osijek cupic robotika
DESCRIPTION
ronotikaTRANSCRIPT
Osnove robotike
nositelj predmeta: Doc. dr.sc. Robert Cupec
e-mail: [email protected]
tel: 031/224 740
mob: 091/224 6019
voditelj vježbi: mr. sc. Emmanuel Karlo Nyarko
Elektrotehnički fakultet Osijek, Zavod za automatiku i procesno računarstvo
Konzultacije: po dogovoru
Način provjere znanja:
– kolokvij laboratorijskih vježbi
– kontrolne zadaće
– domaće zadaće
– pismeni ispit
– usmeni ispit
Elektrotehnički fakultet Osijek, Zavod za automatiku i procesno računarstvo
Tematske cjeline:
1. Uvod
2. Opis prostornih odnosa
3. Direktna kinematika
4. Inverzna kinematika
5. Diferencijalni kinematički model
6. Planiranje trajektorije
7. Dinamički model robotskog manipulatora
8. Upravljanje robotskim manipulatorom
9. Senzori u robotici i robotski vid
10. Modeliranje fleksibilnih proizvodnih sustava Petrievim mrežama
Osnove robotike
Elektrotehnički fakultet Osijek, Zavod za automatiku i procesno računarstvo
Osnovna literatura:
� Z. Kovačić, S. Bogdan, V. Krajči, Osnove robotike, Graphis, Zagreb, 2002.
Dodatna literatura:
� G. Schmidt, Grundlagen intelligenter Roboter, Lehrstuhl für Steuerungs- und
Regelungstechnik, Technische Universität München, 2003.
� J. J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, third edition, Addison-
Wesley Publishing Company, Inc., 2005.
Osnove robotike
Robotski manipulatori
Uvod
KUKA KR6 MOTOMAN DA10 & DA20
Industrijski Roboti
Uvod
Roboti MOTOMAN poliraju zdjele od nehrđajućeg čelika
Uvod
primjena robota u automobilskoj industriji (slika preuzeta s: www.robot-welding.com)
Industrijski Roboti
Konfiguracije robotskih manipulatora
zglob 3
zglob 4
zglob 1
zglob 2
zglob 5
zglob 6
RRT konfiguracija
Vrste zglobova:
• rotacijski
• translacijski
Uvod
Konfiguracije robotskih manipulatora
Industrijski robot sa sfernom konfiguracijom L-1000 (Fanuc Ltd.)(slika preuzeta iz: Z. Kovačić, S. Bogdan, V. Krajči, Osnove robotike, Graphis, Zagreb, 2002.)
Uvod
Konfiguracije robotskih manipulatora
RRT konfiguracija
C3
1
2
6
4
5
Uvod
Konfiguracije robotskih manipulatora
Industrijski robot tipa SCARA A-520i (Fanuc Ltd.)(slika preuzeta iz: Z. Kovačić, S. Bogdan, V. Krajči, Osnove robotike, Graphis, Zagreb, 2002.)
Uvod
Konfiguracije robotskih manipulatora
SCARA robot Skilled 504 (Euroimpianti s.p.a.) – TRR konfiguracija(slika preuzeta iz: Z. Kovačić, S. Bogdan, V. Krajči, Osnove robotike, Graphis, Zagreb, 2002.)
Uvod
Konfiguracije robotskih manipulatora
RRR konfiguracija
Uvod
Konfiguracije robotskih manipulatora
RTT konfiguracija
1
2
3
6
45
Uvod
Konfiguracije robotskih manipulatora
TTT konfiguracija
2
3
6
4 5
1
Uvod
Konfiguracije robotskih manipulatora
Industrijski robot s pravokutnom konfiguracijom C-100 (Fanuc Ltd.)(slika preuzeta iz: Z. Kovačić, S. Bogdan, V. Krajči, Osnove robotike, Graphis, Zagreb, 2002.)
Uvod
Završni mehanizam robotskog manipulatora
Različiti oblici završnih mehanizama za poslove paletiranja (Euroimpianti s.p.a.)(slika preuzeta iz: Z. Kovačić, S. Bogdan, V. Krajči, Osnove robotike, Graphis, Zagreb, 2002.)
Uvod
Vrste pogona:
• električni motori (istosmjerni, izmjenični, koračni) – najčešći
• hidraulički pogoni
• pneumatski pogoni
Područja primjene:
• zavarivanje
• rukovanje materijalom
• sastavljanje mehaničkih i elektroničkih dijalova
• bojenje
• strojna obrada
• pakiranje i paletizacija
• kontrola i testiranje
• sortiranje i označavanje
• transport
Uvod
Opis prostornih odnosa
Relativni položaj (pose) dva koordinatna sustava (k.s.):
– pozicija (position)
– orijentacija (orientation)
Kartezijski prostor
(Cartesian space)
– pozicija točke opisana
sa 3 koordinate
– orijentacija tijela opisana
sa 3 veličine
Transformacija koordinata
iz jednog k.s. u drugi:
– translacija
– rotacija
Uvod
Kinematika manipulatora
Kinematika – znanost o kretanju
– bavi se pozicijom, brzinom, ubrzanjem i svim višim derivacijama varijabli pozicije
(s obzirom na vrijeme ili neke druge varijable)
– bavi se svim geometrijskim i vremenskim svojstvima kretanja
– bez razmatranja sila i momenata koji uzrokuju gibanje
Kinematika manipulatora
– analitički opisuje geometriju i kretanje manipulatora u odnosu na neki fiksni
referentni koordinatni sustav
Uvod
Direktna kinematika manipulatora
Problem:
– za zadane kutove θizglobova robota koja je
orijentacija i pozicija alata u odnosu na bazni k.s?
– transformacija prikaza položaja manipulatora iz
prostora zglobova (joint space) u kartezijski
prostor (u odnosu na bazni k.s.)
Uvod
Inverzna kinematika manipulatora
Problem:
– koji su kutovi θizglobova potrebni za
zadanu poziciju alata?
– transformacija prikaza položaja
manipulatora iz kartezijskog prostora u
prostor zglobova
Uvod
Dinamika manipulatora
Dinamika – područje koje se bavi silama koje uzrokuju gibanje
Problem:
– Kako će se gibati manipulator pod djelovanjem sila odnosno momenata
τiu zglobovima manipulatora (joint actuators)
– Te sile/momenti ovise o:
• prostorno-vremenskim svojstvima zadane putanje alata
• masama i momentima inercije članaka
• opterećenju
• trenju u zglobovima
• itd.
Uvod
Planiranje putanje
Problem:
– da bi se manipulator gibao kroz prostor od točke A do točke B mora se
odrediti putanja (trajectory)
– često se putanja zadaje u obliku niza točaka kroz koje manipulator mora
proći na putu od A do B
Uvod
Upravljanje manipulatorom
Pozicijsko upravljanje
– točno slijeđenje putanje
– povratna veza preko
senzora pozicije i brzine
Upravljanje silom dodira
– kada se manipulator slobodno giba u prostoru, primjenjuje se "čisto" pozicijsko
upravljanje
– kada manipulator dodiruje površinu nekakvog objekta (ciljna površina), primjenjuje
se hibridno upravljanje:
• pozicijsko se upravljanje primjenjuje u nekim smjerovima (npr. za upravljanje
položajem manipulatora u ravnini ciljne površine)
• u ostalim smjerovima upravlja silom dodira (npr. u smjeru okomitom na ciljnu
površinu)
– povratna veza preko senzora sile
Uvod