Robotika

Robotika

Vsebina

1. Teoretična predavanja
Uvod
Delitev robotov, standardi, statistike.
Kinematika
Prostorski opisi, rotacija in translacija, homogena transformacija, Eulerjevi in fiksni koti, kinematika manipulatorja, Denavit-Hartenbergovi parametri, postavitev koordinatnih sistemov, primeri.
Jakobijeva matrika
Direktna kinematika, predstavitve položaja, napredovanje hitrosti, Jakobijeva matrika, kinematična singularnost, povezava gibanje po sklepih / linearno in hitrosti / sile, primeri.
Dinamika
Dinamika notranjega prostora, Newton-Eulerjeve enačbe, Lagrangeove enačbe, kinetična energija, centrifugalne in Coriolisove sile, masna in vztrajnostna matrika, gibalna enačba, primeri.
Vodenje
Vodenje po sklepih, nadzor hitrosti, naravni in disipativni sistemi, regulacija PD, kompenzacija motenj, statična napaka, regulacija PID, vodenje manipulatorja, sledenje poti, vodenje po sili, primeri.

2. Računalniške vaje

• Matlab in Simulink
• Rotacija in translacija.
• Homogena transformacija.
• Eulerjevi koti.
• Denavit-Hartenberg.
• Jakobijeva matrika.
• Direktna kinematika, inverzna kinematika.
• Dinamika in vodenje.

Siemens NX
Kinematika in simulacija (vključi se robot po želji).

• Izdelava kinematičnega modela - Machine tool builder.
• Ureditev poprocesorja.

Posredno programiranje.

• Uporaba robotov za izvajanje obdelovalnih operacij.
• Ureditev robotske celice.
• Nadzor orientacije orodja robota.
• Pravilo za določitev konfiguracije robota.
• Določitev konfiguracij robota za gibanje robota.
• Uporaba tirnice.
• Operacije za manipulacijo z izdelkom.
• Samostojno delo.

Simulacijske vaje v programskem okolju Robot Studio
Spoznavanje programskega okolja.

• Opis programskega okolja.
• Zasnova projekta (dodajanje: celice, robota, orodja).
• Izdelava programa prelaganja objektov.

Izvedba programa obdelovalne celice s tremi roboti.

• Definiranje celice.
• Določanje TCP, lokalnih koordinatnih sistemov.
• Ustvarjanje poti.
• Pisanje logike za sodelovanje 3 robotov.

3. Praktične vaje
Praktična uporaba industrijskih robotov ABB in KUKA ter sodelovalnih robotov UR

• Spoznavanje robotskih mehanizmov in varnostnih zahtev.
• Ponovitev robotskih koordinatnih sistemov in njihov pomen.
• Kalibracija:
• - kratki opis inkrementalnih in absolutnih dajalnikov;
• - kalibracija KUKA robota;
• - prikaz kalibracije ABB in UR robota.

Osnove neposrednega programiranja

• Uporaba in menjava prijemal.
• Določanje TCP:
•  - po numeričnem podajanju vrednosti;
• - po štiri točkovni metodi XYZ;
• - po metodi merjenja in/ali iskanja iz podatkovnega seznama.
• Ročno manipuliranje robota:
•  - sledenje trajektoriji, 
•  - prelaganje predmetov.
• Prenos programa iz programskega okolja na fizičnega robota, umerjanje, preizkus in zagon.

Napredno neposredno programiranje

• Sintakse različnih tipov robotov: 
• - programski stavki,
• - izvajanje programa.
• Priprava in izvedba programa za paletizacijo s sprotnim računanjem potrebnih položajev z robotom ABB.
• Povezava z industrijskimi krmilniki; primer: paletizacija z robotom KUKA.
• Dodatno: sodelovanje dveh UR10e robotov.

Cilji in kompetence

Cilji predmeta so:

• podati razlago teorije robotov; 
• predstaviti in diskutirati metode za kine-statično in dinamično modeliranje ter vodenje robotov;
• pojasniti prednosti in slabosti posameznih pristopov za modeliranje in vodenje robotov;
• usposobiti študente za načrtovanje robotskih celic s pomočjo naprednih računalniških simulacij;
• usposobiti študente za delo z roboti in za posredno in neposredno programiranje robotov.

Študent bo pridobil naslednje splošne kompetence: 

• sposobnost individualnega ustvarjalnega razmišljanja;
• sposobnost samostojnega inženirskega in raziskovalnega dela;
• samostojnost, ustvarjalnost, inovativnost in kritičnost; 
• strokovno odličnost.

Pogoji za pristop k izobraževanju

Osnovno znanje matematike, fizike, strojništva ali računalništva.