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    Planificaci贸n autom谩tica y supervisi贸n de operaciones de montaje mediante robots

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    One of the main topics to be solved in order to fully automate a robotized assembly task is the automatic determination of the movements to be done by the robot to properly perform the tasks when the existing uncertainty is not negligible. This problem is of particular theoretical and practical interest when rotational degrees of freedom and friction forces are taken into account. In this thesis, an automatic movement planner that considers these aspects is proposed, including the description of how to execute the plan and supervise the evolution of the task. In order to generate the plan, the task is represented by a finite number of states, which are associated to the nodes of a graph with the links connecting contiguous states. Then, using uncertainty models developed in the thesis, the domains of the possible configurations and reaction forces that can be measured by the corresponding sensors in each task state are determined. From the existing initial conditions of the task and the desired final conditions, an initial and a goal state are determined, and, using the state graph, a sequence of contiguous states joining them is searched. At the same time, state transition operators (movement directions of the robot) that may allow the transition from one state to the next in the sequence are also determined.The execution of the task according to the plan basically consist in the estimation of the current state by matching the sensorial information obtained on-line with the domains of configuration and force of each state, and then, the application of the proper state transition operator to proceed in the state sequence towards the goal state.The main contributions of the thesis are the following: on one side, as a general contribution, the proposed planning procedure that allows the simultaneous consideration of friction forces, rotational degrees of freedom, and the different uncertainty sources that affect a robotized task; on the other side, as more specific contributions, the proposal of task states as the occurrence of a set of basic contacts, and, for movements on a plane, the fusion of the uncertainty models and the determination of the reaction forces possible in any contact situation by using the dual representation of the force lines. The thesis includes the application of the developed concepts to a simple assembly task (the block in the corner problem) considering movements on a plane. Although the implementation is not a general application prototype, it contributes to the validation of the theoretical results of the work.Uno de los principales problemas a resolver en la automatizaci贸n total de una tarea de montaje robotizada, es la determinaci贸n autom谩tica de los movimientos que debe realizar el robot para llevar a cabo la tarea cuando la incertidumbre que le afecta es significativa. Este problema es de especial inter茅s te贸rico y pr谩ctico cuando se consideran grados de libertad de rotaci贸n y fuerzas de fricci贸n. En la tesis se propone un planificador autom谩tico de movimientos que tiene en cuenta estos aspectos. Se describe tambi茅n c贸mo llevar a cabo la ejecuci贸n del plan y supervisar la evoluci贸n de la tarea.Para llevar a cabo la planificaci贸n, la tarea se representa mediante un conjunto finito de estados. Considerando la incertidumbre mediante modelos desarrollados en la tesis, se determinan los dominios de observaci贸n de configuraciones y de fuerzas de reacci贸n que pueden ser indicadas por los sensores cuando tiene lugar cada estado de la tarea. Los estados de la tarea se representan como nodos de un grafo en el que los arcos unen los estados contiguos.A partir de las condiciones iniciales de la tarea y condiciones finales deseadas se establecen sendos estados inicial y final, y, utilizando el grafo de estados, se determina una secuencia de estados contiguos que los ligue. Paralelamente, se determinan operadores de cambio de estado (direcciones de movimiento del robot) que pueden permitir la transici贸n de un estado a otro de la secuencia.La ejecuci贸n de la tarea acorde al plan consiste b谩sicamente en estimar el estado en curso contrastando la informaci贸n sensorial obtenida en-l铆nea con los dominios de observaci贸n de configuraci贸n y fuerza, para aplicar entonces el operador de cambio de estado que corresponda, y as铆 sucesivamente hasta alcanzar el estado final.Las principales aportaciones de la tesis son las siguientes. Por un lado, desde un punto de vista general, cabe destacar el procedimiento de planificaci贸n propuesto, que permite considerar simult谩neamente fuerzas de fricci贸n, grados de libertad de rotaci贸n y las incertidumbres que afectan a una tarea de montaje robotizada. Por otra parte, pueden mencionarse como aportaciones particulares, la introducci贸n del concepto de estados de la tarea como ocurrencia de un determinado conjunto de contactos b谩sicos y, para el caso de movimientos en un plano, el modelado y fusi贸n de incertidumbre de una forma m谩s precisa que las descritas en trabajos previos, as铆 como la determinaci贸n de las fuerzas de reacci贸n que pueden tener lugar en cualquier contacto mediante el uso de la representaci贸n dual de sus rectas de acci贸n. La tesis incluye la aplicaci贸n de los conceptos te贸ricos desarrollados a una tarea de montaje (bloque en la esquina) considerando movimientos de los objetos en un plano. Aunque la implementaci贸n no pretende ser un prototipo de aplicaci贸n general, contribuye a la validaci贸n de los resultados del trabajo

    A machine learning based logic branching algorithm for automated assembly

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    Thesis (Sc. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 1991.Title as it appears in the M.I.T. Graduate List, Feb. 1991: A logic branching based machine learning algorithm for automated assembly.Includes bibliographical references (p. 95-100).by Erik Garth Vaaler.Sc.D
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