y Germán Andrés Holguín Londoño |
| Institución / Semillero | Universidad Tecnológica de Pereira Semillero: Huellas sobre sistemas digitales y mantenibilidad |
TIPO DE PROYECTO
Ingeniería y Tecnología
OBJETIVO(S)
Objetivo general: Desarrollar una interfaz de control y visualización para un manipulador robótico de 6 grados de libertad, integrando simulación dinámica, monitoreo de variables articulares y herramientas de análisis del comportamiento del robot.
Objetivos Específicos:
- Implementar un ecosistema de simulación dinámica que permita el renderizado del comportamiento físico del manipulador PAROL 6 en un entorno virtual controlado.
- Desarrollar un algoritmo de manipulación controlada que gestione las trayectorias articulares y garantice la seguridad operativa.
- Diseñar una interfaz gráfica (GUI) para la ejecución de comandos manuales y el monitoreo espacial del comportamiento del robot.
RESUMEN
El presente proyecto detalla el diseño y la implementación de una plataforma de software integrada para el control, simulación y monitoreo de un manipulador robótico de seis grados de libertad (6 GDL). El objetivo principal de este trabajo es desarrollar una interfaz grafica de usuario (GUI), utilizando el lenguaje de programación Python y la librería PyQt, que permita cerrar la brecha entre la programación abstracta y la operación táctica de sistemas robóticos complejos.
La metodología se centra en tres pilares fundamentales: el diseño industrial de una interfaz hombre-máquina (HMI), la integración de un motor de física de alto desempeño y el análisis de datos en tiempo real. En primer lugar, se desarrolla una GUI que facilita el control individual de cada articulación del manipulador a través de comandos manuales intuitivos.
En segundo lugar, se integra el entorno de simulación PyBullet, el cual permite representar el comportamiento dinámico del robot, gestionando de forma eficiente la cinemática y las colisiones, visualizando el movimiento de manera sincronizada con los comandos del usuario y por ultimo, se implementan herramientas de telemetría y monitoreo que permiten la representación gráfica del estado del robot. Estas herramientas incluyen la visualización histórica de la trayectoria del efector final y el seguimiento de los ángulos de Euler (Roll, Pitch, Yaw) para la determinación de la orientación y posición.
Un aspecto crítico del desarrollo es la seguridad operacional; para ello, la interfaz integra indicadores visuales dinámicos que alertan sobre la proximidad a los límites físicos de operación, permitiendo un análisis preventivo del comportamiento del robot. Los resultados demuestran una plataforma estable que garantiza una baja latencia en la visualización y una alta precisión en la monitorización de variables articulares. Esta herramienta constituye un entorno de experimentación y validación versátil, sentando las bases para aplicaciones futuras en teleoperación y control autónomo de manipuladores robóticos.
INVESTIGADOR PRINCIPAL:
Elias Escobar Pereira
Rol: Investigador principal y ponente.
Contribución clave: Desarrollo del pipeline en Python, sincronización del modelo óptico con OpenGL y validación cinemática del gemelo digital.