Grundlæggende robotteknologi
Intro til forskellige programmeringsmetoder
Koordinatsystemer
Hvordan kan cobotten bevæge sig?
Ordet robot blev opfundet af den tjekkiske science fiction forfatter Karel Capek og kan løst oversættes til tvangsarbejde. Begrebet robot er i dag hyppigt brugt, og det dækker alt fra software-robotter, støvsugerrobotter til industrirobotter herunder kollaborative robotter.
Industrirobotter kan findes i mange typer og faconer. Men de mest alsidige er artikulerede robotter med seks akser. En artikuleret robotarm minder på mange måder om en menneskearm med et skulderled, albueled og et håndled.
Robotteknologi dækker et bredt fagområde, som dækker alt fra matematik og mekanik til computervidenskab og programmering. En robotprogrammør har en forståelse for den proces, som skal automatiseres, men også et indgående kendskab til de fundamentale principper, som er gældende ved en robot.
Målet for dette afsnit er at introducere fire forskellige programmeringsmetoder af én robot og belyse de fordele og ulemper, der er ved hver enkel metode. Derudover introducerer dette afsnit også nogle begreber – eksempelvis koordinatsystemer og kinematik.
Intro til forskellige programmeringsmetoder
Når man skal programmere en robot, benyttes typisk en eller flere af de fire grundmetoder. Metoderne kan kombineres i forskellige dele af et program, hvor det giver bedst mening.
2.1.1 - Teach in-programmering
Teach in-programmering eller online programmering er den mest anvendte metode til at opbygge et robotprogram, og har været kendt lige så længe, der har eksisteret robotter.
Ved hjælp af programmeringsboksen styres robotarmen hen til en ønsket position, og positionen gemmes som en programlinje ved tryk på en knap. Det vil sige, at armens position aflæses og gemmes internt i programmet.
Så bevæges armen til en ny position, og der gemmes en ny programlinje. På den måde opbygges de ønskede bevægelser med en række punkter i robotprogrammet.
2.1.2 - Parametrisk programmering
Der er tale om parametrisk programmering, når robottens arbejdsopgave kan beskrives ud fra få parametre som for eksempel emnestørrelse, placering og tilhørende procesdata.
Robotprogrammet opbygges med en række formler direkte på robottens styring, der ud fra de angivne parametre kan beregne de bevægelser, som robotten skal udføre for at løse opgaven.
2.1.3 - Offline programmering
Til offline programmering anvendes der specielt udviklet software, som typisk er installeret på en PC, hvor der bygges en digital model af robotopstillingen – også kaldet digital tvilling.
Der er typisk en 3D-grafik, der viser robotten samt dens omgivelser. Disse omgivelser bygges op ved at tegne eller importere 3D CAD-modeller af gribere, emner, fiksture, andre maskiner mm.
Robotten kan nu programmeres ved at styre den rundt i denne virtuelle verden og indsætte bevægelsespunkter, logik og andre programelementer. Programafviklingen kan testes, og bevægelsen kan visualiseres i 3D-grafikken.
Når programmet har den ønskede funktionalitet, kan det overføres til den rigtige robot via eksempelvis netværk eller USB og til sidst startes programmet.
Fordele
Ulemper
Fordele og ulemper
- Man kan programmere nye emner, mens robotten producerer andre emner
- Man kan teste celle-layout, fiksturer og andet, inden det bygges fysisk
- CAD-fil af emne kan benyttes til automatisk generering af bevægelser
- Kræver viden om 3D CAD
- Kræver en realistisk og kalibreret model af cellen
- Kræver visuel kontroller eller postprocessor, der kan generere data i det rigtige robotformat
2.1.4 - Realtime programmering
Ved realtidsprogrammering forstås, at robottens program/bevægelser først genereres umiddelbart samtidig med, at programmet eksekveres. Herved er det muligt at tage hensyn til de aktuelle forhold, der er i forbindelse med den opgave, robotten skal løse.
Monteres et kamerasystem eller andre sensorer, som kan fortælle noget om den aktuelle situation, kan robotten guides til de nødvendige positioner. Det kan for eksempel være at hente et emne ved en position, som er detekteret af kameraet.
Ofte vil det kun være delsekvenser i det samlede program, der benytter realtidsprogrammering, mens andre dele af programmet kan være teach in, parametrisk eller offline programmeret.
Koordinatsystemer
Koordinatsystemer lægger grundlaget for at beskrive robottens bevægelser. Koordinatsystemer bliver brugt til at specificere punkter, robotten skal bevæge sig til, for eksempel hvor er emnet placeret i forhold til robotten. Kinematikken beskriver, hvordan robottens motorer skal bevæge sig mellem de specificerede punkter og koordinatsystemer.
Et koordinatsystem består af flere akser – som regel arbejdes der med et koordinatsystem i tre dimensioner, hvilket betyder, at der er tre akser, som hver står vinkelret på hinanden, hhv. X-, Y- og Z-aksen. På figuren nedenunder ses et eksempel på et koordinatsystem.
Hvordan kan cobotten bevæge sig?
Der findes flere forskellige måder en robot kan bevæge sig på. Her præsenterer vi de mest almindelige bevægelsestyper. Overordnet skelnes der mellem bevægelser i konfigurationsrummet (robotarmens vinkel konfiguration) og kartesisk rum (XYZ/”vores verden”).
Tilmeld dig vores nyhedsbrev!
Gå ikke glip af spændende nyheder fra os. Vil du også gerne være opdateret på de nyeste cases i forhold til Cobot Knowledge Lab?
