In this paper, we propose a system for natural and intuitive interaction with the robot. Its purpose is to allow a person with no specialized knowledge or training in robot programming to program a robotic arm. We utilize data from the RGB-D camera to segment the scene and detect objects. We also estimate the configuration of the operator’s hand and the position of the visual marker to determine the intentions of the operator and the actions of the robot. To this end, we utilize trained neural networks and operations on the input point clouds. Also, voice commands are used to define or trigger the execution of the motion. Finally, we performed a set of experiments to show the properties of the proposed system.
Rosnące wymagania dotyczące jakości, wydajności i elastyczności produkcji wymuszają stosowanie metod programowania robotów, które nie zakłócają jej bieżącego toku. Eliminacja przestojów produkcyjnych (tzw. "odpadów") jest głównym celem rozwoju systemów off-line, stosowanych do programowania zautomatyzowanych środków produkcji. Programowanie off-line (OLP) oznacza programowanie robotów poza produkcją i bez jej zatrzymywania i jest coraz częściej stosowanym narzędziem stosowanym na etapie technologicznego przygotowania produkcji (TPP). Niniejszy artykuł stanowi wprowadzenie do programowania off-line robotów przemysłowych.
Rosnące wymagania dotyczące jakości, wydajności i elastyczności produkcji wymuszają stosowanie metod programowania robotów, które nie zakłócają jej bieżącego toku. Eliminacja przestojów produkcyjnych (tzw. odpadów) jest głównym celem rozwoju systemów off-line, stosowanych do programowania zautomatyzowanych środków produkcji. Programowanie off-line (OLP) oznacza programowanie robotów poza produkcją i bez jej zatrzymywania i jest coraz częściej używanym narzędziem stosowanym na etapie technologicznego przygotowania produkcji (TPP). Niniejszy artykuł stanowi wprowadzenie do programowania off-line robotów przemysłowych.
EN
The growing demands on quality, efficiency and production flexibility force the use of robot programming methods that do not interfere with production. The elimination of production downtime (so-called the “waste”) is the main goal of off-line systems development used for programming of automated production means. Off-line programming (OLP) means programming robots out of production and without stopping it, and is an increasingly used tool used at the stage of technological production preparation (TPP). For this reason, off-line programming and simulation of robotic operations before their launching on the production line is an increasingly common tool used in the industry at the TPP stage. This article is an introduction to off-line programming of industrial robots.
Przemysł lotniczy wymaga wysokiej jakości i dokładności wykonania wytwarzanych elementów, stąd konieczne jest zapewnienie jak najlepszej kontroli jakości. Proces inspekcji wykonanego detalu powinien przebiegać w taki sposób, aby wpływ na mierzony element był jak najmniejszy. Idealnym rozwiązaniem mogą być badania z użyciem skanerów optycznych. Jednak ze względu na długi czas pojedynczego pomiaru oraz konieczność nakładania powłoki anty refleksyjnej taki proces nie sprawdza się w produkcji. W pracy zaprezentowano koncepcję zrobotyzowanego stanowiska do pomiaru, orientacji i geometrii łopatki turbiny silnika lotniczego. Stacja składa się z robota przemysłowego wyposażonego w chwytak oraz stanowiska pomiarowego zaopatrzonego w laserowe czujniki odległości. Zmierzone wielkości zostają przesłane z modułu pomiarowego do kontrolera robota za pomocą protokołu transmisji danych. Przesłane dane mogą zostać wyświetlone na panelu operatorskim lub wykorzystane do przygotowania raportu. W porównaniu z pomiarem z wykorzystaniem skanera optycznego cały proces zajmuje znacznie mniej czasu. Na podstawie przygotowanych modeli CAD oraz wykorzystując notację Denavita-Hartenberga, wyznaczone zostały pozycja i orientacja łopatki w odniesieniu do układów współrzędnych robota oraz stanowiska pomiarowego.
EN
The aerospace industry requires high quality and precision of the manufactured parts thus it is necessary to ensure the best possible quality control. The inspection process of the workpiece should be done in such a way that the impact on the measured element is as small as possible. The ideal solution can be research using optical scanners. However, due to the long-time of a single measurement and the need to apply an anti-reflective coating, such process does not work in production. The paper presents the concept of a robotic station for measuring, orientation and geometry of an aircraft engine turbine blade. The station consists of an industrial robot equipped with a gripper and a measuring station equipped with laser sensors of distance. The measured quantities are transferred from the measurement module to the robot controller by means of a data transmission protocol. The transferred data can be displayed on the operator panel or used to prepare a report from a measurement. In comparison with the optical scanner, the entire process takes much less time. Based on the prepared CAD models and using the Denavit-Hartenberg notation, the positions and orientation of the blade were determined in relation to the robot coordinate systems and the measurement position.
W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania popularnego środowiska programistycznego w celu opracowywania aplikacji użytkownych, wspomagających naukę programowania i obsługi współcześnie stosowanych robotów przemysłowych. Na wstępie scharakteryzowano podstawowe zagadnienia z zakresu wykorzystania robotów, metod ich programowania, a także współczesnych narzędzi stosowanych w tym obszarze. Ponadto omówiono możliwości wykorzystania środowiska Visual Studio w obszarze wsparcia procesu dydaktycznego nauki programowania robotów przemysłowych. W pracy zaprezentowano autorską aplikację komputerową, a także przedstawiono jej przykładowe zastosowanie.
EN
The paper presents the possibilities of using the popular programming environment to develop applied applications that support teaching process of programming and operating modern industrial robots. First of all, the basic issues of the use of robots, methods of robot programming and tools used in this area were characterized. Moreover, the possibilities of using the Visual Studio environment to support the didactic process of industrial robot programming teaching were discussed. In addition, the paper presents the author’s computer application and an example of its use.
Celem pracy jest przedstawienie funkcjonalności i zasady działania oprogramowania do zarządzania misją robotów podczas zawodów ERL Emergency Robots 2017. Zastosowanie LabVIEW i Robot Operating System (ROS) umożliwiło wymianę komunikatów pomiędzy odległymi stacjami operatorskimi i koordynację pracy trzech różnego typu robotów realizujących wspólną misję. System umożliwia rejestrowanie czasu, położenia robotów, statusu zdarzeń oraz wizualizację pracy robotów, a także wygenerowanie plików kml/kmz będących logami misji, które pozwalają na późniejszą analizę i weryfikację pracy zespołu robotów.
EN
The objective of the paper is introduce functionality and principle of operation of software for managing the robot mission during ERL Emergency Robots 2017 competition. The use of Lab VIEW and Robot Operating System (ROS) enabled the exchange of messages between distant operator stations and the coordination of the work of three different types of robots performing a joint mission. The software allows recording time, robot location, status of events and robot tracking, as well as generating log files that can be converted to kml/kmz format.
Jednym z podejść do specyfikacji sterowników robotów jest teoria agenta upostaciowionego zakładająca podział systemu robotycznego na grupę komunikujących się ze sobą agentów. Każdy agent złożony jest z podsystemów, których działanie opisuje się przy pomocy funkcji przejść. W artykule został zaproponowany nowy sposób dekompozycji funkcji przejścia podsystemu agenta upostaciowionego. W odróżnieniu od dotychczasowego podejścia koncentrującego się na podziale funkcji ze względu na produkowane wyjścia, autorzy dokonują podziału ze względu na cel prowadzonych obliczeń. To podejście umożliwia scalenie powtarzających się elementów specyfikacji, przez co opis staje się krótszy i prostszy. Artykuł stanowi też próbę zestawienia poszczególnych elementów wchodzących w skład agenta upostaciowionego z metodami ich opisu bazującymi na standardzie SysML.
EN
Embodied agent theory is one of the approaches to robot system specification. It assumes that the system is divided into a group of agents. They can communicate with each other. An agent consists of subsystems which activity is defined by a transition function. In the article a new form of embodied agent subsystem transition function decomposition is presented. As far as previous approach has been based on produced outputs, the presented one threats a goal of a calculation as a decomposition criterion. The article is also a trial of juxtaposition of the embodied agent elements with a multiplicity of its' specification forms. The authors list models based on SysML standard as well as formal mathematical one and some different graphics forms of specification.
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie dalszych wyników prac skierowanych na opracowanie systemu do analizy i projektowania chodu dwunożnych robotów kroczących. Głównym zadaniem jest uzyskanie stabilnej orbity okresowej dla analizowanego modelu robota, a pomocne w tym mają być dane pochodzące z ruchu człowieka. Wzorzec chodu otrzymany został przy wykorzystaniu systemu do akwizycji danych firmy Optitrack. Uzyskane trajektorie stanowią dane referencyjne w celu opracowania funkcji wyjścia dla algorytmu sterowania, w wyniku działania którego, ruch robota będzie zbliżony do ruchu człowieka.
