Osobliwości kinematyczne współczesnych robotów przemysłowych

• Autorzy: Szkodny T.

Warianty tytułu

EN

Kinematics singularities of contemporary industrial robots

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia bardzo prostą metodę unikania konfiguracji osobliwych manipulatorów współczesnych robotów przemysłowych tak renomowanych firm jak: ABB, Fanuc, Mitsubishi, Adept, Kawasaki, COMAU i KUKA. Do wyznaczenia tych konfiguracji opracowano postać globalną opisu kinematyki członu roboczego względem pozostałych członów. Na podstawie tego opisu wyprowadzono formuły na jakobian analityczny manipulatora w układzie współrzędnych członu roboczego. Następnie opracowano postać jawną formuły na wyznacznik jakobianu. Z formuły tej wyznaczono konfiguracje osobliwe, przy których wyznacznik przyjmuje wartość równą zeru. Ponadto podano interpretacje geometryczne tych konfiguracji i zilustrowano je. Dla przykładowego manipulatora zastosowano zaproponowaną metodę unikania osobliwości, polegającą na niedużych korektach współrzędnych naturalnych członów, zapobiegających obniżeniu się rzędu jakobianu, z analizą błędów położenia spowodowanych tymi korektami.

EN

The article presents the very simple method of avoiding the singular configurations of contemporary industrial robot manipulators such renowned companies as ABB, Fanuc, Mitsubishi, Adept, Kawasaki and COMAU KUKA. To determine these configurations have worked form of a global description of the work link kinematics with respect to the other links. On the basis of this description the geometric Jacobian of manipulator was derived in work link frame. Next, the formula for the determinant of Jacobian was derived. From the formula the singular configurations were determined. Moreover, given geometric interpretations of these configurations and illustrated them. For the sample manipulator were proposed small corrections of link natural coordinates to prevent the reduction of a Jacobian rank. The analysis of the position errors caused by these corrections were presented.

Słowa kluczowe

PL

robot przemysłowy; kinematyka robota; sterownik robota; oprogramowanie sterownika; robotyka

EN

industrial robot; robot kinematics; robot controller; driver software; robotics

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 194, t. 2
• Strony: 553--568
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Szkodny T.

• Instytut Automatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] J. Craig. Wprowadzenie do robotyki. WNT Warszawa 1993, rozdz. 2.
• [2] T. Szkodny, Podstawy robotyki. Gliwice, Wyd. Pol. Śl. 2012, rozdz. 2, 5.
• [3] K. Kozłowski et al. Modelowanie i sterowanie robotów. Warszawa, PWN, 2003, rozdz. 1.
• [4] K. Tchoń, A. Mazur, I. Dulęba, R. Hossa, R. Muszyński, Manipulatory i roboty mobilne. Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ 2000, rozdz. 3.2.
• [5] M.W. Spong, M. Vidyasagar. Dynamika i sterowanie robotów. WNT Warszawa 1997, rozdz. 5.3-5.4.
• [6] B. Siciliano, L Sciavicco, L. Villiani, G. Oriolo. Robotics, Modelling, Planning and Control, Springer Verlag Berlin 2010, chapter 3.5.2.
• [7] P. Chiacchio, S. Chiaverini, B. Siciliano. Direct and Inverse Kinematics for Coordinated Motion Tasks of Two - Manipulator System. Journ. of Dynamics Systems, Measurement, and Control. Dec. 1996, vol. 118, no. 4, pp. 691-697.
• [8] Y. Nakamura, H. Hanafusa. Inverse Kinematic Solutions With Singularity Robustness for Manipulator Control. Journ. of Dynamics Systems, Measurement, and Control. Sept. 2009, vol. 108, no. 3, pp. 163-171.
• [9] E. Jezierski. Dynamika i sterowanie robotów. Warszawa, WNT 2006, rozdz. 2.
• [10] T. Szkodny, Zbiór zadań z podstaw robotyki. Gliwice, Wyd. Pol. Śl. 2008, rozdz. 2 .
• [11] T. Szkodny, Kinematyka robotów przemysłowych. Gliwice, Wyd. Pol. Śl. 2013, rozdz. 2-4, rozdz.8.3.
• [12] D. Niziński. Algorytm rozwiązywania zadania odwrotnego kinematyki robota IRB-1400. Praca dyplomowa. Instytut Automatyki. Politechnika Śląska Gliwice 2008, rozdz. 2 .
• [13] T. Szkodny. Basic Component of Computational Intelligence for IRB-1400 Robots. In: Man-Machine Interactions. Berlin Heidelberg, Springer, 2009, part. XI, pp. 637-646.
• [14] T. Szkodny. Inverse Kinematics Problem of IRB, Fanuc, Mitsubishi, Adept and Kuka Series Manipulators. In: Int. Journ. of Applied Mechanics and Engineering. University Press Zielona Gora 2010, vol. 15, no. 3, pp. 847-854.