Programování průmyslových robotů. Ing. Adam Chromý

Transkript

1 Ing. Adam Chromý

2 Co je průmyslový robot? definice dle ISO 8373:2012: Průmyslový robot je poháněné zařízení programovatelné ve dvou nebo více osách s určitým stupněm samostatnosti, pohybující se uvnitř omezeného prostředí, a za účelem plnění úkolu. Samostatností je v tomto kontextu myšlena schopnost provádět určený úkol v závislosti na aktuálním stavu a za současného vnímání okolí, a to samostatně, bez zásahu člověka. 2/77

3 Obsah p ednášky 1. Historie průmyslové robotiky letmý pohled do historie stacionárních robotů 2. Základní parametry průmyslových robotů které je nutné brát v úvahu p i výběru vhodného modelu 3. Využití stacionárních robotů v praxi p ehled nejčastějších robotických aplikací nejen v průmyslu 4. Programování manipulátoru Epson C3 p edstavení šestiosého manipulátoru z laborato e robotiky a ukázka programování jeho činnosti 5. Projekty ešené v rámci skupiny robotiky p edstavení projektů ešených na robotu Epson C3 v rámci výzkumu či studentských prací 3/77

4 Obsah p ednášky 1. Historie průmyslové robotiky letmý pohled do historie stacionárních robotů 2. Základní parametry průmyslových robotů které je nutné brát v úvahu p i výběru vhodného modelu 3. Využití stacionárních robotů v praxi p ehled nejčastějších robotických aplikací nejen v průmyslu 4. Programování manipulátoru Epson C3 p edstavení šestiosého manipulátoru z laborato e robotiky a ukázka programování jeho činnosti 5. Projekty ešené v rámci skupiny robotiky p edstavení projektů ešených na robotu Epson C3 v rámci výzkumu či studentských prací 4/77

5 Počátky průmyslové robotiky 1937 první průmyslový robot dle ISO Griffith P. Taylor, Toronto, stavebnice Meccano (Merkur) pohyb v 5 DOF, včetně uchopení a otáčení úchopu jediný motor, reléově spínané p evodovky ízeno pomocí děrného štítku umožňoval p enášet d evěné bloky dle p edem naprogramovaného schématu 5/77

6 Počátky průmyslové robotiky 50. léta 20. století GE Yes-Man, 1956 první roboty použitelné pro praktické aplikace první teleoperátory stroje pro vykonávání činnosti na dálku vyvíjeny původně pro atomový průmysl, nasazeny v hutnictví, strojírenství,... nesplňují definici dle ISO, ale mají své uplatnění v průmyslu 6/77

7 Počátky průmyslové robotiky GE Yes-Man, léta 20. století první roboty použitelné pro Teleoperátory praktické aplikace zprost edkovávají dálkové vnímání a působení první teleoperátory nepracují samostatně, nutný operátor stroje pro vykonávání Komunik. kanál činnosti na dálku Vizualizace vjemů pro vyvíjeny původně atomový průmysl, nasazeny v hutnictví, strojírenství,... Snímání nesplňují definici pohybůdle ISO, ale mají své uplatnění v průmyslu Snímání vjemů Silové působení 7/77

8 Počátky průmyslové robotiky 50. léta 20. století GE Yes-Man, 1956 Průmyslový robot je poháněné zařízení první roboty použitelné pro programovatelné praktické aplikace ve dvou nebo více osách s určitým stupněm samostatnosti, pohybující se první teleoperátory uvnitř omezeného prostředí, a za účelem plnění stroje pro vykonávání úkolu. Samostatností je v tomto kontextu činnosti na dálku myšlena vyvíjeny schopnost původně pro provádět určený úkol v závislosti na aktuálním stavu a za současného atomový průmysl, nasazeny v hutnictví, strojírenství,... vnímání okolí, a to samostatně, bez zásahu nesplňují definici dle ISO, člověka. ale mají své uplatnění v průmyslu 8/77

9 Počátky průmyslové robotiky 50. léta 20. století GE Yes-Man, 1956 první roboty použitelné pro praktické aplikace první teleoperátory stroje pro vykonávání činnosti na dálku vyvíjeny původně pro atomový průmysl, nasazeny v hutnictví, strojírenství,... nesplňují definici dle ISO, ale mají své uplatnění v průmyslu 9/77

