Mely alapvető tulajdonságokat a leghasznosabb tudni, amikor elkezdi a robotprogramozást?
Akár új a robotika világában, akár csak fejleszteni szeretné programozási készségeit, íme a legfontosabb robotprogramozási alapismeretek, amelyeket jó tudni.
Néha úgy érezheti, hogy szükség van egy robotikai végzettségre, hogy elkezdje a robotprogramozást. Az ipari robotprogramozás hagyományos megközelítései nehezen megfoghatónak tűnnek az új robotikai programozók számára.
A robotika alapjainak tisztességes elsajátításával és a jó robotprogramozó szoftverrel azonban könnyen és gyorsan elkezdheti a munkát.
Íme a 11 leghasznosabb robotprogramozási alap:
1. A robot alapvető részei
Mielőtt elkezdené megtanulni, hogyan kell programozni egy robotot, hasznos, ha megismeri az ipari robotok alapvető alkatrészeit. Így legalább jól érzi magát a fizikai géppel, amelyet programozni fog.
Például egy 6 DoF ipari robot legalapvetőbb részei a következők:
- Manipulátor karja
- Végeffektor
- Vezérlő
- Áramforrás
- Érzékelők (ha vannak)
Az alkatrészek a robot típusától függően kissé eltérhetnek.
2. Szabadságfokok
A robotikában már bemutattam egy létfontosságú fogalmat: a szabadságfokokat (DoF).
Egy robot DoF-je megadja, hogy a robot hány független tengellyel tud mozogni. Például egy 6 DoF manipulátorkarnak 6 egymástól függetlenül vezérelhető tengelye lesz. Néhány DoF „forgó” (azaz egy pont körül forog), néhány pedig „lineáris” (azaz egy vonal mentén mozog). Hasznos megismerkedni bármely robot DoF-ével, mielőtt programozná.
3. Illesztések és véghatások
A robot „üzleti végét” (azaz azt a részt, amely a feladatot végzi) „végeffektornak” nevezik. Programozáskor általában az érdekli, hogy a robot vég-effektorát bizonyos helyekre irányítsa.
A robot mozgatásához utasításokat kell küldenie a robot minden egyes DoF kívánt pozíciójával. Ha olyan szoftvert használ, mint a RoboDK, akkor ehelyett csak közvetlenül programozhatja a kívánt vég-effektor pozíciót, ahelyett, hogy konkrét ízületi pozíciókat küldene.
4. Póz: pozíció és tájékozódás
Hogyan programozd be a vég effektort, hogy megmondja, merre menjen?
A robot vég effektorának (vagy bármely más, Ön által programozott helynek) helyzete és tájolása együttesen alkotja a „pózt”. Meg kell adnia annak a helynek a pózát, ahová a robot mozogni fog a programban. A programozásban a póz megadásának legáltalánosabb módja az Euler-szögek.
További információért tekintse meg Robot Euler Angles: The Essential Primer című cikkünket.
Mivel a robot programozása során leginkább a vég effektor póz érdekel minket, gyakran használjuk a Tool Center Point kifejezést az eszköz működési középpontjára utalva.
Íme néhány példa a különböző végeffektusokra:
- Ragasztópisztoly – Beállíthatja a TCP-t úgy, hogy a fegyver csúcsán legyen.
- fogó – A TCP a megfogó ujjainak közepén lehet.
- hegesztőpisztoly – A TCP néhány milliméterre lehet a pisztoly hegyétől, ahol a láng a legforróbb.
Programozóként Ön választja ki, hol van a legésszerűbb a robot TCP-jét elhelyezni.
6. Kinematika
A robotika egyik legnagyobb kihívást jelentő aspektusa a kinematika. Ez csak a robot geometriai elrendezését jelenti. A kinematikát meglehetősen nagy egyenletként vagy algoritmusként ábrázolják.
A Forward Kinematikai egyenlet választ ad a kérdésre “Ha beállítom a robot ízületeit egy adott pozícióba, hova kerül a TCP?”
Az Inverz Kinematikai algoritmus az ellenkező kérdésre válaszol “Ha azt akarom, hogy a TCP ebben a pózban végezzen, milyen pozícióba kell állítanom az ízületeket?”
Jó robotprogramozó szoftverrel valószínűleg nem kell saját kinematikát megfogalmaznia, de hasznos lehet az alapkoncepció megértése.
7. Együttes határok
A kinematikai egyenletek tiszta geometria és matematika segítségével írják le a robotot. A robotok azonban fizikai gépek. A fizikai robot gyakran nem tud minden olyan pozíciót elérni, amelyet a geometria szerint képes elérni.
A programozásban ízületi korlátokat vezetünk be, hogy a robot ízületeinek mozgását csak olyan helyzetekre korlátozzuk, amelyek fizikailag lehetségesek. Csak elmondják a programot “Ez az ízület nem tud túllépni ezen a bizonyos szögön.”
8. Mozgástípusok
Amikor programozod a robotot, különféle mozgástípusok vannak, amelyek végrehajtására késztetheted a robotot.
Az alapvető 3 mozdulat a következő:
- Közös mozgás – Ez egy gyors, durva mozgás, ahol minden ízület megpróbál a lehető leggyorsabban célhelyzetbe kerülni. Az ütközések elkerülése érdekében a közös mozgásokat csak akkor szabad programozni, ha a robot szabad térben mozog.
- Lineáris mozgás – Ez egy irányított mozgás két póz közötti vonal mentén. A robot szükségszerűen lassabban fog mozogni lineáris mozgással, de nem vezet be semmilyen haszontalan ütközést.
- Körkörös mozgás – Lineáris mozgáshoz hasonlóan a robot irányított vonalban mozog, ezúttal körpályán.
9. Szimuláció és offline programozás
A robotok programozásának sokféle módja van, beleértve a robotgyártó által biztosított (általában összetett) programozási nyelv „bepiszkolását” is.
A szimuláció és az offline programozás egyszerűbb programozási módszert kínál. A fizikai robot közvetlen programozása helyett a robot szimulált modelljét programozza intuitív parancsokkal. A szoftver ezután a programot olyan kóddá alakítja, amelyet a fizikai robot megért.
10. Utófeldolgozók
Az offline programozószoftvernek azt a részét, amely átalakítja a robotprogramot, utófeldolgozónak nevezik. A programozószoftvernek minden robotgyártóhoz más utóprocesszora lesz, esetenként több is.
Az utófeldolgozókról többet tudhat meg Robot utófeldolgozók: Minden, amit tudnod című cikkünkben.
11. Hibakeresés
Bármilyen programozási módszert is használ, a hibakeresés alapvető készség. Mindig végezzen hibakeresést a programban, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a kívánt módon működik, mielőtt üzemi környezetben futtatná a robotot.
Az offline programozás egy extra hibakeresési lépést biztosít, mivel a robot szimulált modelljét programozza be, mielőtt magára a fizikai robotra programozná, ami csökkenti a hibák lehetőségét.