| Poskytovatel: | Technologická agentura ČR |
| Program: | Program na podporu aplikovaného výzkumu, experimentálního vývoje a inovací Národní centra kompetence |
| Období: | 2019 - 2022 |
| Veřejná soutěž: | NCK 1 (STA02018TN010) |
| Číslo smlouvy: | TN01000071 - Smlouva o poskytnutí podpory |
Národní centrum kompetence Mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenství
Dosažené výsledky
V následující části jsou uvedeny stručné popisy výsledků dosažených výzkumníky z Katedy robotiky v rámci projektu NCK:
- Systém pro on-line snímání požadované trajektorie robotu
- Systém pro optimální výběr robotu s ohledem na danou trajektorii robotu
- Software pro optimalizaci polohy robotu vůči trajektorii
- Systém pro tvorbu 3D mapy dynamicky se měnícího sdíleného pracovního prostoru kolaborativního robotu a člověka
- Robotizovaná kontrola přesnosti předmětů vyrobených 3D tiskem a navařováním
Systém pro on-line snímání požadované trajektorie robotu
Stručný popis výsledku:
Funkční vzorek představuje systém pro online snímání požadované trajektorie pohybu koncového bodu průmyslového nebo kolaborativního robotu. Systém umožňuje přímo na pracovišti robotu definovat v hrubých rysech trajektorii jednoduchým umísťováním senzoru do požadovaných klíčových pozic na trajektorii. Tyto klíčové body jsou poté spojeny do uzavřené křivky trajektorie pomocí přímkových nebo obloukových úseků vytvořených mezi klíčovými body prostřednictvím příslušného řídicího systému.
Technické parametry výsledku:
Magnetický snímač polohy s 6 stupni volnosti (např. Polhemus Patriot):
- 6 měřených souřadnic (3 pro polohu a 3 pro natočení),
- spojité snímání s frekvencí 60 Hz,
- statická chyba 0,25 cm pro polohu a 0,75° pro orientaci,
- rozlišení 0,0038 cm (0,1° pro orientaci) do vzdálenosti 30 cm od zdroje,
- maximální dosah 152 cm,
- komunikace s řídicím systémem po sériové lince RS232,
- softwarová podpora v podobě C++ dynamické knihovny,
- vlastní SW pro snímání, vizualizaci a editaci trajektorie.
Systém pro optimální výběr robotu s ohledem na danou trajektorii robotu
Stručný popis výsledku:
Autorizovaný software slouží jako nástroj, který na základě zadané trajektorie koncového bodu robotu a dalších parametrů (rychlost atd.) vizualizuje projetí trajektorie zvoleným typem robotu, včetně vizualizace kritických míst (mimo dosah trajektorie, kolize části robotu, překročení maximální rychlosti). Uživatel může nastavit požadovanou polohu robotu vůči zadané trajektorii. Rovněž je k dispozici funkce pro automatické nalezení všech možných poloh daného robotu vůči zadané trajektorii vzhledem k omezením pracoviště (překážky). Tuto funkci je možno spustit jak pro jeden zvolený robot, tak automaticky pro všechny roboty z databáze aplikace.
Technické parametry výsledku:
Software je vytvořen ve Visual C++ 2017 a využívá DirectX 11 pro vykreslování 3D grafiky. Požadavky na počítač pro spuštění aplikace:
- operační systém Windows 7/8/10,
- Microsoft Visual C++ Redistributable 2017,
- grafická karta podporující HW akceleraci DirectX 11,
- rozlišení monitoru min. 1920x1080,
- 6 GB RAM.
Součástí je ukázková databáze s:
- 17 průmyslovými a kolaborativními roboty (další je možno uživatelsky přidávat),
- 25 pracovišti (další je možno uživatelsky přidávat),
- 24 trajektoriemi (další je možno uživatelsky přidávat).
Výstup software: okno aplikace s grafických výstupem zobrazujícím robotizované pracoviště.
