RO129121A0 - Metodă şi instalaţie pentru programarea traiectoriilor de mişcare ale articulaţiilor unui braţ robotic - Google Patents
Metodă şi instalaţie pentru programarea traiectoriilor de mişcare ale articulaţiilor unui braţ robotic Download PDFInfo
- Publication number
- RO129121A0 RO129121A0 ROA201300482A RO201300482A RO129121A0 RO 129121 A0 RO129121 A0 RO 129121A0 RO A201300482 A ROA201300482 A RO A201300482A RO 201300482 A RO201300482 A RO 201300482A RO 129121 A0 RO129121 A0 RO 129121A0
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- robotic arm
- real
- virtual
- prototype
- programming
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 10
- NGVDGCNFYWLIFO-UHFFFAOYSA-N pyridoxal 5'-phosphate Chemical compound CC1=NC=C(COP(O)(O)=O)C(C=O)=C1O NGVDGCNFYWLIFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 102100029649 Beta-arrestin-1 Human genes 0.000 description 3
- 101000728629 Homo sapiens Beta-arrestin-1 Proteins 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 101100232079 Arabidopsis thaliana HSR4 gene Proteins 0.000 description 2
- 101150007734 BCS1 gene Proteins 0.000 description 2
- 102100026620 E3 ubiquitin ligase TRAF3IP2 Human genes 0.000 description 2
- 101710140859 E3 ubiquitin ligase TRAF3IP2 Proteins 0.000 description 2
- 101100004264 Homo sapiens BCS1L gene Proteins 0.000 description 2
- 102100027891 Mitochondrial chaperone BCS1 Human genes 0.000 description 2
- 101100219120 Theobroma cacao BTS1 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 102100026440 Arrestin-C Human genes 0.000 description 1
- 102100029648 Beta-arrestin-2 Human genes 0.000 description 1
- 101000785755 Homo sapiens Arrestin-C Proteins 0.000 description 1
- 101000728661 Homo sapiens Beta-arrestin-2 Proteins 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la o metodă şi la o instalaţie de programare a roboţilor prin combinarea tehnicilor de programare off-line şi on-line. Metoda conform invenţiei constă în folosirea unei platforme de programare unde se realizează prototipul virtual al braţului robotic real ce urmează a fi programat şi al spaţiului de lucru real în care acesta trebuie să lucreze; în programul robot se scrie un cod sursă ce va sintetiza traiectoriile de mişcare ale articulaţilor prototipului braţului robotic virtual; valorile numerice ale variabilelor articulare ale prototipului sunt transmise în registrul de date al unui port al sistemului informatic, ce, prin intermediul unei interfeţe numerice, se transferă on-line în registrele de date ale controlerelor axelor motoare ale braţului robotic real; în final se obţin structuri de urmărire a traiectoriilor de mişcare ale articulaţiilor braţului robotic virtual de către articulaţiile braţului robotic real, generându-se astfel mişcare în spaţiul de lucru real. Instalaţia conform invenţiei este constituită dintr-o platformă de programare (PLP) pe care se întocmeşte off-line un program robot, aceasta transmite în registrele de date ale unui port al structurii hardware valorile numerice ale variabilelor articulare ale prototipului braţului robotic virtual (BRV) şi afişează pe o interfaţă grafică cu utilizatorul (IGU) evoluţia prototipului braţului robotic virtual (BRV) în timpul realizării sarcinii robotice; o interfaţă numerică (IN) prin care se transferă date din registrele de date ale portului structurii hardware a platformei de programare în registrele de date ale comparatoarelor numerice ale
Description
Metoda si instalație pentru programarea traiectoriilor de mișcare ale articulațiilor unui braț robotic real
Invenția se refera la o metoda si instalație de programare a roboților prin combinarea tehnicilor de programare off-line si on-line. Folosind o platforma de programare se realizează brațul robotic virtual ( prototipul virtual al brațului robotic fizic real) si se programează off-line brațul robotic virtual. Programul robot scris intr-un limbaj de programare va sintetiza o sarcina robotica specifica care va fi realizata on-line de cele doua entitati, brațul robotic virtual si brațul robotic real.
