dr inĪ. Daniel Reclik, dr hab. inĪ. Gabriel Kost, prof. Pol. ĝl Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych
i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania Wydziaáu Mechanicznego Technologicznego Politechniki ĝląskiej w Gliwicach
INTEGRACJA DANYCH PLANERA TRAJEKTORII BEZKOLIZYJNYCH
ROBOTA Z SYSTEMEM EMPOWER ROBCAD
Brak dostĊpnoĞci na rynku oprogramowania pozwalającego na automatyczne generowanie trajektorii ruchu robotów przemysáowych spowodowaá rozpoczĊcie w Instytucie Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania prac nad utworzeniem takiego systemu. Pierwsza postaü algorytmu planowania ruchu robotów zostaáa opracowana w 2008 roku. Powstaáa wówczas aplikacja PLANER, która byáa praktyczną implementacją opracowanej metody. Początkowo aplikacja PLANER pozwalaáa na eksportowanie programów roboczych jedynie do aplikacji FANUC ROBOGUIDE. Rozwiązanie to pozwoliáo na przetestowanie metody, jednakĪe ograniczaáo moĪliwoĞci stosowania jedynie do robotów FANUC. Przeprowadzone testy, a takĪe rozpoznanie rynku aplikacji programowania robotów off-line pokazaáy, Īe utworzony system wspomagający pracĊ programistów moĪe znaleĨü bardzo szerokie spektrum odbiorców, jednakĪe uwarunkowane jest to rozszerzeniem liczby wspóápracujących systemów off-line. W pracy omówiono nowy moduá aplikacji PLANER, dziĊki któremu moĪliwe staáo siĊ eksportowanie programów roboczych do manipulatorów innych firm niĪ FANUC, poprzez zastosowanie uniwersalnego systemu programowania off-line jakim jest eMPower RobCAD. W niniejszej publikacji opisany zostaá sposób realizacji wymiany danych programowych pomiĊdzy aplikacją PLANER i eMPower RobCAD, jak równieĪ sposób dalszego ich wykorzystania w programie roboczym dowolnego manipulatora.
DATA EXCHANGE INTEGRATION BETWEEN THE COLLISION FREE ROBOTS’ MOVEMENT PLANNING SOFTWARE AND THE EMPOWER ROBCAD SYSTEM
Lack of availability of the software which allows on automatically generating the robot motion trajectory caused that the scientists in the Institute of Engineering Processes Automation and Integrated Manufacturing Systems have decided to work out this kind of software. The first form of robot motion planning algorithm has been created in 2008. PLANER application, which was then created, has been a practical implementation of worked out method. At first, the PLANER application has allowed on export the working programs only to FANUC ROBOGUIDE software. This solution allowed on testing the method, however, it limited it’s usage only for FANUC robots. Carried out tests and robot off-line programming market identification show that the created system could find wide range of recipients, however, it must be enlarge for more number of cooperated off-line systems. In this paper the new module of PLANER application has been described. This module allows on export of working programs to others manipulators (not only for FANUC robots) by the use of eMPower RobCAD universal off-line programming system. In this paper the data exchange method between PLANER application and eMPower RobCAD software has been shown. The way of use in working program any manipulator is also described.
1. WPROWADZENIE
Wykorzystanie m oĪliwoĞci wspó áczesnych komputerów oraz odpowiedniego oprogram owania wspomagającego programowanie robotów m etodami off-line pozwala na zwi Ċkszenie wydajnoĞci pracy system u produkcyjnego. Dzieje si Ċ tak dlatego, poniewa Ī dzi Ċki zastosowaniu komputerowego wspomagania procesu przygotowania program ów roboczych, w tym tak Īe sekwencji ruchu m anipulatorów (system y off-line), m oĪliwe jest przygotowanie nowej produkcji bez zatrzymywania linii technologicznych, co pozwala maksymalizowaü wydajnoĞü urządzeĔ i tym samym obni Īa cen Ċ ko Ĕcową wyrobu. Mo Īna zauwa Īyü, Īe w grupie Ğrodków wspom agających prace z zakresu programowania off-line robotów przemysáowych szczególnie sáabo rozwiniĊty jest obszar zagadnieĔ dotyczących planowania dróg bezkolizyjnych przejĞü robota pomiĊdzy obiektami technologicznymi znajduj ącymi si Ċ w jego pr zestrzeni zadaniowej. Brak dost ĊpnoĞci na rynku oprogramowania pozw alającego na autom atyczne generowanie trajektorii ruchu robotów przemysáowych spowodowaá rozpoczĊcie w Instytucie Autom atyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów Wytwarzania prac nad utworzeniem takiego systemu. Pierwsza postaü aplikacji PLANER powsta áa w 2008 roku. Od tam tej pory system PLANER by á ciągle rozwijany, zarówno pod k ątem szybkoĞci dziaáania, jak i te Ī moĪliwoĞci integracji z istniejącymi systemami programowania robotów off-line. Pocz ątkowo istnia áa jed ynie m oĪliwoĞü eksportu danych do systemu ROBOGUIDE firm y FANUC, co z punktu widzenia przeprowadzanych testów
poprawnoĞci dziaáania byáo wystarczające, jednakĪe w warunkach przemysáowych stanowiáo istotną wadĊ systemu [8, 9, 11, 12, 13].
PoniewaĪ przeprowadzona seria testów dzia áania pokazaáa, Īe utworzony system moĪe w znaczący sposób wype ániü luk Ċ na rynku oprogram owania wspomagającego technologiczne przygotowanie produkcji dla system ów zrobotyzo wanych, autorzy postan owili ro zszerzyü mo ĪliwoĞci wym iany danych na inne systemy programowania robotów off-line. Przeprowadzona analiza rynku pokaza áa, Īe trudno by áoby dostosowa ü form at danych do systemów off-line wszystkich producentów robotów posiadaj ących isto tny ud ziaá w rynku sprzeda Īy w Polsce. Dlatego te Ī podj Ċto p róbĊ integracji aplikacji P LANER z oprogramowaniem eMPower RobCAD, gdy Ī um oĪliwia przygotowanie programu roboczego dla wiĊkszoĞci tych robotów [14, 15].
2. PODSTAWY MATEMATYCZNE APLIKACJI PLANER
Aplikacja PLANER byáa podstaw ą wielu publikacji, zarówno na konferencji Autom ation [8, 10 ,11], jak i na in nych konferencjach obejm ujących zakresem tem atycznym zagadnienia programowania i eksploatacji rob otów, a tak Īe technologiczne przygotowanie produkcji w systemach zrobotyzowanych, st ąd teĪ w niniejszej publikacji zosta áy przedstawione jedynie jej gáówne zaáoĪenia. Gáówną ideą opracowanego algorytm u obliczeniowego system u PLANER by áo generowanie kolejnych przekrojów przestrzennej sceny robota, co pozwala áo na uproszczenie obliczeĔ bezpiecznej ĞcieĪki ruchu do zadania p áaskiego. Przykáadowy rozkáad przekrojów sceny pokazano na rys. 1.
Rys.1. Przykáadowy rozkáad przekrojów sceny
3
Wynikowe zbiory punktów podporowych s ą przetwarzane na graf mo Īliwych przej Ğü, którego optymalizacja pozwala na wytypowanie danych podporowych interpolacji B-Spline [2, 5], dzi Ċki czemu ko Ĕcowa posta ü trajektorii zapewnia utrzym anie gáadkoĞci klasy C2 [5]. G ĊstoĞü rozkáadu kolejnych przekrojów sceny uzale Īniona zostaáa od wielkoĞci przemieszczanego przedmiotu, który na potrzeby zadan ia p lanowania ruchu aproksym owany jest za pom ocą opisanej na nim kuli. Wprowadzana przez u Īytkownika warto Ğü Ğrednicy kuli opisanej na przedm iocie stanowi jednoczeĞnie wielko Ğü stref bezp ieczeĔstwa, p rzez co m a znacz ący wp áyw na przeprowadzan ą analizĊ danego przekroju. Przekroje analizowane są metodą grafu widoczno Ğci ze wspom aganiem algorytmem Floyda-Warshalla [12] od najwy Īej po áoĪonych w kierunku p áaszczyzny sceny. Zgodnie z przyj Ċtą me todą przestrzennego planowania ruchu robotów, aplikacja PLANER po przeprowadzeniu analizy wszystkich przekrojów danej sceny generu je pokazany na rys. 2a graf moĪliwych przej Ğü (su ma wyników analiz w szystkich przekrojów), który w dalszej cz ĊĞci jest optymalizowany pod wzglĊdem minimalnej dáugoĞci ruchu (rys. 2b).
5\V*UDIPRľOLZ\FKSU]HMĝÉSU]HGLSRRSW\PDOL]DFML
Wynikowy zbiór punktów po dporowych stanowi podstaw Ċ wykonywanej interpolacji B-Spline, której koĔcową postaü pokazano na rys. 3.
5\V:\QLNRZDĝFLHľNDUXFKX DSOLNDFMD3/$1(5
3. PODSTAWY OBSàUGI SYSTEMU EMPOWER ROBCAD
eMPower RobCAD jest jednym z najstarszych systemów programowania robotów metodą off-line. Pierwsze wersje RobCADa pracowaáy na stacjach roboczych w Ğrodowisku Unix. Obecnie, wraz ze zwiĊkszeniem moĪliwoĞci graficznych komputerów PC, pojawiáy siĊ wersje przeznaczone do pracy w Ğrodowisku Windows. RobCAD jest Ğrodowiskiem bardzo rozbudowanym i w odró Īnieniu od innych, dedykowanych do konkretnych robotów, systemów off-line (np. ABB-Robot Studio,
FANUC ROBOGUIDE itp.), pozwala na generowanie program ów roboczych dla wi ĊkszoĞci wspóáczeĞnie stosowanych robotów przem ysáowych. W związku z wieloletnim procesem rozwoju systemu RobCAD, posiada on bardzo rozbudowany zestaw funkcji. Najwa Īniejszymi z punktu widzenia programowania robotów są moduáy:
x moduá Workcell, x moduá Modeling, x moduá Kinematics,
x narzĊdzie SOP (Sequence Of Operations).
Pierwszym etapem przygotowania program u roboczego w system ie RobCAD jest utworzenie gniazda zrobotyzowanego. W tym celu nale Īy pos áuĪyü si Ċ m oduáem Workcell i przy u Īyciu narzĊdzia Get Component um ieĞciü w gnie Ĩdzie w áaĞciwy typ robota. Na potrzeby niniejszej publikacji autorzy postanowili zastosowaü robota KUKA KR150. Widok okna definicji typu robota pokazano na rys. 4.
Rys. 4. Okno wyboru nowego robota w systemie eMPower RobCAD
Aby wstawiony robot móg á by ü program owany, konieczn e jest ustawienie ak tywnoĞci obiektu. W tym celu nale Īy wykorzysta ü pole Active mech i wskaza ü wáaĞciwy obiekt. Po wykonaniu wszystkich tych czynno Ğci m oĪliwe jest p rzystąpienie do program owania ruchów robota. Aby przygotowaü program roboczy (sekwencje ruchów robota) w system ie eMPower RobCAD, nal eĪy
posáuĪyü si Ċ narz Ċdziem Path Editor. Za pomoc ą edytora ĞcieĪek mo Īliwe jes t wprowadzenie zestawu punktów (lokalizacji) robota, jak to pokazano na rys. 5.
Rys. 5. Wprowadzanie nowego punktu przyszáej ĞcieĪki ruchu za pomocą metody 3-punktowej
Mając wprowadzony zestaw punktów podporowych ĞcieĪki ruchu, m oĪliwe jest po áączenie wszystkich punktów w ĞcieĪkĊ ruchu, któr ą nast Ċpnie m oĪna przypisa ü do konkretnego robota umieszczonego w gnieĨdzie (rys. 6).
Rys. 6. Nowa ĞcieĪka ruchu robota KUKA KR150 w programie RobCAD
Przygotowana ĞcieĪka m oĪe zosta ü przypisana do odpowiedniego zdarzenia m oduáu symulacyjnego, dzi Ċki czem u mo Īliwe jest sprawdzen ie zachowania robo ta, jak równie Ī wygenerowanie stosown ego podprogram u roboczego (sek wencji ruch u) na konkretny typ uk áadu sterowania. W arunkiem poprawno Ğci wygenerowanego kodu Ĩródáowego sekwencji ruchu jest umieszczenie w katalo gu program u odpowied niej b iblioteki (po stprocesora t áumaczącego) dla wybranego typu robota.
4. AUTOMATYCZNE GENEROWANIE SEKWENCJI RUCHU
– INTEGRACJA Z ZEWNĉTRZNYM NARZĉDZIEM PLANOWANIA TRAJEKTORII Jak zostaáo pokazane w pkt. 3, programowanie ruchu robota z uĪyciem systemu eMPower RobCAD jest bardzo zbli Īone do innych system ów off-line istniej ących na rynku. G áównym zam iarem autorów nie by áo jednak r Ċczne program owanie ruchu robotów, ale autom atyzacja tego procesu. W tym celu postanowiono opracowa ü procedur Ċ generowania plików ĞcieĪek ruchu przez zewnĊtrzne narzĊdzia obliczeniowe w taki sposób, aby sk áadnia generowanych plików byáa zgodna z formatem RobCAD (aby istniaáa moĪliwoĞü ich bezpoĞredniego wczytania do systemu eMPower). W tym celu konieczn e by áo wykonanie zapisu pliku ĞcieĪki o znanych punktach podporowych, a nastĊpnie dokonanie szczegóáowej analizy uzyskanego pliku (*.path).
Jak pokaza áy przeprowadzone badania, pliki zapisu ĞcieĪek ruchu z system u eMPower RobCAD moĪna podzieliü na 3 gáówne czĊĞci [14]. NaleĪą do nich:
x nagáówek,
x wáaĞciwa czĊĞü programu roboczego z zapisem wspóárzĊdnych (lokalizacji), x czĊĞü koĔcowa, która zawiera znaczniki koĔca ĞcieĪki i koĔca programu [14].
Aby m oĪliwe by áo opracowanie poprawnej procedury generowania pliku ĞcieĪek ruchu ( *.path) konieczne o kazaáo si Ċ zweryfikowanie isto tnoĞci kolejnych param etrów pliku. A naliza ta by áa konieczna, z racji uzysk ania informacji o sposo bie adaptowania pliku ĞcieĪki do warunków sceny na etapie w czytywania pliku ( *.path). Wyniki przeprowadzonych bada Ĕ zestawiono na rys. 7. Po lewej stronie przedstawiono plik Ĩródáowy przed zaim portowaniem do Ğrodowiska eMPower RobCAD, po prawej stronie plik po wykonaniu autom atycznej adaptacji do zainstalowanego w gnieĨdzie robota KUKA KR150, zgodnie z przyj Ċtą pozycją i orien tacją robota (w tym przypadku nie wystĊpuje odsuniĊcie punktu referencyjnego narzĊdzia wzglĊdem kiĞci – tcpf = 0, 0, 0, 0, 0, 0).
SKàADNIA NAGàÓWKA PLIKU *.path
prog_start no_name robot_name no_name tcpf 0.000000,0.000000,0.000000,0.000000,0.000000,0.000000 path_start no_name prog_start sc4 robot_name kr150 _3 tcpf 0.000000,0.000000,0.000000,0.000000,0.000000,0.000000 path_start sc_4
SKàADNIA WàAĝCIWA PLIKU *.path
color 0 display 0 wp_start lo1 FXS_PATH_ATTACH_STR no_name #ATTR COLLISION_CHECK 0 relative 1000.000000,200.000000,500.000000,180.000000,0.000000,180.000000 reltcpf 0,0,0,0,0,0 absolute 0,0,0,0,0,0 attach no_name color 0 display 0 wp_start lo2 FXS_PATH_ATTACH_STR no_name #ATTR COLLISION_CHECK 0 relative 1400.000000,200.000000,300.000000,180.000000,0.000000,180.000000 reltcpf 0,0,0,0,0,0 absolute 0,0,0,0,0,0 attach no_name color 0 display 0 wp_start lo3 FXS_PATH_ATTACH_STR no_name #ATTR COLLISION_CHECK 0 relative 1600.000000,0.000000,800.000000,180.000000,0.000000,180.000000 reltcpf 0,0,0,0,0,0 absolute 0,0,0,0,0,0 attach no_name color 7 display 1 wp_start lo1 FXS_PATH_ATTACH_STR sciezka #ATTR COLLISION_CHECK 0 relative 1000.000000,200.000000,500.000000,180.000006,0.000000,180.000006 reltcpf 1410.000122,200.000000,-619.998901,0.000000,90.000003,0.000000 absolute 1000.000000,200.000000,500.000000,180.000006,0.000000,180.000006 attach sciezka color 7 display 1 wp_start lo2 FXS_PATH_ATTACH_STR sciezka #ATTR COLLISION_CHECK 0 relative 1400.000000,200.000000,300.000000,180.000006,0.000000,180.000006 reltcpf 1610.000122,200.000000,-219.998901,0.000000,90.000003,0.000000 absolute 1400.000000,200.000000,300.000000,180.000006,0.000000,180.000006 attach sciezka color 7 display 1 wp_start lo3 FXS_PATH_ATTACH_STR sciezka #ATTR COLLISION_CHECK 0 relative 1600.000000,0.000000,800.000000,180.000006,0.000000,180.000006 reltcpf 1110.000122,0.000000,-19.998901,0.000000,90.000003,0.000000 absolute 1600.000000,0.000000,800.000000,180.000006,0.000000,180.000006 attach sciezka
SKàADNIA KOēCA PLIKU *.path
path_end no_name prog_end
path_end no_name prog_end
Jak pokaza áy badania, proces eksportu danych z zewn Ċtrznego narz Ċdzia obliczen iowego (w tym przypadku aplikacji P LANER) musi zapewni ü zapis sztywno zdefiniowanego nag áówka pliku, sztywno okre Ğlonego znacznika ko Ĕca pliku, a tak Īe sekwencji zwi ązanej z definicją kolejnych punktów podporowych zgodnie ze schematem pokazanym na rys. 8.
color 0 display 0 wp_start lo1 p FXS_PATH_ATTACH_STR no_name #ATTR COLLISION_CHECK 0 relative 1000.000 , , ,180.000000,0.000000,180.000000 reltcpf 0,0,0,0,0,0 absolute 0,0,0,0,0,0 attach no_name
Rys. 8. Cykl wprowadzania pojedynczej lokalizacji do pliku definiującego ĞcieĪkĊ
Podczas tw orzenia plik u Ĩródáowego definicji ĞcieĪki kolejne punkty podporowe (wspó árzĊdne x, y, z) przyszáej trajektorii wstawiane s ą z dok áadnoĞcią 6 m iejsc po przecinku w pola oznaczone kolorem Īóátym (rys. 8). W miejsce pola czerwonego (rys. 8) wstawian a jest n azwa pliku ĞcieĪki. Aby kolejne punkty m ogáy tworzyü ĞcieĪkĊ muszą posiadaü unikatową nazwĊ. W zwi ązku z tym przyjĊto, Īe nazwy kolejnych punktów podporowych (lokalizacji) b Ċdą tworzone poprzez poáączenie dwóch áaĔcuchów tekstowych. W miejsce spójnika wstawiany bĊdzie natomiast kolejny numer punktu podporowego przysz áej trajektorii. Przyk áadowo zapis czwartego punktu podporowego trajektorii o nazwie „TEST” bĊdzie nastĊpujący:
wp_start TESTp4
Po uruchomieniu procedury odczytu pliku *.path warto Ğci wspó árzĊdnych reltcpf oraz absolute ulegają automatycznemu dopasowaniu do umieszczonego w gnieĨdzie robota, dziĊki czemu nie ma potrzeby ka Īdorazowego przeliczania tych warto Ğci. Aby zapewni ü pe áną kom patybilnoĞü z utworzoną aplikacj ą PLANER konieczne by áo dostosowanie orie ntacji bazowej g áównych ukáadów wspó árzĊdnych. Operacja ta zwi ązana by áa z ró Īnym przyj Ċciem po áoĪenia pocz ątku globalnego uk áadu wspó árzĊdnych. Na rys. 9 pokazano zastosowan ą tra nslacjĊ uk áadu wspóárzĊdnych.
Rys. 9. Transformacja ukáadu wspóárzĊdnych: po lewej orientacja globalnego ukáadu wspóárzĊdnych systemu RobCAD, po prawej przyjĊta orientacja w aplikacji PLANER
System eM Power RobCAD pozwa la na dowolne przesuni Ċcia, obroty i odbicia (f unkcja Mirror) wczytywanej ĞcieĪki ruchu, jednak Īe, jak juĪ wspomniano wczeĞniej, nadrzĊdnym celem autorów byáo zap ewnienie ca ákowitej au tomatyzacji im portu danych. Zam ieniono zatem warto Ğci wspóárzĊdnych wedáug zaleĪnoĞci:
° ¯ ° ® PLANER ROBCAD PLANER ROBCAD PLANER ROBCAD Z Z X Y Y X (4.1)
Wprowadzenie funkcji przeliczającej wynikowe punkty podporowe aplikacji PLANER na wáaĞciwe poáoĪenie wzglĊdem sceny system u RobCAD pozwoli áo na bezpo Ğrednie importowanie wyników analizy, dzi Ċki czem u system RobCAD zosta á rozbudowany o moĪliwoĞü autom atycznego generowania i optym alizacji bezkolizyjnych trajektorii ruchu robotów w opa rciu o dane geometryczne ich otoczenia technologicznego.
5. PRZYKàAD IMPORTU DANYCH Z APLIKACJI PLANER DO SYSTEMU EMPOWER ROBCAD
Chcąc zobrazowaü korzyĞci, jakie daje zastoso wanie integracji wym iany danych mi Ċdzy aplikacją PLANER a system em eMPower RobCAD przygotowano przyk áadowe gniazdo zrobotyzowane, a nastĊpnie wykonano autom atyczne generowanie trajektorii ruchu przy wykorzystaniu mechanizmu planowania trajekto rii bezkolizyjnych zaim plementowanych w aplikacji PLANER. Wynik obliczeĔ (PLANER) oraz zaimportowaną ĞcieĪkĊ ruchu (RobCAD) zestawiono na rys. 10.
Rys. 10. Wygenerowana przykáadowa trajektoria bezkolizyjna: a) aplikacja PLANER, b) wynik importu danych do systemu eMPower RobCAD
Aby zobrazowa ü korzy Ğci, jakie uzyskuje si Ċ poprzez zastosowanie algorytmicznej optymalizacji wynikowych trajektorii ruchu, postanowiono wygenerowa ü przyk áadowy harmonogram pracy gniazda, a nastĊpnie porównaü wyniki (czasy przem ieszczania robota) pomiĊdzy dwoma punktami sceny po ĞcieĪce przygotowanej z wykorzystaniem aplikacj i PLANER, z wynikami uzyskanymi na drodze r Ċcznej definicji program u r oboczego. Do tego celu wykorzystano m oĪliwoĞci narz Ċdzia SOP. Porównywano czas potrzeb ny na wykonanie operacji nr 4 „podjazd_do _tok” (rys. 11). Okazaáo siĊ, Īe czas realizacji ruchu jest znacząco krótszy, w przypadku realizacji ĞcieĪek ruchu pochodzących z aplik acji PLANER. Real izacja krótszych czasów prze jazdu pozwala na skró cenie czasu cyklu caáego gniazda i tym samym zwiĊkszenie efektywnoĞci wykorzystania m aszyn. Czas realizacji ruchu po wytyczonej w aplikacji PLANER bezkolizy jnej ĞcieĪce ruchu wynosi á 12,9 s. Dla porównania czas tego sam ego ruchu po ĞcieĪce zad anej m anualnie w system ie RobCAD wynosiá 13,8 s.
Rys. 11. Zastosowanie wykresów Gannta przy porównywaniu czasu realizacji ruchu
Dodatkowe skrócenie czasu przem ieszczenia kiĞci robota moĪna uzyskaü, rezygnując z interpolacji ruchu [14, 15]. Jest to jednak zabieg, który wi ąĪe siĊ z niebezpieczeĔstwem wystĊpowania kolizji, zwáaszcza w przypadku niedostatecznie g Ċstego zdefiniowania ĞcieĪki. Je Īeli ĞcieĪka ruchu jest zdefiniowana za pom ocą du Īej liczby punktów podporowych prawdopodobie Ĕstwo wyst ąpienia kolizji znac ząco m aleje. Jak pokaza áy przeprowadzone testy, przy za áoĪeniu Ğredniej wielko Ğci sceny (1500×1500 mm ), zdefiniowanie 200 punktów podporowych daje 100-procentow ą pewnoĞü poprawnoĞci realizacji wytyczon ej trajekto rii. Niestety, bez kom puterowego wspom agania wytyczania punktów podporowych wprowadzenie 200 punktów przysz áej ĞcieĪki jest bardzo czasocháonne i raczej program iĞci ograniczaj ą tĊ liczb Ċ poni Īej wyznaczonego poziomu bezpieczeĔstwa, przez co wykonywany ruch wym aga z astosowania przynajm niej in terpolacji liniowej. Z mianĊ zachowania ki Ğci robo ta po dczas ruchu przy ró Īnych typach interpo lacji dla przykáadu z rys. 10 przedstawiono na rys. 12.
Rys. 12. ĝcieĪka wykonana w trzech róĪnych konfiguracjach:1 – ruch z interpolacją liniową (kolor zielony), 2 – ruch z interpolacją koáową (kolor Īóáty) 3 – ruch z punktu do punktu (kolor czerwony)
6. PODSUMOWANIE I WNIOSKI
Uzyskane wyniki importowania bezkolizyjnych trajektorii ruchu z aplikacji PLANER pokazaáy, Īe przyjĊte roz wiązanie p ozwala w znacz ący sposób usprawni ü proces programowania robotów w systemie eMPower RobCAD. Mo ĪliwoĞci, jakie nies ie za sob ą mo ĪliwoĞü rezygnacji ze stosowania ruchów interpolowanych, jak równie Ī znacząco krótsze czasy przejĞü robota pomiĊdzy poszczególnymi punktam i sceny pozwalaj ą na stwierdzenie, Īe zastosowanie zewn Ċtrznych
narzĊdzi ob liczeniowych (w tym przypadku op racowanej aplikacji PLANER) pozwala nie ty lko przyĞpieszyü proces przygotowania program u roboczego, ale tak Īe w sposób znacz ący poprawi ü jego jakoĞü. ZwiĊkszenie zagĊszczenia punktów podporowych, wyg áadzenie i optymalizacja samej
ĞcieĪki ruchu, krótsze czasy realizacji wygenerowanych program ów to tylko niektóre zalety, jakie
uzyskano na skutek integracji aplikacji PL ANER z system em eMPower RobCAD. Dodatkow ą
i chyba najwaĪniejszą zalet ą jest skrócenie czasu cyk lu lin ii produkcyjnej, a tym sam ym
zwiĊkszenie wydajnoĞci zrobotyzowanego systemu produkcyjnego.
Dodatkowym atutem przem awiającym za s áusznoĞcią wyboru aplikacji eMPower RobCAD jest zaimplementowany w niej m echanizm eksportu danych do wi ĊkszoĞci systemów programowania robotów metodami off-line [14, 15].
Praca finansowana z grantu badawczo-rozwojowego nr PBR-6/RMT2/2010: Mechatroniczny integrator procedur sterowania pojazdem przez osoby niepeánosprawne (decyzja MNiSzW
nr 0894/R/|T02/2010/10)
BIBLIOGRAFIA
1. DulĊba I.: Metody i algorytm y planowania ruchu robotów m obilnych i m anipulacyjnych. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2001.
2. Fortuna Z., Macukow B., W ąsowski J.: Metody num eryczne. Podr Ċczniki Ak ademickie.
Elektronika. Informatyka. Telekomunikacja. Wydawnictwa Naukowe PWN. Warszawa. 3. Jankowski B.: Programowanie w praktyce. Wydawnictwo MIKOM, Warszawa 1999. 4. Latombe J.-C.: Robot motion planning. Kluwer Academic Publishers. London. 1993.
5. Majchrzak E., Mochnacki B.: Me tody numeryczne. Podstawy teoretyczne, aspekty praktyczne i algorytmy. Wydawnictwo Politechniki ĝląskiej, Gliwice 2004.
6. Reclik D., Kost G.: The com parison of elastic band and B-Spline polynom ials m ethods
in smoothing process of collision-less robot trajectory, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Volume 29, Issue 2, 2008.
7. Reclik D., Kost G.: The 2½D Al gorithm in Robot W orkspace Analysis, 4 th Conference
Mechatronic System s and Materials 2008, MSM 2008, Acta Mechanica et A utomatica,
Volume 2, No. 3, Biaáystok Technical University, 2008.
8. Reclik D., Kost G.: Zastosowanie m etody 2½D w planowaniu trajektorii robotów m
ani-pulacyjnych, Pom iary Autom atyka Robotyka, Nr 2/2008, W ydanie specjalne z okazji
X Konferencji Naukowo Technicznej AUTOMATION 2008.Warszawa. 2008.
9. Reclik D., Kost G.: Dynam iczne planowanie trajektorii robotów m anipulacyjnych. Przegl ąd mechaniczny Nr 1/08. s. 23í29.
10. Reclik D., Kost G.: A ration al B-Spline curv es in robot collision-free m ovement planning, Journal of Automation, Mobile Robotics and Intell igent Systems, Volume 2, No. 3, Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP, Warszawa 2008.
11. D. Reclik, G. Kost, Zastosowanie grafiki 3D i bibliotek OpenGL do symulacji stanów
kolizyjnych robota, Pomiary Automatyka Robotyka, Nr 2/2010. PAR. Warszawa. 2010. + CD
12. K. Foit, G. Kost, D. Re clik, Automatyczne programowanie i wizualizacja 3D ruchów robota
Mitsubishi Movemaster RV-M1, Materiaáy Konferencyjne XI Krajowej Konferencji Robotyki,
2010.
13. G.Kost, D.Reclik, Planowanie bezkolizyjnej trajektorii robota manipulacyjnego w przestrzeni
zadaniowej, Wydawnictwo Politechniki ĝląskiej, Gliwice 2010.
14. http://www.robcad.de
