Bezpośrednia współpraca człowiek-robot w spawalnictwie

• Autorzy: Skrobek P. , Rogowski A.

Identyfikatory

DOI

10.26628/ps.v90i1.847

Warianty tytułu

EN

Direct human-robot collaboration in welding

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono zagadnienia związane z nową tendencją w robotyce, polegającą na coraz szerszym wykorzystywaniu tzw. robotów współpracujących, które dzielą swą przestrzeń roboczą z ludźmi. Przeprowadzony został literaturowy przegląd badań dotyczących programowania i eksploatacji tych robotów. Przedstawiono też niektóre aspekty stosunkowo nowej metody programowania robotów, zwanej programowaniem przez demonstrację. W szczególności autorzy podjęli próbę odpowiedzi na pytanie, czy i w jakim stopniu idea bezpośredniej współpracy człowiek-robot może być realizowana w spawalnictwie. Omówiono dostępne w literaturze informacje o badaniach w tym kierunku, prowadzonych w niektórych ośrodkach naukowych. Wśród różnych aspektów związanych z tą tematyką, zwrócono uwagę na zagadnienia dotyczące komunikacji człowiek-robot współpracujący. Zaprezentowano rozwijaną na Politechnice Warszawskiej koncepcję przystosowania systemu komunikacji głosowej pomiędzy człowiekiem i robotem do specyficznych wymagań, jakie narzuca idea robotów współpracujących.

EN

Current paper deals with a new tendency in robotics, consisting in broader and broader exploiting of socalled collaborative robots, sharing their workspace with humans. An overview of research in this area has been performed. Some aspects of robot programming method, called programming by demonstration, have been discussed. In particular, the authors try to answer the question, whether the idea of direct human-robot cooperation can be applied also in welding. Examples of research in this area have been presented. The paper discusses some aspects of human-robot communication. It presents a conception of a novel method of calibration of human-robot voice communication system, now under development at the Warsaw University of Technology. This method is focused on specific requirements resulting from the use of collaborative robots.

Słowa kluczowe

PL

spawanie zrobotyzowane; robot współpracujący; bezpieczeństwo; komunikacja

EN

robotized welding; collaborative robot; safety; communication

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 90, nr 1
• Strony: 9--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., il.

Twórcy

autor

Skrobek P.