Se cunosc metode de programare a brațelor robotice prin tehnica on-line avand la baza diferite implementări care presupun invatarea traiectoriilor articulare ce urmeaza a fi realizate de acesta in exploatare. Invatarea se face prin conducerea manuala a brațului robotic fizic real, prin acțiunea directa a operatorului uman sau cu ajutorul unor dispozitive specifice (joystick, teach pendant sau replici mașter) si înregistrarea de secvențe de mișcare care urmeaza sa fie reproduse de către brațul robotic fizic real in regimul automat de funcționare. Aceasta tehnica are dezavantajele unei productivității reduse deoarece pentru a obține o precizie mărită a traiectoriilor de mișcare se fac mai multe încercări si astfel robotul va fi ocupat cu activitati de programare.
Se cunosc metode de programare textuala a roboților prin tehnica off-line care presupun întocmirea unui program robot, de obicei, intr-un limbaj specific de programare (Agent Modeling Language (AML), ABB Rapid etc.) care sintetizează sarcina robotica de realizat printr-o succesiune de comenzi de tip text. Aceasta tehnica are dezavantajul major legat de operațiile costisitoare de calibrare necesare la implementarea programului sursa pe robot in vederea eliminării abaterilor dintre datele considerate in mediul de programare si cele din mediul real robot.
Se cunosc sisteme automate de programare a roboților bazate pe metode de programare demonstrativa prin imitarea structurilor biologice. Programarea automata demonstrativa presupune secventierea acțiunilor robotului si dezvoltarea de demonstratori pentru acțiuni simple urmata de combinarea acestora.
Scopul invenției este obținerea unei instalații de programare bazata pe metoda de programare demonstrativa prin care brațului robotic fizic real va imita comportamentul brațului robotic virtual creat off-line pe o platforma de programare.
Problema tehnica pe care o rezolva invenția este de a programa prin demonstrare un braț robotic real, folosind ca demonstrator prototipul său virtual, brațul robotic virtual.
Metoda conform invenției înlătură dezavantajele aratate mai sus prin aceea ca, in scopul programării triectoriilor de mișcare ale articulațiilor unui braț robotic real, intr-o prima etapa, folosind o platforma de programare un operator programator scrie off-line un program robot si generează, intr-un mediu informatic, prototipul virtual al brațului robotic real ce urmeaza a fi programat si respectiv prototipul virtual al spațiului de lucru
^- 2 0 1 3 - 0 0 4 8 2 -- J b
8 -06- 2013 real în care acesta trebuie sa lucreze; intr-o a doua etapa, in programul robot se scrie cod sursa care va sintetiza traiectoriile de mișcare ale articulațiilor exprimate prin variabilele articulare - funcții de timp - ale prototipului braț robotic virtual, sistemul informatic generând cod mașina si afisand pe o interfața grafica, prin imagini video, comportamentul prototipului braț robotic virtual in timpul realizării - in spațiul de lucru virtual - a unei sarcinii robotice specifice si oferind operatorului programator informațiile necesare optimizării traiectoriilor sintetizate (programate); transmițând, intr-o a treia etapa, valorile numerice - in cod binar - ale variabilelor articulare optimizate ale prototipului braț robotic virtual, in registrele de date ale unui port al sistemul informatic; iar intr-o a patra etapa, folosind o interfeta numerica se transfera on-line valorile numerice - in cod binar - ale variabilelor articulare ale prototipului braț robotic virtual din registrele de date ale portului sistemul informatic, in registrele de date ale blocurilor comparatoare numerice din buclele de urmărire constituite pentru fiecare axa motoare din articulațiile brațului robotic real·, aceste valori numerice constituind mărimile de referința ale buclelor de control individual al actuatorilor axelor motoare din articulațiile brațului robotic real·, obtinandu-se, in ultima etapa, structuri automate de tip bucla de urmărire a traiectoriilor de mișcare ale articulațiilor brațului robotic virtual de către articulațiile brațului robotic real, acestea din urma generând mișcare in spațiul de lucru real, si astfel brațul robotic real va imita gesturile (mișcările ) brațului robotic virtual.
Instalația pentru programarea triectoriilor de mișcare ale articulațiilor unui braț robotic real, conform metodei de mai sus, este formata dintr-o platforma de programare constituita la rândul ei dintr-o structura hardware, un sistem de operare, un limbaj de programare, o interfața grafica - pe care se întocmește off-line un program robot, scriind cod sursa in limbajul de programare ales si obținând apoi cod mașina după compilare, generandu-se astfel brațul robotic virtual si spațiul de lucru virtual corespunzătoare brațului robotic real si respectiv spațiului de lucru real; prin programul robot sunt sintetizate traiectoriile de mișcare (variabilele articulare) ale prototipului braț robotic virtual pentru o sarcina robotica specifica efectuata in spațiul de lucru virtual si sunt transmise - ca valori numerice binare - in registrele de date ale unui port al structurii hardware; o interfața grafica cu utilizatorul pe care se afiseaza (vizualizează) evoluția (funcționarea) prototipului braț robotic virtual in timpul realizării sarcinii robotice specifice in spațiul de lucru virtual; o interfața numerica tampon prin care se transfera on-line, pe baza unui protocol, datele stocate in registrele portului structurii hardware in registrele de date ale unor blocuri comparatoare numerice; aceste date constituie mărimile de referința ale buclelor de control a mișcării actuatorilor axelor motoare din articulațiile brațului robotic real·, un sistem de control care conține blocurile comparatoare numerice, blocurile adaptoare-convertoare, microcontrolere, blocurile contactoare statice, care împreuna cu actuatorii electrici si traductoarele de poziție ale axelor motoare din articulațiile brațului robotic real, formează buclele de urmărire automata pentru articulațiile brațului robotic real; traiectoriile de mișcare ale articulațiilor brațului robotic virtual realizate in mediul virtual si afișate prin imagini video pe interfața grafica vor fi reproduse in spațiul de lucru real de către articulațiile brațului robotic real.
k\- 2013-00482-7 8 -06- 2013 γζ
Metoda si instalația conform invenției prezintă următoarele avantaje:
• Permite programarea off line a traiectoriilor de mișcare, nefiind necesara ocuparea robotului cu activitati de programare;
• Oferă operatorului programator informațiile necesare optimizării traiectoriilor articulare( monitorizarea vizuala) la nivelul prototipului braț robotic virtual;
• Aplicabilitate pentru programarea creativa si versatila a traiectoriilor articulare ale oricărui tip de braț robotic;
• Aplicabilitate la determinarea prealabila, cu cost relativ redus, a triectoriilor de mișcare in spațiul de lucru virtual pentru diferite sarcini robotice..
Se da in continuare un exemplu de aplicare a metodei si instalației conform invenției, in legătură cu fig. 1 si fig. 2 care reprezintă:
- fig. 1. schema de principiu a metodei de programare aplicata pentru un braț robotic cu trei articulații rotoide (trei grade de libertate);
- fig. 2. schema bloc a unei bucle de urmărire automata.
Potrivit invenției, pe platforma de programare PLP se realizează prototipul virtual al brațului robotic real ce urmeaza a fi programat si respectiv al spațiului de lucru real în care acesta operează. Prototipul braț robotic virtual BRV si spațiul de lucru din mediul virtual sunt afișate pe interfața grafica cu utilizatorul, IGU a platformei de programare. In aceasta etapa operatorul programator are posibilitatea sa testeze si sa optimizeze in mediul virtual- modificând programul (scriind cod sursa) in mod corespunzatorcomportamentul (traiectoriile de mișcare ale) brațului robotic virtual pentru diferite sarcini robotice, după diferite scenarii.
Traiectoriile de mișcare - exprimate prin valori numerice ale variabilele articulare funcții de timp - ale articulațiilor prototipului braț robotic virtual BRV, sintetizate prin programul robot, vor fi înscrise in registrele unui port de ieșire PIE al structurii hardware a platformei de programare. Valorile numerice - in cod binar - ale variabilelor articulare optimizate ale prototipului braț robotic virtual BRV din registrele de date al portului de ieșire PIE sunt transferate in registrele de date tampon RT1, RT2, RT3 ale intrefetei numerice IN. Din registrele tampon datele sunt transferate - prin program- in registrele comparatoare numerice CN1, CN2, CN3 ale buclelor de urmărire din sistemul de control SC, al articulațiilor brațului robotic real. Valorile numerice din registrele comparatoare numerice reprezintă mărimile de referința ale buclelor de urmărire constituite prin sisteml de control SC, pentru articulațiile ARR1, ARR2, ARR3 ale brațului robotic real BRR.