10 Počátky průmyslové robotiky GE Yes-Man, 1956 MASCOT, /77

11 Počátky průmyslové robotiky 1961 robot UNIMATE G.Devol, firma Unimation použit pro urychlení výroby aut a zvýšení bezpečnosti práce v General Motors p enášení těžkých součástek z lité oceli a jejich sva ování p ímé programování (ukládání kloubových sou adnic) započal bou livý rozvoj průmyslových robotů 11/77

12 Počátky průmyslové robotiky léta do robotiky proniká mnoho nových firem (ABB, KUKA, FANUC, Epson, Adept,...) nová využití stacionárních robotů i mimo průmysl chirurgické roboty (1983) rehabilitační roboty (1řŘř) umělé končetiny vesmírný program vojenská robotika... 12/77

13 Obsah p ednášky 1. Historie průmyslové robotiky letmý pohled do historie stacionárních robotů 2. Základní parametry průmyslových robotů které je nutné brát v úvahu p i výběru vhodného modelu 3. Využití stacionárních robotů v praxi p ehled nejčastějších robotických aplikací nejen v průmyslu 4. Programování manipulátoru Epson C3 p edstavení šestiosého manipulátoru z laborato e robotiky a ukázka programování jeho činnosti 5. Projekty ešené v rámci skupiny robotiky p edstavení projektů ešených na robotu Epson C3 v rámci výzkumu či studentských prací 13/77

14 Základní parametry Počet stupňů volnosti (Degrees of freedom, Number of axes) bod v rovině 2DOF, bod v 3D 3DOF, plná kontrola 6DOF mohou mít i více DOF: úchop (grab), pojezd na kolejnici,... Kinematická koncepce (Kinematics) uspo ádání pevných ramen a kloubů articulated (robotické rameno) jen otočné klouby cartesian, gantry, linear jen posuvné klouby SCARA dva otočné klouby a jeden posuvný válcová dva posuvné klouby na otočné základně... 14/77

15 Základní parametry Pracovní prostor (Working envelope, Operational area) oblast, do které robot dosáhne závisí na kinematické koncepci, počtu DOF a rozměrech ramen Rychlost (Speed), Zrychlení (Acceleration) maximální rychlost/zrychlení pohybu kloubů nízké zrychlení = rychlost nelze na krátké vzdálenosti dosáhnout Užitečné zatížení (Carying capacity, Payload) jaký náklad unese koncový bod manipulátoru často je nutné ešit v závislosti na uvažovaném zrychlení 15/77

16 Základní parametry P esnost (Accuracy) maximální odchylka pozice manipulátoru od požadované pozice může být zlepšena zavedením vnější zpětné vazby nebo kalibrací absolutní chyba (odchylka mě ené hodnoty od správné) Opakovatelnost (Repeatabilty) s jakou p esností je robot schopen vrátit se do stejné polohy zásadní parametr robotů rozptyl mě ení (v jakém rozmezí se hodnoty nachází) 16/77

17 Základní parametry P esnost (Accuracy) maximální odchylka pozice manipulátoru od požadované P esnostpozice a opakovatelnost ovlivňuje: může být zlepšena zavedením vnější zpětné vazby P evodování (Drive) nebo kalibrací jakým způsobem se p enáší síla z motoru na kloub absolutní chyba (odchylka mě ené hodnoty od správné)p ímé (Direct Drive) nutný velký moment motoru P evodovka (Gear Drive) mohou vznikat vůle Opakovatelnost (Repeatabilty) Harmonické (Harmonic Drive) eliminace vůle s jakou p esností je robot schopen vrátit se do Tuhost ramen (Compliance) stejné polohy jak moc se koncový bod pohne p i působení vnějších zásadní parametr robotů sil na rameno rozptyl mě ení (v jakém rozmezí se hodnoty nachází) 17/77

