Hitsausrobotin ohjelmoinnin VR/AR/XR-työkalut
Kaatranen, Thomas (2022)
Kandidaatintyö
2022
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022050231967
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022050231967
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä perehdytään hitsausrobotin liikeratojen ohjelmointiin XR-applikaatioilla. Työ tehtiin LUT-yliopiston hitsaustekniikan laboratoriolle, jotta saataisiin kerättyä ajankohtaista tietoa XR-applikaatioiden soveltuvuudesta ja käytettävyydestä robotin ohjelmoinnissa. Työssä käsitellään robottihitsauksen perusteita ja sen tuottavuutta yleisellä tasolla. Tämän lisäksi työssä perehdytään robotin ohjelmointiin virtuaalitodellisuuden (VR), lisätyn todellisuuden (AR) ja sekatodellisuuden (MR) avulla.
Työn tavoitteena on selvittää, miksi XR-ohjelmointityökaluja kannattaa käyttää hitsausrobotin ohjelmoinnissa ja miten liikeratojen ohjelmointi kyetään suorittamaan kyseisillä työkaluilla. Lisäksi tutkitaan miten ohjelmointimenetelmän valitseminen voi vaikuttaa hitsausteollisuuden tuottavuuteen. