Прототип робастной системы сборки резьбового соединения на базе робота-манипулятора методами силомоментного управления

Прототип робастной системы сборки резьбового соединения на базе робота-манипулятора методами силомоментного управления

Соколов Виктор Сергеевич
аспирант, Научно-технологический университет «Сириус» (НТУ «Сириус»), научный центр информационных технологий и искусственного интеллекта, направление «Математическая робототехника и искусственный интеллект», м.н.с., 354375, Краснодарский край, федеральная территория «Сириус», пгт. Сириус, ул. Воскресенская, д. 12, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Кульминский Данил Дмитриевич
к.ф.-м.н., НТУ «Сириус», научный центр информационных технологий и искусственного интеллекта, направление «Математическая робототехника и искусственный интеллект», н.с., 354340, Краснодарский край, федеральная территория «Сириус», пгт. Сириус, ул. Парусная, д. 27, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-3936-2813

Материал поступил в редакцию 15 января 2024 года.

Аннотация
Резьбовые соединения широко используются в процессе сборки и требуют больших затрат рабочего времени, даже при наличии электрифицированного инструмента. Большинство существующих подходов автоматизации сборки не адаптивны и не робастны, и поэтому требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. Достижение универсальности в промышленных роботизированных приложениях в основном достигается за счёт автоматической смены рабочих органов, эффективного программирования роботов и использования специальных механических приспособлений для каждой конкретной технологической операции. Но для того, чтобы система была универсальной, она должна уметь справляться с небольшими изменениями в геометрии и позиционировании деталей без использования специальных приспособлений и перепрограммирования роботов. Разработан прототип системы автоматической сборки с резьбовым соединением на базе промышленного манипулятора IRB1600. Использованы решения на основе библиотек работы с силомоментным датчиком и камерой технического зрения поставляемых в комплекте с манипулятором, а также на основе низкоуровневого интерфейса, что обеспечивает масштабируемость решения на другие платформы и линейки манипуляторов.

Ключевые слова
Робототехника, сборка деталей, автоматизация, промышленный манипулятор, датчики по силе, техническое зрение.

Благодарности
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-79-10213, https://www.rscf.ru/project/23-79-10213/.

DOI
10.31776/RTCJ.12407

Индекс УДК 
658.52.011.56:007.52:621.865.8

Библиографическое описание
Соколов В.С. Прототип робастной системы сборки резьбового соединения на базе робота-манипулятора методами силомоментного управления / В.С. Соколов, Д.Д. Кульминский // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 12. - № 4. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2024. – С. 296-304. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. Factory: Fast Contact for Robotic Assembly / Y. Narang [et al.] // Proceedings of Robotics: Science and Systems. – 2022. – Text: unmediated.
  2. Benchmarking Protocols for Evaluating Grasp Strength, Grasp Cycle Time, Finger Strength, and Finger Repeatability of Robot End-Effectors / J. Falco [et al.] // IEEE Robotics and Automation Letters. – 2020. – V. 5. – P. 644-651. – Text: unmediated.
  3. Benchmarking off-the-shelf solutions to robotic assembly tasks / W. Lian [et al.] // IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). –2021. – Pp. 1046-1053. – Text: unmediated.
  4. Robots assembling machines: learning from the World Robot Summit 2018 Assembly Challenge / F. von Drigalski [el al.] // Advanced Robotics. – 2019. – Vol. 34. – Pp. 408-421. – Text: unmediated.
  5. Deep reinforcement learning for high precision assembly tasks / T. Inoue [et al.] // IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). – 2017. – Pp. 819-825. – Text: unmediated.
  6. A Survey of Automated Threaded Fastening / Z. Jia [et al.] // IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. – 2019. – Vol. 16. – Pp. 298-310. – Text: unmediated.
  7. Vukobratovic, M. Contact control concepts in manipulation robotics/spl minus/an overview / M. Vukobratovic, A. Tuneski // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 1994. – Vol. 41. – Pp. 12-24. – Text: unmediated.
  8. Learning Robotic Assembly from CAD / G. Thomas [et al.] // IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). – 2018. – Pp. 3524-3531. –Text: unmediated.
  9. Whitney, D. Historical perspective and state of the art in robot force control / D. Whitney // IEEE International Conference on Robotics and Automation. – 1985. – Pp. 262-268. –Text: unmediated.
  10. Zeng, G. An overview of robot force control / G. Zeng, A. Hemami // Robotica. – 1997. – Vol. 15. – Pp. 473-482. –Text: unmediated.
  11. Technical reference manual - RAPID overview // ABB library: [site]. – URL: https://library.abb.com/d/3HAC050947-001 (дата обращения: 15.01.2024). – Text: electronic.
  12. IRB 1600/1660, Product specification // ABB library: [site]. – URL: https://library.abb.com/d/3HAC023604-003 (дата обращения: 15.01.2024). – Text: electronic.
  13. Application manual - Force Control References // ABB library: [site]. – URL: https://library.abb.com/d/3HAC050377-001 (дата обращения: 15.01.2024). – Text: electronic.
  14. Application manual - Integrated Vision (IRC5) // ABB library: [site]. – URL: https://library.abb.com/d/3HAC044251-001 (дата обращения: 12.01.2024). – Text: electronic.
  15. Application manual - Externally Guided Motion RW6 // ABB library: [site]. – URL: https://library.abb.com/d/3HAC073319-001 (дата обращения: 12.01.2024). – Text: electronic.
  16. ARTag, AprilTag and CALTag Fiducial Systems Comparison in a Presence of Partial Rotation: Manual and Automated Approaches / K. Shabalina [et al.] // Informatics in Control, Automation and Robotics. Cham: Springer International Publishing. – 2020. – Pp. 536-558. – Text: unmediated.