Automatické generovanie trajektórii pre robotický manipulátor

15. okt. 2018 • Technické vedy

Automatické generovanie trajektórii pre robotický manipulátor

Výskum v oblasti unikátnych spôsobov programovania a riadenia robotického manipulátora je cieľom projektu Automatické generovanie trajektórii pre robotický manipulátor, ktorého riešiteľom je Ing. Michal Adamík, Fakulta elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave. Snaha projektu sa sústredí na automatizovanie procesov a úkonov, ktoré musí vykonávať programátor s odbornými znalosťami.

„Cieľ je celý proces prípravy programu automatizovať na základe obrazového vstupu z kamery alebo fotoaparátu. Výhody tohto prístupu sú v rýchlosti naprogramovania programu a jeho uvedenie do prevádzky, čím sa zvyšuje flexibilita výroby, stabilita kvality výroby a nižších nárokov na kvalifikáciu obsluhy pracoviska.“

Tento projekt má byť aplikovaný pri automatizovanom kreslení tvárí ľudí, ktorí budú odfotení na pracovisku. Vytvorený software spracuje prijatú fotku a vygeneruje potrebný kód pre riadiacu jednotku robotického manipulátora. Po spustení programu si odfotený užívateľ počká na svoj portrét nakreslený robotom.

Hlavným vedeckým cieľom projektu je návrh a príprava softwaru, ktorý bude spracovávať prijaté dáta z kamery a generovať pohybové trajektórie pre robotický manipulátor.

Ďalšie vedecké ciele projektu:

1. Návrh systému pre generovanie trajektórii
2. Nasadenie a revízia návrhu systému pre generovanie trajektórii
3. Evaluácia systému s cieľom optimalizovať:

  1. Čas nutný na spracovanie a prípravu generovaní trajektórii
  2. Kvalitu spracovania a hustoty generovaných bodov použitých na riadenie manipulátora
  3. Minimalizovať celkovú drahú koncového efektora manipulátora

Návrh systému pre automatické generovanie pohybových trajektórií za pomoci vizuálneho systému predstavuje aktuálny problém vo vedeckej, ale aj v aplikačnej oblasti, uvádza Ing. Michal Adamík. „V dobe priemyslu 4.0 by výrobné zariadenie malo byť ´inteligentné´. Jedným z dôsledkov tejto vlastnosti by malo byť, že robot je ľahšie prekonfigurovateľný na iný druh výrobku, čo je v čase vysokej miery rôznorodosti vyrábaných predmetov veľmi dôležitá vlastnosť. Dnes pri typických robotických aplikáciách, je potrebné veľkú časť času obetovať pri uvádzaní pracoviska do prevádzky, čo zahŕňa najmä teach-in alebo offline programovanie a optimalizáciu trás.“

Na urýchlenie tohto procesu je potrebný automatický a inteligentný systém, ktorý je schopný tieto úkony vykonať automaticky v rozmedzí sekúnd až minút tak, aby sa nepresiahol takt výrobnej linky a minimalizoval náklady na výrobu jedného kusu výrobku. „Ďalšou výhodou automatického generovania pohybových trajektórií je možnosť doprogramovať simulovanú ľudskú inteligenciu. Dobrým príkladom je finiš výrobkov, začisťovania ostrých hrán, ktoré boli práve obrábané. Offline programovaním nevieme napodobniť adaptívnu povahu ľudskej práce. Avšak pri zapojení vizuálneho systému s doplnkovými snímačmi, správnym algoritmom toto správanie vieme dobre napodobniť.“

Iným problémom, s ktorým sa realizátori projektu potýkajú pri plánovaní trajektórii, je optimalizácia dráh a času potrebného na uskutočnenie celej operácie. „Ak napríklad manipulátor vŕta diery správnym rozhodovaním o poradí dier viem skrátiť celkovú drahú celého úkonu, a tým aj skrátiť celkový čas potrebný na spracovanie jedného výrobku. Táto optimalizačná úloha je známa pod názvom Problém obchodného cestujúceho,“ vysvetľuje Ing. Michal Adamík.

Používané nástroje na prípravu generátorov trajektórii sú napríklad RobotMaster, PowerMill, prípadne originál software od výrobcu robota RobotStudio (ABB), RTtoolbox (Mitsubishi). Väčšina programov využíva CAD/CAM (computer aided design/manufactoring) na zrýchlenie programovania a vizualizácie robota, pracovného predmetu, ale aj naprogramovaných trajektórií. „Všetky spomenuté platformy sú uzatvorené a o ich vývoj sa starajú výlučne spoločnosti, ktoré ich vlastnia. Otvorené platformy na vývoj, do ktorých sa dajú pridávať moduly, knižnice a iné funkčné súčasti sú ROS (Robotic operating system) a Rhihoceros 3D so svojim rozšírením Grasshopper. Oba programy majú aktívnu otvorenú komunitu, ktorá si vymieňa informácie, ktoré slúžia v nasledujúcom vývoji,“ dopĺňa riešiteľ projektu.

Projekt Automatické generovanie trajektórii pre robotický manipulátor patrí medzi projekty, ktorým bol udelený grant Slovenskej technickej univerzity v Bratislave (STU).

*********************************************

Rektor STU Robert Redhammer udeľoval granty mladým vedcom už po 9. raz. Každý z podporených mladých vedcov získal príspevok vo výške tisíc eur. Odovzdávanie grantov sa uskutočnilo v Aule D. Ilkoviča začiatkom mája 2018. Granty si prevzali mladí vedci zo všetkých fakúlt Slovenskej technickej univerzity v Bratislave, najsilnejšie zastúpenie má Stavebná fakulta (SvF) či Fakulta chemickej a potravinárskej technológie (FCHPT).

Rektor STU Robert Redhammer vysvetlil, že univerzitný grantový program pre mladých je „školou“ písania úspešných projektov a vyzýva riešiteľov, aby sa postupne uchádzali o národné a medzinárodné granty a nadväzovali kontakty s výskumnými kolektívmi v zahraničí. Na tento grantový program nadväzuje na STU ďalší pre skúsenejších vedcov – Grantový program na podporu excelentných tímov mladých výskumníkov. STU finančne odmeňuje aj najlepšie vedecké publikácie a aj tímy, ktoré sa zapájajú do medzinárodných konzorcií a uchádzajú sa o medzinárodné granty.

 

Odborný garant textu: Ing. Michal Adamík, Fakulta elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Zdroj foto:

http://www.automa.cz/cz/casopis-clanky/generovanie-trajektorii-pre-roboticky-manipulator-na-baze-vektorovej-grafiky-2017_02_0_9855/

Uverejnila: VČ

Hore
CVTI SR 80. výročie
QUARK
Prechod VK na VND - jeseň
TVT 2018
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
TVT 2017 články
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Zvuk vo vode sa šíri 4,5 násobne rýchlejšie, ako vo vzduchu.
Zistite viac