EN
The aim of this article is to present further results of work aimed at developing a system for analyzing and designing a gait of a walking bipedal robot with torso and knees, based on biological data. Biological data acquisition was made with a use of the Optitrack vision system and the Matlab environment. Obtained trajectories form the reference data for creating sets of output functions, and consequently for the controller, whose task will be to achieve a stable gait of a robot. The main goal is to create a stable periodic orbit on the basis of human data.
W ogólności system robotyczny projektowany jest jako pojedynczy agent upostaciowiony lub ich zestaw, ale ta praca koncentruje się na działaniu pojedynczego agenta. Agent upostaciowiony dekomponowany jest na współdziałające podsystemy. W dotychczasowych pracach działanie podsystemów opisywane było za pomocą hierarchicznych automatów skończonych, z których stanami były skojarzone operacje. W tym podejściu sposób komunikacji między podsystemami traktowany był jako zagadnienie implementacyjne. W artykule przedstawiono alternatywną metodę opisu agenta upostaciowionego za pomocą hierarchicznych sieci Petriego z dozorami. Hierarchiczna sieć powstaje poprzez przekształcenie automatu skończonego opisującego działanie podsystemu w sieć Petriego wyposażoną w podsieci definiujące zachowania. Wyspecyfikowanie zachowania wymaga natomiast wyjawienia za pomocą sieci Petriego wykorzystywanych modeli komunikacyjnych określających interakcje między podsystemami. Podejście wykorzystujące sieć Petriego umożliwia całościowe określenie działania agenta upostaciowionego w fazie specyfikacji.
EN
In general a robotic system is designed as a single embodied agent or a network of such agents. Nevertheless this work focuses on the activities of a single agent. An embodied agent is decomposed into interacting subsystems. Up till now the activities of subsystems have been specified by using hierarchic finite state automatons. Subsystem operations were associated with the states of those automatons. Communication between subsystems was treated as an implementation issue. This paper presents an alternative method of defining an embodied agent. A hierarchic Petri net with guards is used. A hierarchic net is the result of transformation of a finite state automaton describing the activities of a subsystem. Its subnets represent subsystem behaviours. Specification of behaviours requires the definition of inter-subsystem communication model, that also can be defined by a Petri net. Thus the resulting hierarchic Petri net specifies all of the activities of an embodied agent.
Artykuł porusza problem identyfikacji parametrów modelu dynamiki robota KUKA LWR 4+. Opracowanie takiego modelu umotywowane jest potrzebami związanymi ze sterowaniem i symulacją robota. Spośród dostępnych metod identyfikacji (klasyczna, uczenie maszynowe, sieci neuronowe) wybrano metodę klasyczną, bazującą na ważonej metodzie najmniejszych kwadratów. Przedstawiono plan eksperymentu i opisano wybraną metodę oraz przygotowania, polegające głównie na zaplanowaniu właściwej trajektorii do pomiarów. Zaprezentowano i omówiono wyniki przeprowadzonych pomiarów. Poprawność modelu została potwierdzona.
EN
The paper deals with the identification of the KUKA LWR 4+ robot dynamic model. The development of such a model is motivated by the need to simulate and control the robot. Given the available identification methods (classic, machine learning, neural networks), a classic one, based on the weighted linear least squares estimation, is chosen. A plan of the experiment is presented, and the identification method and experiment design - consisting mostly of planning of the suitable trajectory for measurements - are described. The obtained results are shown and discussed, while the correctness of the dynamic model is verified.
Przestawiono przykłady architektur systemów robotycznych utworzonych z agentów. Wyróżniono osiem typów agentów. Agent upostaciowiony jest typem najogólniejszym. Określono relacje między takimi pojęciami jak: robot, efektor i agent, biorąc pod uwagę wielość tych elementów w systemach robotycznych. Rozważono systemy o zmiennej i niezmiennej strukturze. Wzięto również pod uwagę systemy z wymiennymi i niewymiennymi zadaniami. Zaprezentowane rozważania są użyteczne jako wskazówka przy podejmowaniu strukturalnych decyzji przy projektowaniu systemów robotycznych.
