This work presents the development of Mamdani-type fuzzy controllers for tracking linear trajectories in the workspace of a delta-type linear parallel robot. The system comprises three positioner actuators driven by direct current motors with incremental encoders for displacement reading. A multifunctional data module made the interface between the computer and the machine, capturing the signals coming from the encoders and supplying the control signals to the power circuits that drive the motors. Labview® software was used to implement the controller, using the fuzzy logic toolkit, and Matlab® to analyze and present the experimental results. There are three phases of control: velocity control, position control with trajectory tracking, and trajectory generation. In the analysis of the system's response curves and the obtained data, it was verified a very satisfactory performance of the controllers acting with 100 mm/s. The maximum steady-state error was -1.50mm for X-axis motion, -1.76mm for Y-axis motion, and 1.02mm for Z-axis motion, resulting in a trajectory tracking error of 1.26%.

This article describes the electromechanical design and position control of a prototype with parallel delta kinematic structure with three degrees of freedom for application in the confectionary industry. The proposal seeks a solution for the reduction of nonconformities in the mechanical finishes of the jeans confectionary industry, where the wear effects of the fabric are commonly obtained by manual processes compromising the final product standardization. The electromechanical assembly is driven by direct current motors and is interfaced by PWM power circuits, which receive control signals from a computerized system. It was studied a mathematical model to associate the coordinates of the moving cars and the final effector. Position controllers of the Proportional-Integrator-Derivative (PID) type were implemented using the Ziegler-Nichols tuning method. A supervisory program was created in Labview ® that allows the visualization of the outputs and inputs of the position controllers by means of graphs plotted in real time, allowing the adjustment of PID constants also in real time. The controllers were validated and tested for each movement car, presenting a maximum positioning error of 2,14%, which was considered to be optimal for the confectionary application.

ResumoEste trabalho apresenta desenvolvimento de um controlador Fuzzy tipo Mamdani para o posicionamento XY de um robô cartesiano eletropneumático. O conjunto é composto basicamente por três válvulas eletropneumáticas proporcionais e três cilindros pneumáticos, cada um com uma régua potenciométrica para realimentação do controlador em malha fechada. Para interface do computador com as válvulas e réguas potenciométricas foi utilizado o módulo de aquisição de dados NI USB-6289. O software LabVIEW ® foi empregado para o desenvolvimento do controlador e o Matlab ® para analisar e apresentar os resultados experimentais. Sinais de referência do tipo degrau foram utilizados para a avaliação do desempenho do sistema de controle. Os resultados demonstraram que a metodologia utilizada obteve bons índices de desempenho com um erro máximo de 6,2% no posicionamento do eixo X e de 1,5% no posicionamento do eixo Y.Palavras-Chave: controle de posição, atuadores eletropneumáticos, válvulas proporcionais, manipulador cartesiano, lógica fuzzy. ResumenEste trabajo presenta el desarrollo de un controlador Mamdani Fuzzy para el posicionamiento XY de un robot cartesiano electroneumático. El conjunto está compuesto básicamente por tres válvulas electroneumáticas proporcionales y tres cilindros neumáticos, cada uno con una regla potenciométrica para la retroalimentación del controlador de circuito cerrado. Para la interfaz de la computadora con válvulas y reglas potenciométricas, se utilizó el módulo de adquisición de datos NI USB-6289. El software LabVIEW ® se utilizó para el desarrollo del controlador y Matlab ® para analizar y presentar resultados experimentales. Se utilizaron señales de referencia de tipo de paso para evaluar el rendimiento del sistema de control. Los resultados mostraron que la metodología utilizada obtuvo buenos índices de rendimiento con un error máximo de 6,2% en el posicionamiento del eje X y 1,5% en el posicionamiento del eje Y.Palabras Clave: control de posición, actuadores electroneumáticos, válvulas proporcionales, manipulador cartesiano, lógica difusa. AbstractThis work presents the development of a Mamdani Fuzzy controller for the XY positioning of an electropneumatic Cartesian robot. The set is basically composed of three proportional electropneumatic valves and three pneumatic cylinders, each with a potentiometric ruler for closed loop controller feedback. For computer interface with potentiometric valves and rulers, the NI USB-6289 data acquisition module was used. LabVIEW ® software was used for controller development and Matlab ® to analyze and present experimental results.Step type reference signals were used to evaluate the performance of the control system. The results showed that the methodology used obtained good performance indexes with a maximum error of 6,2% in X axis positioning and 1,5% in Y axis positioning.

RESUMOO interesse no estudo e na utilização de robôs no meio industrial vem aumentando de forma significativa devido à capacidade destes em realizar inúmeras tarefas com maior velocidade, precisão e qualidade em relação ao trabalho manual. Diante disto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um controlador Fuzzy tipo Mamdani para o posicionamento de um robô paralelo tipo delta linear no espaço de trabalho. O sistema é composto de três sistemas posicionadores acionados por motores de corrente contínua com encoders incrementais para leitura da posição. Uma placa de aquisição de dados realizou a interface entre o computador e a planta, captando os sinais provenientes dos encoders e fornecendo os sinais de controle às placas de potência que acionam os motores. O software LabVIEW ® foi empregado para a implementação do controlador, utilizando o toolkit de lógica Fuzzy, e o Matlab ® para analisar e apresentar os resultados experimentais. Para verificar o comportamento do sistema com os controladores de posição, foram realizados dois ensaios: o primeiro com o propósito de testar o sistema em várias distâncias, e o segundo com o objetivo de testar o controle baseado na transformação das coordenadas do efetuador final nas posições dos carros de movimentação através do modelo cinemático inverso. Os resultados demonstraram que a metodologia utilizada obteve bons índices de desempenho. Na análise da curva de resposta do sistema e dos dados obtidos a partir desta, foi verificado desempenho muito satisfatório do controlador, com erro de regime permanente abaixo de 0,5% e sobressinal abaixo de 0,1%, além de um tempo de assentamento máximo de 3,3 s para as maiores distâncias aplicadas em relação aos carros transportadores, com velocidades de até 150 mm/s. Palavras-Chave: controle fuzzy, arquitetura paralela, modelamento matemático, robô delta, sistema de posicionamento. RESUMENEl interés por el estudio y uso de robots en el entorno industrial ha aumentado significativamente

RESUMOEste artigo descreve o desenvolvimento de um modelo matemático de posição, velocidade e aceleração de um protótipo com estrutura cinemática paralela tipo delta linear com três graus de liberdade, com guias angulados (os guias ficam acima das articulações). O modelo proposto foi desenvolvido por meio do método de soma vetorial, onde é realizada uma análise geométrica da estrutura para definir os vetores atuantes. O modelo matemático associa as coordenadas dos atuadores (1, 2, 3) e o efetuador final (X, Y, Z), com base em uma análise de cinemática inversa. Além disso, apresenta um método numérico para solução do modelo, uma vez que o modelo proposto é um sistema não linear. No modelo, quando o dado de entrada é a posição, velocidade e aceleração desejada do efetuador (set-point) o dado de saída será a posição, velocidade e aceleração final dos atuadores. A partir do modelo matemático foi aplicada uma simulação em Matlab ® objetivando a validação por meio de comportamentos conhecidos do sistema. Os resultados da simulação foram satisfatórios e comprovam a efetividade do modelo proposto, da mesma forma que possibilita a implementação de controladores de posição, velocidade e trajetória. Palavras-Chave: cinemática inversa, protótipo, robô paralelo, simulação.