Software pro optimalizaci polohy robotu vůči trajektorii
Stručný popis výsledku:
Software slouží jako nástroj, který pro zvolený typ robotu a zadanou definici pracoviště a trajektorie koncového bodu robotu vyhledá všechny možné polohy robotu v rámci daného pracoviště tak, aby robot dokázal trajektorii celou projet při dodržení požadované rychlosti a bez výskytu kolizí. Jednotlivé takto nalezené možné polohy robotu jsou poté hodnoceny podle nastavené kombinace kritérií a je vybrána optimální poloha. Kritéria zahrnují zejména kinematické vlastnosti – minimalizace rychlostí kloubů robotu, vyhnutí se singulárním polohám atd.
Přínosem SW je možnost provést optimalizaci robotizovaného pracoviště ve fázi jeho návrhu, čímž může být dosaženo znatelné úspory jak z hlediska spotřeby energie, tak nákladů na údržbu, neboť vhodným umístěním robotu se může prodloužit jeho životnost.
Technické parametry výsledku:
Software je vytvořen ve Visual C++ 2017 a využívá DirectX 11 pro vykreslování 3D grafiky. Požadavky na počítač pro spuštění aplikace:
- operační systém Windows 7/8/10,
- Microsoft Visual C++ Redistributable 2017,
- grafická karta podporující HW akceleraci DirectX 11,
- rozlišení monitoru min. 1920x1080,
- 6 GB RAM.
Součástí je ukázková databáze s:
- 17 průmyslovými a kolaborativními roboty (další je možno uživatelsky přidávat),
- 25 pracovišti (další je možno uživatelsky přidávat),
- 24 trajektoriemi (další je možno uživatelsky přidávat).
Výstup software: okno aplikace s grafických výstupem zobrazujícím robotizované pracoviště.
Systém pro tvorbu 3D mapy dynamicky se měnícího sdíleného pracovního prostoru kolaborativního robotu a člověka
Stručný popis výsledku:
Výsledkem je vytvořený experimentální stend monitorující překážky (i dynamicky se měnící) ve sdíleném pracovním prostoru kolaborativního robotu pomocí 3D kamer. Pracoviště s kolaborativním robotem (UR3) je z pohledu HW složeno z pracovního stolu, ke kterému je připevněn robot. Hloubková kamera je libovolně umístěna v prostoru tak, aby snímala pracovní prostor robotu. SW pracoviště zajistí synchronizaci digitální kopie statické scény (robotu, stolu, periferií) a detekuje překážky, které se objeví v pracovním prostoru.
Technické parametry výsledku:
- Kamera Intel Realsense D435i – 1280x720, 30 fps
- Robot Universal Robot UR3 – maximální nosnost 3 kg, dosah 500 mm, maximální rychlost 1 m/s
- Počítač Intel Core i5 8259U Coffee Lake 3.8 GHz, Intel Iris Plus Graphic 655, RAM 8GB DDR4, SSD 126 GB
- Překážky – statické / dynamické
Oblast průmyslové využitelnosti výsledku:
Výstupy budou použitelné v typických oblastech nasazování kolaborativních robotů jako jsou: manipulace, automatizace obsluhy CNC strojů, balení a paletizace, kontrola kvality, montáž, leštění, broušení, obsluha strojů, šroubování, laboratorní analýzy a testování, lepení, dávkování a svařování, asistovaná montáž a další.
Robotizovaná kontrola přesnosti předmětů vyrobených 3D tiskem a navařováním
Stručný popis výsledku:
Systém slouží pro kontrolu rozměrů součástí vyrobených 3D tiskem a navařováním. Po vložení součásti do systému se musí definovat zájmová oblast, ve které se mají kontrolovat požadované prvky (např. parametry návaru: rádius, výška, šířka a další). Systém disponuje adaptabilním měřením – v průběhu měření systém sleduje požadovaný prvek (vrchol rádiusu) pro správné polohování senzoru. Systém také dokáže porovnat naskenovanou součást (point cloud) s CAD modelem. Výstupem je point cloud obarvený dle zadané tolerance (škály).
Technické parametry výsledku:
Pro měření se používá robot UR10e, 2D liniový triangulační senzor LJ-X8080 od Keyence s řídicí jednotkou LJ-X8000e.
Oblast průmyslový využitelnosti výsledku:
Průmyslová a kolaborativní robotika.