18 Základní parametry P esnost (Accuracy) maximální odchylka pozice manipulátoru od požadované pozice může být zlepšena zavedením vnější zpětné vazby nebo kalibrací absolutní chyba (odchylka mě ené hodnoty od správné) Opakovatelnost (Repeatabilty) s jakou p esností je robot schopen vrátit se do stejné polohy zásadní parametr robotů rozptyl mě ení (v jakém rozmezí se hodnoty nachází) 18/77

19 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source) elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 19/77

20 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source) Po adí bodů v trajektorii elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 20/77

21 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source) Po adí bodů v trajektorii elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 21/77

22 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source) Očekávaná trajektorie elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 22/77

23 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source) Reálná trajektorie elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 23/77

24 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source)... nebo dokonce takto elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 24/77

25 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source) Reálná CP trajektorie elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 25/77

26 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source) Toto je také CP trajektorie! elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 26/77

27 Základní parametry Jiný význam PTP a CP (nap. u Epson): ízení pohybu (Motion control) PTP Point to point (PTP) jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP) složitější, kompletní definice pohybu, někdy nemusí mít ešení CP Napájení motorů (Power source) Toto je také CP trajektorie! elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 27/77

28 Základní parametry ízení pohybu (Motion control) Point to point (PTP, diskrétní): pro jednodušší aplikace, není definován pohyb mezi body Countinuous Path (CP, spojité): složitější, kompletní definice pohybu, někdy však nemusí mít ešení Napájení motorů (Power source) Toto je také CP trajektorie! elektrické rychlejší, ale slabší; rotační; nelze je použít ve výbušném prost edí hydraulické silnější, ale pomalejší; posuvné; vhodné i do výbušného prost edí 28/77

29 Obsah p ednášky 1. Historie průmyslové robotiky letmý pohled do historie stacionárních robotů 2. Základní parametry průmyslových robotů které je nutné brát v úvahu p i výběru vhodného modelu 3. Využití stacionárních robotů v praxi p ehled nejčastějších robotických aplikací nejen v průmyslu 4. Programování manipulátoru Epson C3 p edstavení šestiosého manipulátoru z laborato e robotiky a ukázka programování jeho činnosti 5. Projekty ešené v rámci skupiny robotiky p edstavení projektů ešených na robotu Epson C3 v rámci výzkumu či studentských prací 29/77

30 Průmyslové manipulátory drtivá většina robotů jsou průmyslové manipulátory (ř0%) dle IFR na světě 1,5 mil. operujících průmyslových robotů Nejčastější aplikace: video na YouTube (4:32) souvislé svá ení (arc welding), bodové svá ení (spot welding) p ekládání,nakládání a vykládání materiálu (material handling) automatizovaná obsluha p ístrojů (machine tending) st íkání tekutých a práškových barev, laků (painting) p enášení, balení, skládání, vkládání a paletizace (palletizing) instalace a kompletace součástí výrobku (assembly) mechanické ezání, broušení, leštění, smirkování nanášení lepidel, těsniv, tlumicích materiálů, pěnování kontrolní mě ení mě ení pomocí kamer, laseru a čidel 30/77

31 Chirurgické roboty funkce silového děliče umožňuje mikroposuvy a p esné pohyby ovládání pohyby jako u klasické operace nebo p es PC (joysticky) systém Da Vinci 31/77

32 Chirurgické roboty Robotický systém Da Vinci pův. pro US Army jeden chirurg pro více letadlových lodí princip: výhody: chirurg není stresován nemusí stát, může v klidu sedět vyšší p esnost pozicování nástroje => minimální invazivnost operace => menší krvácení, bolest, rychlejší hojení, menší rizika t etí ruka, kontrola zano ení nástroje, zoom,... => kvalitnější výkon SW omezení prudkých pohybů, apod. => vyšší bezpečnost možnost operace na dálku (ne p íliš časté) nevýhody: cena systému 45 mil. Kč + každá nástroj 100 tis. Kč => ř v ČR 32/77

33 Stomatologický robot Stomatologický 3D robot CEREC ušet í se čas, náhrada je p esnější a estetičtější zamě ení zubní čelisti a tvorba 3D modelu modelování nového zubu frézování zubu z keramického bločku implantace zubu ukázka: Youtube (od času 1:50) 33/77

