P1080264

6. Programowanie robotów przemysłowych

gólnych jego elementów, oferując przy tym narzędzie do informowania o po-wstałych błędach.

Pakiet COSIMIR Incłustrial umożliwia symulację działania pojedynczych robotów i zrobotyzowanych stanowisk. Pakiet jest wyposażony w wiele mechanizmów umożliwiających obsługiwanie różnych typów urządzeń technologicznych stosowanych w zrobotyzowanych stacjach i systemach wytwarzania. Rozbudowany zestaw narzędzi pozwala użytkownikowi na planowanie, programowanie i testowanie utworzonego systemu. Symulacja umożliwia testowanie napisanych programów, eliminując konieczność wyłączania danego robota z cyklu produkcyjnego na czas testów.

Pakiet COSIMIR Factory pozwala na przeprowadzanie symulacji pracy całych fabryk. Kompleksowe obliczenia modeli symulacji umożliwiają tworzenie hierarchicznych poziomów monitorowania i kontroli, dając w efekcie obraz całych linii technologicznych.

Program EASY-ROB 3D Robot Simulatión Tool

Jest to wszechstronne narzędzie symulacyjne, charakteryzujące się wysokiej jakości grafiką i animacją sceny 3D. Program został napisany za pomocą bibliotek MFC oraz OpenGL. Podstawowy moduł aplikacji umożliwia projektowanie przestrzeni roboczej robota wraz z magazynem narzędziowym i innymi maszynami Przy użyciu modułu CAD można tworzyć podstawowe prymitywy geometryczne, takie jak sześciany, stożki i kule, oraz importować modele 3D z innych programów, a następnie wykorzystać je do zbudowania własnego robota, maszyny technologicznej i innych obiektów. Przy tworzeniu nowego robota można skorzystać z 5 różnych struktur kinematycznych, oferowanych przez aplikację, co pozwala na projektowanie dowolnych typów robotów, począwszy od najprostszych, o dwóch stopniach swobody, a skończywszy na strukturach nawet o 12 stopniach swobody. Okno uczenia umożliwia zaprogramowanie robota przy użyciu standardowych poleceń z wykorzystaniem trajektorii PTP (punkt do punktu), LIN (liniowej), CIRC (kołowej).

Poza omówionymi programami w literaturze można znaleźć wiele programów, opracowanych w niezależnych instytucjach, np. uczelniach technicznych, ułatwiających naukę programowania robotów. Jednym z nich jest komputerowy symulator wspomagający programowanie robota KUKA KR 125 opracowany w Politechnice Szczecińskiej [56].

6.5. Programowanie robotów mobilnych

Roboty mobilne z nawigacją wirtualną, które w dużym stopniu wykazują samodzielność działania, są robotami autonomicznymi. Aby skutecznie zrealizować zadanie poruszania się po hali produkcyjnej, trzeba poznać środowisko, w któ-174 rym robot będzie funkcjonować. Za pomocą układów sensorycznych, najczęściej

skanera laserowego, jest zbierana informacja o otoczeniu robota. Następnie tworzy się mapę, która jest odwzorowaniem środowiska zewnętrznego na pewną reprezentację wewnętrzną (w pamięci robota). Istnieje kilka rodzajów map, a oto kilka w praktycznych zastosowaniach [110]:

1.    Mapy geometryczne, a szczególnie mapy rastrowe, w których otoczenie jest przedstawione jako tablica komórek, z których każda reprezentuje pewien niewielki fragment otoczenia robota. Reprezentacja rastrowa jest dogodna w procesie planowania bezkolizyjnej trasy. Podstawowym problemem w przypadku stosowania tych map jest to, że dokładność metod lokalizacji jest ściśle związana z rozdzielczością mapy. Duża rozdzielczość mapy poprawia jakość metod lokalizacji, ale jednocześnie czas obliczeń się wydłuża.

2.    Mapy cech, w których otoczenie robota jest przedstawiane jako zbiór cech (krawędzie, naroża, obiekty o wyróżniającym się kolorze), z których każda jest opisywana parametrycznie. Lokalizacja robota na podstawie mapy cech polega na określeniu zbioru cech danego odczytu i porównaniu go ze zbiorem cech zapamiętanych na mapie. Wybrane cechy powinny być niezmiennicze, tzn. niezależne od położenia i orientacji robota. Wybór jest związany z rodzajem sensorów, w jakie jest wyposażony robot:

-    gdy jest to kamera, będzie to obiekt o unikatowym kolorze lub kształcie,

-    w przypadku sonarów lub dalmierzy laserowych, znacznikami mogą być ściany, naroża, wnęki lub drzwi,

-    jeśli pojazd jest wyposażony w dalmierz laserowy i porusza się w hali, to jako obiekty charakterystyczne przyjmuje się fragmenty ścian.

Mapa cech jest bardzo efektywnym sposobem opisu sceny, gdy są zapamiętywane informacje jedynie o fragmentach przeszkód.

3.    Mapy topologiczne, w których reprezentacja sceny jest przedstawiona w postaci grafów. Obszar robota łączy się ze sobą, tworząc graf, którego krawędzie to ścieżki, po których może poruszać się robot. W mapach topologicznych otoczenie jest przedstawiane jako graf. Dwa węzły grafu są ze sobą połączone, jeśli istnieje bezkolizyjna trasa łącząca opisywane miejsca. Reprezentacja topologiczna umożliwia zapamiętanie w sposób efektywny informacji o otoczeniu robota i planowanie tras robota poruszającego się po dużych obszarach.

4.    Mapy hybrydowe — to reprezentacja rastrowo-topologiczna.

Generowanie trajektorii ruchu robota jest najważniejszym zadaniem nawigacji wirtualnej. W zależności od zakresu dostępnej informacji o otoczeniu robota w fazie planowania ruchu, metody planowania robotów mobilnych dzieli się na globalne i lokalne.

Metody globalne to:

-    propagacji fali,

-    diagramów Woronoja,

-    grafu widoczności.

1