Controlul mișcării din articulațiile brațului robotic real este asigurat de către buclele standard de control automat in regim de urmărire; fiecare bucla conținând un bloc comparator numeric, un microcontroler, un bloc contactor static, un actuator electric, un traductor de poziție si un bloc adaptor- convertor.
Pentru articulația ARR1 a brațului robotic real BRR, bucla automata de urmărire conține un traductor numeric de poziție TP1 montat in articulație, un bloc adaptor-convertor BACI, un microcontroler μθ, un contactor static BCS1, un actuator electric ACT1.
C\-2 O 1 3 - O O 4 8 2 - 2 8 -06- 2013
Semnalul electric furnizat de traductorul TP1 este transmis prin intermediul blocului adaptor-convertor BACI care va furniza valoarea numerica a variabilei articulare reale 0ri(/), comparatoarului numeric CN1. Comparatorul CN1 va compara valoarea numerica a variabilei articulare θνι(0 a articulației brațului robotic virtual preluata din registrul RT1 al interfeței numerice tampon IN, cu valoarea numerica a variabilei articulare reale θΓι(/) furnizata de blocul adaptor-convertor BACI. Marimea numerica de eroare de urmărire, Eu(k) va fi prelucrata de microcontrolerul μθ care va comanda prin intermediul contactorului static BCS1, actuatorul electric ACT1 plasat in articulația ARR1 a brațului robotic real, BRR.
Bucla automata de urmărire va acționa in sensul anulării erorii de urmărire si astfel va asigura ca variabila articulara 0r](/) a articulației brațului robotic real sa urmareasca variabila articulara, θνι(ί) a articulației brațului robotic virtual; ambele mărimi fiind funcții de timp.
Claims (2)
1. Metoda pentru programarea traiectoriilor de mișcare ale articulațiilor unui braț robotic real, caracterizata prin aceea ca, traiectoriile de mișcare ale articulațiilor unui braț robotic real, sunt programate folosind o platforma de programare pe care se realizează, intr-un mediu informatic, prototipul virtual al brațului robotic real ce urmeaza a fi programat si respectiv al spațiului de lucru real în care acesta trebuie sa lucreze; in programul robot se scrie cod sursa care va sintetiza triectoriile de mișcare ale articulațiilor prototipului braț robotic virtual, sistemul informatic generând cod mașina si afisand pe o interfața grafica, prin imagini video, comportamentul prototipului braț robotic virtual in timpul realizării unei sarcinii robotice specifice; valorile numerice - in cod binar - ale variabilelor articulare optimizate ale prototipului braț robotic virtual, sunt transmise in registrul de date al unui port al sistemul informatic; folosind o interfeta numerica se transfera on-line, valorile numerice - in cod binar - ale variabilelor articulare ale prototipului braț robotic virtual din registrul de date al portului sistemul informatic in registrele de date ale controlerelor axelor motoare ale brațului robotic real; aceste valori numerice constituind mărimile de referința ale buclelor de control individual al actuatorilor din axele motoare ale brațului robotic real; obtinandu-se, intr-o ultima etapa, structuri de urmărire a traiectoriilor de mișcare ale articulațiilor brațului robotic virtual de către articulațiile brațului robotic real, acestea din urma generând mișcare in spațiul de lucru real, si astfel brațul robotic real va imita gesturile (mișcările ) brațului robotic virtual.