34 Obsah p ednášky 1. Historie průmyslové robotiky letmý pohled do historie stacionárních robotů 2. Základní parametry průmyslových robotů které je nutné brát v úvahu p i výběru vhodného modelu 3. Využití stacionárních robotů v praxi p ehled nejčastějších robotických aplikací nejen v průmyslu 4. Programování manipulátoru Epson C3 p edstavení šestiosého manipulátoru z laborato e robotiky a ukázka programování jeho činnosti 5. Projekty ešené v rámci skupiny robotiky p edstavení projektů ešených na robotu Epson C3 v rámci výzkumu či studentských prací 34/77

35 Manipulátor Epson C3 Základní parametry Počet stupňů volnosti: 6 DOF Opakovatelnost: ± 0,02 mm Kinematická koncepce: articulated Maximální zatížení: 3 (5) kg P evodování: harmonic drive, emenový rozvod pohonu, elmag. brzdy ízení pohybu: PTP i CP Osy: AC servomotory ukázka: video na YouTube (1:35) 35/77

36 Manipulátor Epson C3 Pracovní prostor 36/77

37 Manipulátor Epson C3 Osy manipulátoru J1: 400 W, 102 Nm, 450 /s, ± 170 J2: 400 W, 102 Nm, 450 /s, -160 až +65 J3: 150 W, 33 Nm, 514 /s, -51 až +225 J4: 50 W, 10 Nm, 553 /s, ± 200 všechny osy J5: 50 W, 10 Nm, poháněny AC 553 /s, ± 135 servomotory s J6: 50 W, 8 Nm, harmonickými p evodovkami 720 /s, ± /77

38 Manipulátor Epson C3 Enkodéry v osách inkrementální snímače velmi vysoké rozlišení je základním p edpokladem pro vysokou opakovatelnost J1: 233 pulzů na stupeň J2: 233 pulzů na stupeň J3: 204 pulzů na stupeň J4: 188 pulzů na stupeň J5: 191 pulzů na stupeň J6: 145 pulzů na stupeň 38/77

39 Manipulátor Epson C3 Vnit ní ešení p evodování Harmonická p evodovka Kloub emenový rozvod pohonu Elektromagnetická brzda AC Motor 39/77

40 Manipulátor Epson C3 Různé možnosti montáže 40/77

41 Manipulátor Epson C3 Další parametry ř vodičů protažených skrze robot pro uživatelské aplikace (ovládání nástrojů, apod.) max. 30V, 1A 4 protažené pneumatické hadice pro uživatejské pneumatické nástroje (max. 0,59 MPa) 41/77

42 Šestiosé manipulátory Epson liší se v dosahu ramene a nosnosti: ProSix C3: 600 mm, 3 (5) kg ProSix S5: 706 mm, 5 (7) kg ProSix S5L: 895 mm, 5 (7) kg 42/77

43 Schéma ízení 43/77

44 ídicí jednotka RC1Ř0 jedna unifikovaná ídicí jednotka vybavena 32 bitovým MCU, embedded systém bez HDD, Flash paměť na program základní rozhraní: Ethernet, USB volitelné rozhraní: I/O modul, Fieldbus, RS232 Teach Pendant, Operator Pendant, Machine Vision robustní průmyslové provedení vlastní programovací jazyk SPEL+ 44/77

45 ídicí jednotka RC1Ř0 úkoly ídicí jednotky: zpracovávání programu v jazyce SPEL+ transformace mezi sou adnými systémy World Joint Pulse inverzní kinematická úloha hlídání mezí pohybu bezpečnost a detekce kolizí ramene ešení dynamiky pohybu v závislosti na hmotnosti b emene 45/77

46 Programování manipulátoru velmi podobné programování i u jiných výrobců režimy programování: p ímé programování (p ímé učení) obsluha vede rameno požadovanou trajektorií a požadovanou rychlostí obsluha navádí robota do pozic, které stisknutím tlačítka ukládá (Teach Pendant) nep ímé programování (offline) program je offline napsán v prog. jazyce (SPEL+) p ímé plánování (online) inverzní kinematická úloha ešena v reálném čase dle informací z externích snímačů nebo z nad azených systémů 46/77