• Politechnika Warszawska

autor

Rogowski A.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Zaeh M., Roesel W.: Safety aspects in a human-robot interaction scenario: a human worker is co-operating with an industrial robot, Progress in Robotics, Vol. 44(2), pp. 53-62, 2009.
• [2] Weiss A. i in.: Exploring human-robot cooperation possibilities for semiconductor manufacturing, materiały konferencyjne: International Conference on Collaboration Technologies and Systems, Philadelphia, PA, USA, pp. 173-177, 2011.
• [3] Fong T., Kunz C., Hiatt L., Bugajska M.: The Human-Robot Interaction Operating System, materiały konferencyjne: 1st ACM SIGCHI/SIGART conference on Human-robot interaction, Salt Lake City, Utah, USA pp. 41-48, 2006.
• [4] Pires J.: The Industrial robot as a human coworker: the role of the speech interfaces, materiały konferencyjne: International Conference on Software Development for Enhancing Accessibility and Fighting Info-exclusion, Portugal, 2007.
• [5] Rogowski A.: Analiza i synteza systemów sterowania głosowego w zrobotyzowanym wytwarzaniu, Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Mechanika z. 244, 2012.
• [6] Djuric A., Urbanic R., Rickli J.: A framework for collaborative robot (CoBot) integration in advanced manufacturing systems, SAE International Journal of Materials & Manufacturing, Vol. 9(2), pp. 457-464, 2016.
• [7] Baratta D.: Industrial collaborative robot design: a guideline for future design activity, materiały konferencyjne: International Conference of the Italian Association for Artificial Intelligence, Ferrara, Italy, 2015.
• [8] Universal Robots on the move, [dostęp: 29-12-2017], https://blog.universal-robots.com/universal-robots-on-the-move
• [9] Mobile robot colleagues on wheels increase productivity and worker safety at Scott Fetzer Electrical Group, [dostęp: 29-12-2017], https://www.universal-robots.com/case-stories/scott-fetzer-electrical-group
• [10] Zanchettin A., Bascetta L., Rocco P.: Acceptability of robotic manipulators in shared working environments through human-like redundancy resolution, Applied Ergonomics, Vol. 44(6), pp. 982-989, 2013.
• [11] Weistroffer V. i in.: Assessing the acceptability of human-robot co-presence on assembly lines: a comparison between actual situations and their virtual reality counterparts, materiały konferencyjne: International Symposium on Robot and Human Interactive Communication, Edinburgh, United Kingdom, 2014.
• [12] Zaawansowane rozwiązanie robotyczne UR5 przyczynia się poprawy wyników finansowych FWP, [dostęp 29-12-2017], https://www.universal-robots.com/pl/studia-przypadk%C3%B3w/ferdinand-wagner/
• [13] Backman B., Renard C.: Simulating Human-Robot Collaboration: an example from cab assembly, praca dyplomowa, Department of Production Engineering, Royal Institute of Technology, Sweden, 2015.
• [14] SCOTT Universal Robot welder, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?v=t3_-fUYqa60
• [15] Universal Robots showcasing how our cobots work in various industries, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?time_continue=3&v=5K5VYm8z4nY
• [16] Veloso M. i in.: CoBots: collaborative robots servicing multi-floor buildings, materiały konferencyjne: International Conference on Intelligent Robots and Systems, Algarve, Portugal, 2012.
• [17] Kruger J., Lien T., Verl A.: Cooperation of human and machines in assembly lines, CIRP Annals, Vol. 58(2), pp. 628-646, 2009.
• [18] Jakubek K.: Bezpieczna współpraca ludzi i robotów,[dostęp 29-12-2017], http://automatykaonline.pl/Wywiady/Bezpieczna-wspolpraca-ludzi-i-robotow
• [19] BG/BGIA risk assessment recommendations according to machinery directive. Design of workplaces with collaborative robots, BGIA – Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance, Sankt Augustin, 2011.
• [20] Haddadin S., Albu-Schhaffer A., Hirzinger G.: The role of the robot mass and velocity in physical human-robot interaction - Part I: Non-constrained blunt impacts, materiały konferencyjne: IEEE International Conference on Robotics and Automation, Pasadena, USA, pp. 1331-1338, 2008.
• [21] Haddadin S., Albu-Schhaffer A., Frommberger M., Hirzinger G.: The role of the robot mass and velocity in physical human-robot interaction – Part II: Unconstrained Blunt Impacts, materiały konferencyjne: IEEE International Conference on Robotics and Automation, Pasadena, USA, pp. 1339-1345, 2008.
• [22] Behrens R., Elkmann N.: Study on meaningful and verified thresholds for minimizing the consequences of human-robot collisions, materiały konferencyjne: IEEE International Conference on Robotics & Automation, Hong Kong, 2014.
• [23] Universal Robots – force move, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?v=szgvFYlY5ps
• [24] Kruczyński M.: Zrobotyzowane stanowiska spawalnicze – przykłady konfiguracji, https://automatykab2b.pl/technika/2230-zrobotyzowane-stanowiskaspawalnicze-przyklady-konfiguracji#.WjphclXibRb, [dostęp 05-12-2017].
• [25] Cegielski P., Kolasa A., Sarnowski T.: Dostosowanie robotów do spawania elementów o obniżonej dokładności, Przegląd Spawalnictwa, Vol. 89(6), s. 25-28, 2011.
• [26] Akgun B., Subramanian K.: Robot learning from demonstration: kinesthetic teaching vs. teleoperation, Georgia Institute of Technology, College of Computing, https://www.cc.gatech.edu/grads/k/ksubrama/files/HRIFinalBK.pdf, [dostęp 29-12-2017].
• [27] Kinetiq teaching demo FabTech, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?v=3fMuGHBsGH8
• [28] How to teach a linear welding path to a welding robot – kinetiq teaching by Robotiq, https://www.youtube.com/watch?list=PLsu4qiywzR4-dtDb8c4uK_jxzkv4EskjS&v=6BtgdmH8hrk, [dostęp 29-12-2017].
• [29] Universal Robot welding – Olympus, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?v=Oz7TE1Q1rhw
• [30] Universal Robots & IRS MEXICO increased productivity by intuitive welding program, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?v=tGk2LQ5hDNE
• [31] Antonelli D., Astanin S., Galetto M., Mastrogiacomo L.: Training by demonstration for welding robots by optical trajectory tracking, materiały konferencyjne: 8th CIRP Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering, Torino, pp. 145-150, 2013.
• [32] Universal Robots has reinvented industrial robotics, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?v=eCep1HzfXwg&list=PLsxbkRKkMlqIE06iTzinkDKAVgkatH3e3&index=4
• [33] Human robot co-operation welding workcell case, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?v=Kxw-SJd-j-o
• [34] Wizyjny system bezpieczeństwa SafetyEYE, [dostęp 20-12-2017] https://www.pilz.com/pl-PL/eshop/00106002207042/SafetyEYE-Safe-camerasystem
• [35] Malm T. i in.: Safety of Interactive Robotics — Learning from Accidents, Springer Science & Business Media BV, Vol.2(3), pp. 221-227, 2010.
• [36] Touch sensing & seam tracking, [dostęp 29-12-2017], https://www.youtube.com/watch?v=AStw-K7Sq88
• [37] FANUC – Through Arc Seam Tracking (TAST), LITHO IN U.S.A: FANUC Robotics America, 2005.
• [38] Robotics: Joint Sensing Technologies, Lincoln Electric, [dostęp 29-12-2017], http://www.lincolnelectric.com/en-us/support/process-and-theory/Pages/intelligent-robotic-detail.aspx
• [39] Xu Y., Yu H., Zhong J., Lin T., Chen S.: Real-time seam tracking control technology during welding robot GTAW process based on passive vision sensor, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 212(8), pp. 1654-1662, 2012.
• [40] Funkcje wspomagające proces spawania w oprogramowaniu ARC TOOL robotów Fanuc, http://roboforum.pl/artykul/funkcje-wspomagajace-processpawania-w-oprogramowaniu-arc-tool-robotow-fanuc, [dostęp 29-12-2017].
• [41] Tunnell G., Pomernacki Ch., Gregg J.: Voice controlled welding system, Patent US 4641292A, 1987.
• [42] Profanter S., Perzylo A., Somani N., Rickert M., Knoll A.: Analysis and semantic modeling of modality preferences in industrial human-robot interaction, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) Hamburg, Germany, 2015.
• [43] Rogowski A.: Industrially oriented voice control system, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, Vol. 28(3), pp. 303-315, 2012.
• [44] Stiefelhagen R. i in.: Natural human – robot interaction using speech, head pose and gestures, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Sendai, Japan, Vol. 3, pp. 2422-2427, 2004.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).