Robotika - Konfiguracije i zglobovi

Industrijska robotika - Konfiguracije

•  Konfiguracija robota se određuje brojem stepeni slobode, brojem rotacionih i translatornih zglobova i vrsti i rasporedu zglobova.
•  Odlučujući faktor za određivanje konfiguracije je tip zgloba hvataljke.
•  PUMA konfiguracija ima dva translatorna i jedan rotacioni zglob.
•  SCARA konfiguracija ima dva translatorna i jedan rotacioni zglob.
•  Polarna konfiguracija ima dva translatorna i jedan rotacioni zglob.
•  Cilindrična konfiguracija ima dva translatorna i jedan rotacioni zglob.
• Pravougaona (Dekartova) konfiguracija ima tri translatorna zgloba.

Industrijska robotika - Rotacije

•  Elementarna matrica rotacije definiše rotaciju oko jedne ose koordinatnog sistema.
•  Za izračunavanje rezultujuće rotacije oko osa nepokretnog koordinatnog sistema koriste se elementarne matrice rotacije.
•  Redosled množenja elementarnih matrica rotacije je obavezan kada se zahteva da se dobijeni rezultat odnosi na rotacije oko pokretnog koordinatnog sistema.
•  Rotaciju definisanu uglom rotacije oko proizvoljne ose nije moguće predstaviti jednom matricom rotacije.
•  Za poznatu matricu rotacije (koja nije elementarna) moguće je odrediti ekvivalentnu osu i ugao rotacije.
•  Rotacija definisana uglom rotacije oko proizvoljne ose može se predstaviti jednom matricom rotacije.
• Postoje više mogućih redosleda i vrsta uzastopnih elementarnih rotacija kojima se definišu Ojlerovi uglovi.

Industrijska robotika - Redundantnost

• Robot može biti redundantan u pojedinim zadacima.
•  Redundantnost robota se određuje na osnovu broja stepeni slobode i zadatka koji robot treba da izvrši.
•  Redundantni roboti imaju više mogućih rešenja za postizanje željene pozicije hvataljke.
•  Redundantni roboti su pogodni za kompleksne trajektorije.
• Robot sa šest stepeni slobode može biti redundantan.

Industrijska robotika - Homogene transformacije

• Matrica homogenih transformacija sadrži matricu rotacije u donjem desnom uglu.
• Ukupna rotacija i translacija dobija se uzastopnim množenjem homogenih matrica transformacija.
• Osnovne homogene transformacije su transformacije koje odgovaraju jednom stepenu slobode kretanja i transformacije koje odgovaraju kretanju u jednom zglobu, bez obzira na broj stepeni slobode.
• Matrica rotacije i vektor translacije su često na istom mestu u homogenim matricama transformacija.
• Kojoj konfiguraciji neki robot pripada se određuje na osnovu broja stepeni slobode i prva tri zgloba.

Industrijska robotika - D-H notacija

• D-H notacija je jedan od mogućih načina za postavljanje koordinatnih sistema na segmente mehaničke konfiguracije robota.
• D-H notacija ima 4 parametra, ali za određivanje položaja i orijentacije krutog tela u prostoru potrebno je 6 stepena slobode.
• Kod D-H notacije je važno paziti da koordinatni sistemi budu postavljeni takvi da između njih postoji zajednička normala za obe ose zgloba.
• Može postoji više rešenja za postavljanje koordinatnih sistema.

Industrijska robotika - Direktni i inverzni kinematski problem

• Direktni kinematski problem određuje poziciju i orijentaciju krajnjeg efektora robota na osnovu koordinata zglobova.
• Inverzni kinematski problem određuje poziciju i orijentaciju zglobova robota na osnovu pozicije i orijentacije krajnjeg efektora.
• Direktni kinematski problem kod robota ima više mogućih rešenja.
• Rešenje inverznog kinematskog problema nije uvek očigledno, i ponekad može ne postoja.

Industrijska robotika - Jakobijan

• Jakobijan je konstantna matrica za jednu konfiguraciju robota.
• Jakobijan se može izračunati analitički ili numerički.
• Jakobijan predstavlja matricu parcijalnih izvoda ugaonih koordinata zglobova po poziciji vrha hvataljke.
• Jakobijan je bitan za predviđanje kada će nastupiti singularna stanja.

Industrijska robotika - Programiranje

• Osnovna podela programiranja robota je na On-line i Off-line.
• On-line programiranje zahteva da je realni robot dostupan.
• Off-line programiranje nema potrebu za prisutnosti robota.

Industrijska robotika - Robotska vizija

• Robotska vizija se koristi u brzim procesima gde čovek ne može brzo reagovati.
• Važno je obratiti pažnju na osvetljenje u mašinskoj viziji.
• Robotska vizija je senzor niskog potencijala za primenu za radno okruženje.