47 Programování manipulátoru velmi podobné programování i u jiných výrobců režimy programování: p ímé programování (p ímé učení) obsluha vede rameno požadovanou trajektorií a požadovanou rychlostí obsluha navádí robota do pozic, které stisknutím tlačítka ukládá (Teach Pendant) nep ímé programování (offline) program je offline napsán v prog. jazyce (SPEL+) p ímé plánování (online) inverzní kinematická úloha ešena v reálném čase dle informací z externích snímačů nebo z nad azených systémů 47/77

48 Programování manipulátoru velmi podobné programování i u jiných výrobců režimy programování: p ímé programování (p ímé učení) obsluha vede rameno požadovanou trajektorií a požadovanou rychlostí obsluha navádí robota do pozic, které stisknutím tlačítka ukládá (Teach Pendant) nep ímé programování (offline) program je offline napsán v prog. jazyce (SPEL+) p ímé plánování (online) inverzní kinematická úloha ešena v reálném čase dle informací z externích snímačů nebo z nad azených systémů 48/77

49 Programování manipulátoru velmi podobné programování i u jiných výrobců režimy programování: p ímé programování (p ímé učení) obsluha vede rameno požadovanou trajektorií a požadovanou rychlostí obsluha navádí robota do pozic, které stisknutím tlačítka ukládá (Teach Pendant) nep ímé programování (offline) program je offline napsán v prog. jazyce (SPEL+) p ímé plánování (online) inverzní kinematická úloha ešena v reálném čase dle informací z externích snímačů nebo z nad azených systémů 49/77

50 Programování manipulátoru velmi podobné programování i u jiných výrobců režimy programování: p ímé programování (p ímé učení) obsluha vede rameno požadovanou trajektorií a požadovanou rychlostí obsluha navádí robota do pozic, které stisknutím tlačítka ukládá (Teach Pendant) nep ímé programování (offline) program je offline napsán v prog. jazyce (SPEL+) p ímé plánování (online) inverzní kinematická úloha ešena v reálném čase dle informací z externích snímačů nebo z nad azených systémů 50/77

51 P íkazy jazyka SPEL+ p íkaz XY definice bodu pomocí 4 nebo 6 os Syntax: XY(x, y, z, u, [v, w]) zadání bodu pomocí posunů X, Y, Z a úhlů natočení U, V, W U rotace podle osy Z V rotace podle osy Y W rotace podle osy X P10 = XY(60, 30, -50, 45) + P20 51/77

52 P íkazy jazyka SPEL+ p íkaz GO posun na danou pozici optimalizováno ídicí jednotkou všechny osy se rozjedou a zastaví ve stejný čas trajektorie mezi body může být divoká p íkaz MOVE lienární interpolace mezi body robot se do bodu p esune po p ímce někdy nemusí mít ešení 52/77

53 P íkazy jazyka SPEL+ p íkaz ARC oblouková interpolace Go P100 Arc P101, P102 p íkaz JUMP pohyb pro p esun objektů 3D gate motion 53/77

54 P íkazy jazyka SPEL+ PTP vs. CP každý p íkaz může být definován s modifikátorem CP, který definuje brzdění v bodě 54/77

55 P íkazy jazyka SPEL+ další p íkazy jazyka proměnné (bool, byte, double, global, integer, long, real, string) funkce cykly (for, do) podmínky větvení (select case) wait matematické výpočty (goniom. fce, sqr,...)... a mnoho dalších 55/77

56 Obsah p ednášky 1. Historie průmyslové robotiky letmý pohled do historie stacionárních robotů 2. Základní parametry průmyslových robotů které je nutné brát v úvahu p i výběru vhodného modelu 3. Využití stacionárních robotů v praxi p ehled nejčastějších robotických aplikací nejen v průmyslu 4. Programování manipulátoru Epson C3 p edstavení šestiosého manipulátoru z laborato e robotiky a ukázka programování jeho činnosti 5. Projekty ešené v rámci skupiny robotiky p edstavení projektů ešených na robotu Epson C3 v rámci výzkumu či studentských prací 56/77

57 Robotický 3D skener laserový skener skenovaný objekt robotický manipulátor výsledný 3D model výzkumný projekt 57/77

58 Robotický 3D skener za ízení pro optické snímání povrchu těla neklade žádné speciální nároky na pacienta výstupem je 3D počítačový model 58/77

59 Parametry za ízení precizní komponenty: rozlišení výstupního obrazu desetiny až setiny milimetru robotické rameno: libovolná snímací trajektorie = zachycení detailů složitého povrchu výměnné skenery: vysoká flexibilita užití = jednoduše p izpůsobitelné konkrétní aplikaci optický princip: šetrný k pacientům, žádné p ípravy pro snímání, žádné požadavky na pacienta i obsluhu 59/77

60 Princip robotického 3D skeneru Mě ení vzdálenosti pomocí laserového ádkového snímače Pohyb se skenerem po p edem známé trajektorii pomocí robotického ramene Výpočet polohy bodu ze znalosti polohy ramene, natočení skeneru a změ ené vzdálenosti Stínovaný model povrchu snímaného objektu 60/77

61 Princip robotického 3D skeneru Mě ení vzdálenosti pomocí laserového ádkového snímače Pohyb se skenerem po p edem známé trajektorii pomocí robotického ramene Výpočet polohy bodu ze znalosti polohy ramene, natočení skeneru a změ ené vzdálenosti Stínovaný model povrchu snímaného objektu 61/77

62 Mě ení vzdálenosti Laserový skener scancontrol 2750 mě icí rozsah: mm délkové rozlišení: μm úhlové rozlišení: 0,01ř snímací frekvence: až 2 khz hmotnost: 800g výstupem je sekvence vzdálenostních profilů: 62/77

63 Princip robotického 3D skeneru Mě ení vzdálenosti pomocí laserového ádkového snímače Pohyb se skenerem po p edem známé trajektorii pomocí robotického ramene Výpočet polohy bodu ze znalosti polohy ramene, natočení skeneru a změ ené vzdálenosti Stínovaný model povrchu snímaného objektu 63/77

64 Pohyb se skenerem Schéma hlavního mechanismu: 64/77

65 Princip robotického 3D skeneru Mě ení vzdálenosti pomocí laserového ádkového snímače Pohyb se skenerem po p edem známé trajektorii pomocí robotického ramene Výpočet polohy bodu ze znalosti polohy ramene, natočení skeneru a změ ené vzdálenosti Stínovaný model povrchu snímaného objektu 65/77

66 Výpočet polohy bodu Poloha je vypočtena postupným užitím několika homogenních transformací Transformace z nativních sou adnic robota a skeneru do výchozích sou adnic 66/77

67 Homogenní transformace 0 = výchozí sou adný systém M... manipulátor E... koncový bod manipulátoru S... laserový skener L... laserový dálkoměr 67/77

68 Ukázka získaného mraku bodů 68/77

69 Princip robotického 3D skeneru Mě ení vzdálenosti pomocí laserového ádkového snímače Pohyb se skenerem po p edem známé trajektorii pomocí robotického ramene Výpočet polohy bodu ze znalosti polohy ramene, natočení skeneru a změ ené vzdálenosti Stínovaný model povrchu snímaného objektu 69/77

70 Stínované modely povrchu hledání trojúhelníků v mraku bodů pomocí Delaunayovy triangulace nebo pomocí postupného spojování zobrazení dat aplikace s užitím frameworku XNA 70/77

71 Ukázka výsledného modelu 71/77

72 Robotická dáma diplomová práce 72/77

73 Koncový úchop projekt BROB 73/77

74 Vizualizace v Matlabu projekt BROB 74/77

75 Demonstrační úlohy projekt BROB projekt MRBT 75/77

76 Aktuální projekty Automatické testování displejů (BP) Ovládání robotického ramene pomocí 3D myši (projekt BROB) P ipravované projekty: Ovládací p ípravek pro p ímé učení robotu Ově ení p esnosti a opakovatelnosti pozicování... 76/77

77 Děkuji za pozornost Ing. Adam Chromý Technická Brno místnost SE1.112 «