2. Instalația pentru programarea triectoriilor de mișcare ale articulațiilor unui braț robotic real conform metodei de la revendicarea 1, caracterizata prin aceea ca este constituita dintr-o platforma de programare PLP (avand o structura hardware, un sistem de operare, un limbaj de programare, o interfața grafica ), pe care se întocmește off-line un program robot, scriind cod sursa in limbajul de programare ales si obținând apoi cod mașina după complilare, realizandu-se astfel prototipul braț robotic virtual si spațiul de lucru virtual in care acesta operează, corespunzătoare brațului robotic real si respectiv spațiului de lucru real de operare; platforma de programare transmite in registrele de date ale unui port al structurii hadware valorile numerice - in cod binar - ale variabilelor articulare ale prototipului braț robotic virtual BRV, calculate prin programul robot si afiseaza pe o interfața grafica cu utilizatorul IGU, evoluția prototipului braț robotic virtual in timpu' realizării sarcinii robotice; o interfeta numerica IN, prin care se transfera on-line, pe baza unui protocol, datele din registrele de date ale portului structurii hardware a platformei de programare, in registrele de date ale comparatoatrelor numerice ale controlerelor axelor motoare ale brațului robot-real BRR; aceste valori numerice constituind mărimile de referința ale buclelor de urmărire, obtinandu-se astfel un sistem de control SC, care conține bucle de urmărire automata a traiectoriilor de mișcare ale articulațiilor brațului robotic virtual, realizate in mediul virtual si afișate prin imagini video pe interfața grafica, si care sunt astfel reproduse in spațiul real de către actuatorii din axelor motoare ale articulațiilor brațului robotic real.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO201300482A RO129121B1 (ro) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Sistem pentru programarea traiec- toriilor de mişcare ale articulaţiilor unui braţ robotic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO201300482A RO129121B1 (ro) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Sistem pentru programarea traiec- toriilor de mişcare ale articulaţiilor unui braţ robotic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO129121A0 true RO129121A0 (ro) | 2013-12-30 |
| RO129121B1 RO129121B1 (ro) | 2021-11-29 |
Family
ID=49769853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO201300482A RO129121B1 (ro) | 2013-06-28 | 2013-06-28 | Sistem pentru programarea traiec- toriilor de mişcare ale articulaţiilor unui braţ robotic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO129121B1 (ro) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109844672A (zh) * | 2016-08-24 | 2019-06-04 | 西门子股份公司 | 用于测试自主系统的方法 |
-
2013
- 2013-06-28 RO RO201300482A patent/RO129121B1/ro unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109844672A (zh) * | 2016-08-24 | 2019-06-04 | 西门子股份公司 | 用于测试自主系统的方法 |
| CN109844672B (zh) * | 2016-08-24 | 2022-08-12 | 西门子股份公司 | 用于测试自主系统的方法 |
| US11556118B2 (en) | 2016-08-24 | 2023-01-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for testing an autonomous system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO129121B1 (ro) | 2021-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110573308B (zh) | 用于机器人设备的空间编程的基于计算机的方法及系统 | |
| CN110394780B (zh) | 机器人的仿真装置 | |
| CN108568818B (zh) | 机器人的控制系统和方法 | |
| US6928337B2 (en) | Robot simulation apparatus | |
| CN104834230B (zh) | 一种工业机器人教学培训系统及其控制方法 | |
| EP1310844A1 (en) | Simulation device | |
| US20190051049A1 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and non-transitory storage medium | |
| WO2021084587A1 (ja) | 機械学習データ生成装置、機械学習装置、作業システム、コンピュータプログラム、機械学習データ生成方法及び作業機械の製造方法 | |
| KR100936090B1 (ko) | 준몰입형 멀티 ｃｎｃ 공작기계 시뮬레이션 시스템 | |
| Crespo et al. | Virtual reality application for simulation and off-line programming of the mitsubishi movemaster RV-M1 robot integrated with the oculus rift to improve students training | |
| Kuts et al. | Digital twin: concept of hybrid programming for industrial robots—use case | |
| CN101587329A (zh) | 机器人预测的方法和系统 | |
| WO2021053855A1 (ja) | シミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーション方法 | |
| Tahriri et al. | Optimizing the robot arm movement time using virtual reality robotic teaching system | |
| CN106068480A (zh) | 可编程序逻辑控制器及基于可编程序逻辑控制器的设备控制方法 | |
| CN116629373A (zh) | 一种模型训练系统、训练方法、装置及存储介质 | |
| Ou et al. | A realistic surgical simulator for non-rigid and contact-rich manipulation in surgeries with the da vinci research kit | |
| CN111381514A (zh) | 一种基于半实物仿真技术的机器人测试系统及方法 | |
| Murhij et al. | An application to simulate and control industrial robot in virtual reality environment integrated with IR stereo camera sensor | |
| US20200368901A1 (en) | Arithmetic device, control program, machine learner, grasping apparatus, and control method | |
| RO129121A0 (ro) | Metodă şi instalaţie pentru programarea traiectoriilor de mişcare ale articulaţiilor unui braţ robotic | |
| CN111113426A (zh) | 一种基于cad平台的机器人离线编程系统 | |
| Garg | Digital Twin for Industrial Robotics | |
| JP2000267719A (ja) | 実環境適応型ロボットの教示プログラム作成方法 | |
| CN114661019A (zh) | 机械结构的控制方法、装置及系统 |