Industrial robot cell's start-up optimization by utilizing robotic simulation
Peura, Samu (2022)
Diplomityö
2022
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022030922765
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022030922765
Tiivistelmä
The objective of this master’s thesis was to optimize the commissioning of the Smelt Spout Robot because it was time-consuming and required a high level of robotics expertise. Due to the growing order backlog, proactive measures had to be taken. Therefore, the robotic simulation was used to expedite and facilitate the commissioning.
The literature review was focusing on the robot programming by introducing the mathematical background of the motion programming and the basics of KUKA Robot Language. The research continued by introducing the features of the KUKA Sim 4.0 simulation software, that was used in the case where the purpose was to optimize and parametrize the robot programs in the virtual world. They were implemented by creating a new teaching process for the coordinate systems and utilizing the accurate measuring tools of the robotic simulation and new features of the programming language. The development steps were tested with a real robot in the practical tests.
The results showed that the robotic simulation was an efficient and accurate tool to parameterize the robot programs. However, the practical tests showed that the manufacturing inaccuracies should be considered in the real world by the control parameters. In any case, the benefits of the simulation were significant, so its use will increase in the future. With the development steps of the research, the commissioning was significantly accelerated. Diplomityön tavoitteena oli optimoida sulakoururobotin käyttöönotto, koska se oli aikaa vievää ja vaati korkeaa osaamista robotiikasta. Kasvavan tilauskannan vuoksi, ennakoivia toimenpiteitä oli tehtävä. Tästä syystä robottisimulaatiota käytettiin nopeuttamaan ja helpottamaan käyttöönottoa.
Kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin tarkemmin robotin ohjelmointiin, esittelemällä liikkeiden ohjelmoinnin matemaattinen tausta ja KUKA Robot Language ohjelmointikielen perusteet. Tutkimus jatkui KUKA Sim 4.0 robottisimulaation ominaisuuksien esittelyllä. Simulaatiosovellusta hyödynnettiin tapauskohtaisessa tutkimuksessa, jossa tarkoitus oli optimoida ja parametrisoida sulakoururobotin ohjelmat virtuaalisessa maailmassa. Tavoitteet toteutettiin luomalla uusi opetusmenetelmä koordinaatistoille ja hyödyntämällä robottisimulaation tarkkoja mittaustyökaluja ja ohjelmointikielen käyttämättömiä ominaisuuksia. Kehitysaskeleet testattiin oikealla robotilla käytännön testeissä.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että robottisimulaatio oli tehokas ja tarkka työkalu robottiohjelmien parametrisointiin. Käytännön testit osoittivat, että reaalimaailmassa esiintyviä valmistusepätarkkuuksia tulee korjata säätöparametreilla. Simulaation tarjoamat edut olivat joka tapauksessa niin merkittävät, että sen hyödyntäminen tulee lisääntymään tulevaisuudessa. Tutkimuksen kehitysaskeleiden myötä, käyttöönottoa saatiin nopeutettua ja helpotettua merkittävästi.
The literature review was focusing on the robot programming by introducing the mathematical background of the motion programming and the basics of KUKA Robot Language. The research continued by introducing the features of the KUKA Sim 4.0 simulation software, that was used in the case where the purpose was to optimize and parametrize the robot programs in the virtual world. They were implemented by creating a new teaching process for the coordinate systems and utilizing the accurate measuring tools of the robotic simulation and new features of the programming language. The development steps were tested with a real robot in the practical tests.
The results showed that the robotic simulation was an efficient and accurate tool to parameterize the robot programs. However, the practical tests showed that the manufacturing inaccuracies should be considered in the real world by the control parameters. In any case, the benefits of the simulation were significant, so its use will increase in the future. With the development steps of the research, the commissioning was significantly accelerated.
Kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin tarkemmin robotin ohjelmointiin, esittelemällä liikkeiden ohjelmoinnin matemaattinen tausta ja KUKA Robot Language ohjelmointikielen perusteet. Tutkimus jatkui KUKA Sim 4.0 robottisimulaation ominaisuuksien esittelyllä. Simulaatiosovellusta hyödynnettiin tapauskohtaisessa tutkimuksessa, jossa tarkoitus oli optimoida ja parametrisoida sulakoururobotin ohjelmat virtuaalisessa maailmassa. Tavoitteet toteutettiin luomalla uusi opetusmenetelmä koordinaatistoille ja hyödyntämällä robottisimulaation tarkkoja mittaustyökaluja ja ohjelmointikielen käyttämättömiä ominaisuuksia. Kehitysaskeleet testattiin oikealla robotilla käytännön testeissä.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että robottisimulaatio oli tehokas ja tarkka työkalu robottiohjelmien parametrisointiin. Käytännön testit osoittivat, että reaalimaailmassa esiintyviä valmistusepätarkkuuksia tulee korjata säätöparametreilla. Simulaation tarjoamat edut olivat joka tapauksessa niin merkittävät, että sen hyödyntäminen tulee lisääntymään tulevaisuudessa. Tutkimuksen kehitysaskeleiden myötä, käyttöönottoa saatiin nopeutettua ja helpotettua merkittävästi.