Klasikinis pramoninis robotas kartoja išmokytą trajektoriją. Tai veikia, kol detalė visada guli toje pačioje vietoje. Bet ką daryti, jei detalė kaskart pasislenka, o gal juda pats robotas – pavyzdžiui, važiuoja ant mobiliosios platformos? Tada trajektoriją reikia perskaičiuoti pagal tai, ką robotas mato.
Principas
- Skenavimas. Robotas nukreipia 3D skenerį (pvz., Photoneo PhoXi ar MotionCam-3D) į objektą.
- Atskaitos elementas. Taškų debesyje randamas aiškus geometrinis elementas: skylių ar varžtų apskritimas, briauna, plokštuma.
- Objekto koordinačių sistema. Pagal rastą elementą apskaičiuojama, kur iš tikrųjų yra objektas roboto atžvilgiu.
- Trajektorijos perskaičiavimas. Iš anksto suplanuoti taškai, aprašyti objekto koordinatėmis, perskaičiuojami į roboto koordinates.
- Patikra ir judesys. Prieš judant tikrinamos judesio ribos ir darbo zona, tada robotas atlieka darbą.
Pavyzdys: robotas ant važiuojančios platformos
Mūsų autonominėje apžiūros platformoje Yaskawa Motoman robotas turi apžiūrėti vagonų vežimėlius. Platforma važiuoja maršrutu kelių centimetrų tikslumu – vien RTK milimetrų neduoda. Todėl robotas pirmiausia nuskenuoja ašidėžę, skenas randa varžtų apskritimą (pritaikymo paklaida 0,43 mm), o nuo jo apskaičiuojamos roboto pozos spyruoklei. Tai išbandyta su tikromis ašidėžėmis.
Sklandus judesys iš kompiuterio
Perskaičiuotą trajektoriją reikia perduoti robotui. Yaskawa Motoman valdiklyje tam naudojame HSES ryšį: valdiklyje veikia fiksuota 100 taškų programa, o kompiuteris rašo naujus taškus, kol robotas jau juda. Robotas pradeda judėti maždaug po 1,35 s nuo komandos ir juda sklandžiai, be sustojimų. KUKA robotams panašiai naudojame EthernetKRL.
Nuo ko priklauso tikslumas
- Hand-eye kalibravimas. Jei kamera ant roboto rankos, reikia tiksliai žinoti jos padėtį flanšo atžvilgiu. Mūsų projekte patikslinus kalibravimą, paklaida (RMS) sumažėjo nuo 8,7 iki 3,2 mm. Plačiau – hand-eye kalibravimas.
- Skenerio tikslumas ir atstumas. Struktūrinės šviesos skeneriai duoda dešimtųjų milimetro dalių tikslumą tinkamu atstumu.
- Atskaitos elemento kokybė. Ryškūs, gerai matomi elementai duoda patikimesnį rezultatą nei lygūs paviršiai.
- Atspindžiai. Blizgantis metalas sukuria klaidingus taškus, juos reikia atpažinti ir atmesti – žr. blizgių paviršių skenavimas.
- Roboto pakartojamumas. Mūsų bandyme su kamera ant rankos tos pačios pozos pakartojamumas buvo 1,45 mm.
Kur tai pritaikoma
- Detalės, kurios nėra tiksliai bazuojamos: suvirinimas, klijavimas, šlifavimas, apžiūra.
- Robotai ant mobiliųjų platformų ir dideli objektai, prie kurių robotas privažiuoja.
- Objektų paėmimas iš krūvos – žr. bin picking.
Sauga lieka svarbiausia: judesį leidžia saugos grandinė, o ne skeneris ar programa. Jei jūsų robotui reikia „rasti“ detalę prieš darbą – parašykite, išbandysime su jūsų detalėmis.