Una trayectoria es el camino que sigue un robot en el espacio y el tiempo. Es más que un simple camino. Un camino es solo geometría. Una trayectoria incluye velocidad, aceleración y sincronización. Especifica dónde se encuentra el robot en cada momento, no solo la ruta que sigue.

La generación de trayectorias es un problema fundamental en robótica. El controlador necesita una referencia suave que seguir. Un cambio brusco de posición requeriría una aceleración infinita, algo que los motores reales no pueden lograr. Por lo tanto, el generador de trayectorias crea una curva suave, generalmente un polinomio o una spline, que respeta los límites de velocidad y aceleración. El robot sigue la trayectoria con la mayor precisión posible.

Características de la trayectoria

• Perfiles de posición, velocidad y aceleración.
• Sacudida: la tasa de cambio de la aceleración, minimizada para lograr suavidad.
• Óptimo en cuanto al tiempo: lo más rápido posible dentro de los límites.
• Suave: minimiza el desgaste y la vibración.
• Sin colisiones: evita los obstáculos en el camino.

Una buena trayectoria es suave y eficiente. Una mala es brusca y lenta. La sacudida, la derivada de la aceleración, es especialmente importante. Una sacudida alta causa vibración, desgaste y ruido. Los generadores de trayectoria minimizan la sacudida utilizando perfiles en forma de S en lugar de perfiles trapezoidales. La curva en S aumenta la aceleración gradualmente, produciendo un movimiento más suave. Las trayectorias se calculan en el espacio articular o en el espacio cartesiano. Las trayectorias en el espacio articular son más fáciles de calcular y evitan singularidades. Las trayectorias en el espacio cartesiano son más intuitivas, pero pueden requerir cinemática inversa compleja. La elección depende de la tarea. Un robot de soldadura sigue una trayectoria cartesiana a lo largo de una costura. Un robot de recogida y colocación podría usar una trayectoria en el espacio articular para la velocidad. La trayectoria es el plan del robot en movimiento.