EN
Robotic system architectures based on agents are presented. As agents are classified into eight categories, with the embodied agent being the most general one, the composition of the presented systems varies from that point of view. The relationship between the concepts of: effectors, robots and agents is clarified, taking into account the possible multiplicity of those elements in a robotic system. Fixed and variable structure systems are distinguished. Moreover systems with fixed and exchangeable task are considered. The presentation of the subject relies on already implemented systems. The presented discussion facilitates the design of robotic systems by pointing out the structural decisions the designer has to make.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zagadnienia związane ze sterowaniem głosowym robotami przemysłowymi, w tym robotami spawalniczymi. Omówiono celowość wykorzystania automatycznego rozpoznawania mowy w robotyce, potencjalny zakres zastosowań oraz specyficzne wymagania dotyczące aplikacji sterowania głosowego związanych z robotami przemysłowymi. W szczególności skoncentrowano się na głosowym wspomaganiu programowania robotów przez uczenie. Poruszone zostało zagadnienie definiowania języka komend głosowych oraz różne aspekty integracji systemu rozpoznawania mowy z układem sterowania robota przemysłowego. Rozważania poparto przykładami ze zrealizowanej implementacji sterowania głosowego robotem Movemaster.
EN
Current paper deals with various aspects of voice control system that could be applied to industrial robots, particularly in welding applications. It discusses the usefulness of voice-based human-machine interfaces, potential areas of application, restrictions as well as specific requirements regarding these systems. In particular, it focuses on speech-aided teach-in robot programming. A separate chapter is dedicated to the issue of voice command language description. Integration of speech recognition system and robot controller is also broadly discussed. Description of these issues is illustrated by example of practically implemented voice control system applied to educational robot Movemaster.
This article proposes the use of parametric design software, commonly used by architects, in order to obtain complex trajectory and program code for industrial robots. The paper describes the drawbacks of existing solutions and proposes a new script to obtain a correct program. The result of the algorithm was verified experimentally.
W pracy przedstawiono sposób tworzenia pliku programu robota przemysłowego na podstawie rysunków zapisanych w formacie DXF oraz dodatkowych parametrów wprowadzonych przez użytkownika. Parametry te to: maksymalna prędkość, odległość od płaszczyzny pracy podczas ruchów dojazdowych oraz precyzja pozycjonowania. Programy zweryfikowano w środowisku symulacyjnym K-Roset przeznaczonym dla robotów Kawasaki oraz na stanowisku z rzeczywistym robotem.
EN
The paper presents how to create a program file of an industrial robot based on drawings saved in DXF format and using additional input parameters. These parameters are: max velocity, distance to the work object plane during free TCP movement and positioning precision. Programs were verified in simulation environment K-Roset designed for Kawasaki robots and on the real robot.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia możliwości automatyzacji procesu malowania. Zaprezentowana została zrobotyzowana komora do lakierowania karoserii samochodowej. Omówiono możliwości środowiska RobotStudio oraz pakietu Painting PowerPac, wspierających programowanie robotów off-line firmy ABB. Ich wykorzystanie upraszcza tworzenie symulacji oraz umożliwia wstępną optymalizację procesu.
EN
This article presents the possibilities of robotic painting. The featured application, supporting car body painting, was created using ABB environment RobotStudio with Painting PowerPac extension. Usage of given software simplifies creating and optimizing painting applications.
W dydaktyce automatyki i robotyki, do realizacji minirobotów wykorzystywane są zestawy LEGO Mindstorms .Pierwotnie przeznaczone były do realizacji prostych układów i nieskomplikowanych algorytmów sterowania (przy wykorzystaniu dołączonego do zestawu oprogramowania graficznego).Ponieważ zestawy te były użytkowane na wielu uczelniach powstało szereg programów umożliwiających oprogramowanie tych zestawów, niezależnych od firmy LEGO. Systemy te umożliwiają implementację rozbudowanych algorytmów sterowania (przy wykorzystaniu różnych języków programowania).W artykule pokazano możliwości wykorzystania logiki rozmytej do realizacji inteligentnych algorytmów sterowania.
