CONCLUSÃO 101 Hogan, em seu trabalho (Hogan, 1985) determina que o manipulador deve ser tratado como

um impedância, sofrendo deslocamentos do ambiente e respondendo com esforços. Por outro lado o ambiente, sendo uma admitância, deve receber esforços do manipulador e responder com deslocamentos. A implementação adotado neste trabalho e por outros autores (Lawrence, 1988; Pelletier e Doyon, 1994) apresentam uma implementação baseado em controle de posição dos motores do manipulador, nesta implementação, durante o intervalo entre dois ciclos de controle consecutivos, o manipulador estará aplicando um deslocamento no ambiente e consequente- mente não atendendo a definição de Hogan.

Por outro lado, a implementação originalmente proposta por Hogan torna-se extremamente difícil de ser aplicada em robôs industriais. A capacidade de esforço atualmente apresentada pelos motores elétricos (principal componente utilizado para movimentar os manipuladores ro- bóticos atuais) é muito baixa. Desta forma faz-se necessária a utilização de transmissões para aumentar o torque e esforços que o manipulador pode aplicar. Tais transmissões por sua vez diminuem a capacidade do manipulador ceder (se movimentar) quando um esforço e executado em seu TCP, esta característica é chamada de backdriveability. A falta de backdriveability tem o efeito de causar o aumento da inércia aparente do sistema tornando o sistema mais depen- dente de transdutores de força. Este problema entretanto não é o único causado pelo uso de relações de transmissão. Os modelos de atrito em tais sistema tornam-se muito mais complexos e difíceis de serem modelados e controlados.

O manipulador robótico SCARA IBM é um sistema antigo que apresenta um elevado nú- mero de incertezas mecânicas. A indeterminação dos parâmetros dinâmicos como momentos de inêrcia, massas e centros de massa e de um modelo de atrito para cada junta do sistema im- pedem a utilização e implementação efetiva da metodologia de controle de impedância como originalmente propôs Hogan (1987).

Para o manipulador robótico SCARA sugere-se um trabalho com o objetivo de identificar os parâmetros dinâmicos do manipulador e o modelo de atrito das juntas do mesmo. Este modelo possibilitaria a exploração de outras implementações de impedância, e consequentemente a comparação com a implementação atual. A vantagem de tais implementações é a de que elas não seriam influenciadas pela segmentação no controle causada por conta da malha de controle de posição dos drivers. Consequentemente esperam-se resultados superiores aos obtidos nos experimentos realizados com a configuração de controle adotada.

Outra proposta é a execução de um trabalho que investigue a influência das relações de transmissão na qualidade e desempenho do controle de impedância em um manipulador robó- tico. Para isso sugere-se a utilização de um manipulador "direct drive"(sem reduções) onde a implementação do controle de impedância, sem realimentação de força, deve ser empregada. Em seguida devem ser modificadas (aumentadas) as relações de transmissão em diversos níveis e finalmente devem ser comparados os resultados obtidos a partir de critérios bem estabelecidos para a análise de desempenho.

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7.2. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS RESULTADOS DE IMPLEMENTAÇÃO E PROPOSTAS DE TRABALHOS Outras variações e modificações neste trabalho podem ser realizadas. A a repetição do mesmo experimento porém com realimentação de força, a comparação dos resultados com as implementações de controle de impedância através da correção de posição ou correção de velo- cidade. O estudo da influência dos parâmetros de controle em cada um dos casos também deve ser analisado.

A frequência de controle adotada para comunicação entre os drivers e sistema de baixo nível foi de 200Hz. Frequências superiores a esta não são possíveis por limitações da placa de comunicação CAN utilizada no sistema e pela falta de determinismo no sistema operacional. O aumento da frequência de comunicação pode diminuir o efeito causado pela segmentação comentado anteriormente.

A utilização de um sistema de tempo real para controle do robô permitirá uma garantia maior de determinismo na ocorrência das tarefas, atrasos de comunicação falhas no sistema apresentaram-se de forma constante durante os experimentos quando tarefas não relacionadas ao processamento do controle passavam a ser executadas no microcomputador que hospedava o sistema de controle. Por este motivo, mais um trabalho sugerido é o desenvolvimento de um sistema de controle de tempo real para controle de manipuladores robóticos que possa ser utilizado e garanta o determinismo e velocidade necessárias para o sistema de manipulação robótica que está sendo desenvolvido pelo laboratório de manipulação robótica da Escola de Engenharia de São Carlos.

Assim como a utilização de sistema operacional de tempo real, a utilização de uma rede de comunicação de maior velocidade permitiria um ciclo de controle de menor período. Novas tecnologias como EtherCAT ou PROFINET poderiam representar ganhos substanciais de velo- cidade. A medida da utilização da banda de comunicação na rede CAN foi realizada através do software BUS Monitor da National Instruments e revelou que o sistema utiliza atualmente 70% da capacidade da rede. Desta forma o aumento de um simples PDO em cada eixo já não é possível e desta forma pode-se afirmar que o sistema se encontra em seu limite de velocidade de processamento e comunicação.

A realimentação de força está vinculada a um filtro de ruído que foi aplicado aos sinais do sensor. A implementação de tal filtro foi mandatória na aplicação prática conforme apresentado na sessão 5.1.1 por conta dos efeitos dos esforços gerados pela movimentação do cabo agindo no sensor. Os resultados apresentados no experimentos apresentam as forças já filtradas. O filtro e sinal do sensor apresentam um atraso de tempo originário das conversões de sinais analógicos em digitais e transmissão do sinal através da rede CAN/CANOpen. Algumas possíveis soluções para o problema é a utilização de um esteira porta cabos, o projeto e construção de um novo acoplamento entre o sensor e o manipulador que considere a fixação dos cabos e a substituição da garra pneumática por uma garra com acionamento elétrico. A maior parte dos esforços observados no sensor foram provenientes das mangueiras pneumáticas que apresentam uma rigidez muito maior que o cabo de sinal do sensor.

CAPÍTULO 7. CONCLUSÃO 103