Pokročilé robotické technologie pro průmyslové aplikace

Vize v automatizaci - Digitální továrna 4. října 2011 Výstaviště Brno

Pokročilé robotické technologie pro průmyslové aplikace Aleš Pochylý, Tomáš Kubela, Vladislav Singule, Lukáš Flekal

1/18

Pokročilé robotické technologie pro průmyslové aplikace  Osnova prezentace  Motivace • Aktuální požadavky průmyslu pro nekonvenční průmyslové aplikace

 Technologie pro zpracování obrazu • 3D obrazová analýza pro průmyslové aplikace (Bin-Picking), projekt MPO TIP č. FR-TI2/708 • Kontinuální obrazová analýza povrchu materiálů v průmyslových aplikacích; projekt MPO TIP č. FR-TI1/229

 Technologie pro řízení kontaktních sil a momentů • Adaptivní řízení sil a momentů průmyslových robotů, projekt MPO TIP č. FR-TI1/169

 Monitoring vnitřních stavů robotu - koncepce dalšího VaV • Sledování/optimalizace energetické náročnosti pracovního procesu robotu 2/18

Pokročilé robotické technologie pro průmyslové aplikace  Motivace - požadavky průmyslu

• Výběr neorientovaných objektů z bedny průmyslovým robotem a jejich případné přesné umístění k dalšímu zpracování. • „Bin-Picking“.

• Online detekce specifických vad na povrchu různých materiálů – dřevo, parkety, lamino, papír, keramika, pneumatiky apod.

• Zabrušování nálitků, broušení a leštění velkých ploch, prostorových kontur, frézování apod. • Řízení kontaktních sil mezi nástrojem robotu a povrchem objektu. 3/18

3D obrazová analýza pro průmyslové aplikace  Základní koncepce pracoviště:  Výběr neorientovaných objektů z bedny průmyslovým robotem

Projekt MPO TIP číslo: FR-TI2/708

4/18

3D obrazová analýza pro průmyslové aplikace  Řídicí architektura


5/18

3D obrazová analýza pro průmyslové aplikace  Testování výběru plechových dílů (automobilový průmysl)


6/18

3D obrazová analýza pro průmyslové aplikace  Testování výběru dílů (automobilový průmysl)


7/18

3D obrazová analýza pro průmyslové aplikace  Shrnutí pro aplikace typu Bin-Picking:  Poměrně náročná úvodní testovací fáze pro každý jednotlivý typ objektů.  Nutný návrh a zhotovení specifického koncového efektoru pro uchopování objektů.  Strategii pro výběr vhodného objektu z bedny je nutno adaptovat dle charakteru objektů stejně jako nastavení snímacího systému a algoritmů pro zpracování obrazu.  Výše uvedené skutečnosti však nebrání obecnému využití vyvíjené technologie v průmyslové praxi. Projekt MPO TIP číslo: FR-TI2/708

8/18

Kontinuální obrazová analýza povrchu materiálů  Snímací systém:  Pohyblivý portál (pohyb nad snímaným objektem).  Kamera SICK RANGER + laserové projektory po stranách.  Využívá se všech snímacích režimů kamery (grayscale, scatter laser a měření výškového profilu) pro různé povrchové vady.  Aktuálně je testován nový barevný snímací systém (SICK RANGER Color), který navíc umožňuje pořídit barevný snímek povrchu a měření v infračerveném spektru. Projekt MPO TIP číslo: FR-TI1/229

9/18

Kontinuální obrazová analýza povrchu materiálů  Příklady materiálů:

• Papírové filtry

• Vnitřní prostor pneumatik

• Další příklady: • Keramika • Dřevo • Dřevotřískové desky s fólií • Atd.

• Papír (karton)


10/18

Adaptivní řízení sil a momentů průmyslových robotů  Základní koncepce silo-momentového řízení:  Řízení polohy nástroje (polohová zpětná vazba)  Real-time přístup v taktu 12 ms prostřednictvím KUKA RSI Snímač sil a momentů (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) Prostředí

Vyhodnocení sil a momentů

Poloha nástroje

Řídicí systém robotu


11/18

Adaptivní řízení sil a momentů průmyslových robotů  Princip činnosti, možnosti využití Regulace polohy na základě konstantní (žádané) hodnoty kontaktní síly


Ruční navádění robotu na základě externího silového působení

12/18

Adaptivní řízení sil a momentů průmyslových robotů  Řídicí architektura, broušení


13/18

Adaptivní řízení sil a momentů průmyslových robotů  Řídicí architektura


14/18

Adaptivní řízení sil a momentů průmyslových robotů  Příklad výsledného průběhu kontaktní síly


15/18

Monitoring vnitřních stavů robotu  VaV technologie pro monitorování energetické náročnosti celého procesu průmyslového robotu, resp. řešení oboustranné komunikace mezi robotem a dalšími nadřazenými řídicími systémy v rámci výrobní buňky.  Zjišťování a monitorování proudového zatížení jednotlivých os průmyslového robotu v reálném čase pomocí SW modulu KUKA RSI (Robot Sensor Interface).  Získané informace bude možné dále využít ve vyšší vrstvě řízení, kde ve spojení s dalšími parametry procesu mohou ovlivňovat akční zásah řízení provozu celého pracoviště tak, aby docházelo k optimálnímu využití elektrické energie. 16/18

Děkuji za pozornost

Poděkování Uvedené projekty byly realizovány za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu. 17/18

Přijměte pozvání na náš stánek, kde jsme soustředili nejnovější technologie a dílčí výsledky specifikovaných projektů MPO:     

Robotické frézování Bin-Picking (výběr neorientovaných objektů robotem) 3D skenování a měření SW pro programování robotů (CAD/CAM) Ruční navádění robotu na základě silové zpětné vazby

Pavilon P stánek 040 18/18

Pokročilé robotické technologie pro průmyslové aplikace

Recommend Documents