EN
The teaching of automation and robotics, to achieve minirobots used LEGO Mindstorms. Originally were intended to implement simple systems and simple control algorithms (using the included graphical software). Since these sets have been used at many universities created a number of software programs for these sets, independent of LEGO. These systems can implement complex control algorithms (using different programming languages). The article shows the possibility of using fuzzy logic to implement intelligent control algorithms.
This paper presents the prototype of a miniature anthropomorphic robot. This robot was designed as a low-cost hardware platform for implementing basic skills of a humanoid: efficient gaits, balance maintenance, effective programming of complicated motion sequences. We provide a detailed description of the mechanical and electronic design, present the basic software modules, and demonstrate some applications of this robot. The prototype was tested extensively participating in numerous competitions and live performances.
PL
W artykule przedstawiono prototyp miniaturowego robota antropomorficznego. Robot ten został zaprojektowany jako tania platforma sprzętowa do realizacji podstawowych ludzkich umiejętności: wydajny chód, utrzymanie równowagi, efektywne programowanie skomplikowanych sekwencji ruchu. Przedstawiono szczegółowy opis projektu mechaniki i elektroniki, podstawowych fragmentów oprogramowania oraz zaprezentowano niektóre z zastosowań robota. Prototyp został gruntownie przetestowany podczas startu w licznych zawodach i występach na żywo.
The paper focuses on specification and utilization of manipulation skills to facilitate programming of bimanual manipulation tasks. Manipulation skills are actions to reach predefined goals. They constitute an interface between low-level constraint-based task specification and high level symbolic task planning. The task of the robot can be decomposed into subtasks that can be resolved using manipulation skills. Rubik's cube solving problem is presented as an example of a 3D manipulation task using two-arm robot system with diverse sensors such as vision, force/torque, tactile sensors.
W pracy przedstawiona jest ogólna koncepcja automatyzacji procesu skanowania 3d wykorzystującego technologię projekcji światła strukturalnego. Danymi wejściowymi jest reprezentująca badany obiekt chmura punktów, pozyskana w wyniku pomiarów fotogrametrycznych. Uzyskany w ten sposób model jest analizowany przez specjalnie przygotowaną aplikację, w wyniku czego automatycznie wyznaczone zostają poszczególne pozycje robota przemysłowego z zamontowanym skanerem. Praca zawiera wyniki pomiarów fragmentu karoserii samochodu osobowego z wykorzystaniem skanera Atos, systemu fotogrametrycznego Tritop oraz robota przemysłowego Kuka.
EN
Paper presents the general concept of automation of the 3D scanning process based on structured light projection. The input data is a cloud of points representing the test object acquired through photogrammetry measurements. On the basis of these activities basic CAD model is developed and then analyzed by author application. This allows to automatic determination of different positions of the robot with a mounted scanner. The work contains results of measurements of automobile body portion using Atos scanner, Tritop photogrammetric system and Kuka KR30 industrial robot.
Omawiana w niniejszej pracy aplikacja PLANER jest praktyczną implementacją metody planowania ruchu manipulatorów robotów. Wyznaczanie bezpiecznych trajektorii ruchu odbywa się z zastosowaniem metody 2 1/2 D, której podstawą działania jest płaska analiza kolejnych przekrojów sceny robota. Opracowana aplikacja umożliwia przeprowadzenie interpolacji ścieżki ruchu z wykorzystaniem krzywych B-Spline, i ocenę wyników obliczeń poprzez graficzną prezentację rezultatów z wykorzystaniem grafiki OpenGL. Program przystosowano do współpracy z robotem Mitsubishi Movemaster RV-M1, umożliwiając przekształcenie wygenerowanej ścieżki na program robota, realizujący zadaną trajektorię. Testy przeprowadzono zarówno na modelu wirtualnym (w programie Robbo) jak i na rzeczywistym robocie serii RV-M1.
EN
The application discussed in this paper is a practical implementation of of robot's manipulalor motion planning method. The determination of safe trajectories is done using 2 1/2 D method, which is the basis of further analysis of the flat sections of the robot's scene. The developed application allows to perform a motion path interpolation using B-Spline curves, and valuation of the results of calculations by the graphical presentation of the results using the OpenGL graphics library. The program is adapted for cooperation with the Mitsubishi Movemaster RV-M1 robot, allowing the conversion of the generated path to a robot's program in order to realize the given trajectory. The tests were conducted on both: the virtual model (in the Robbo application) and the real robot.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.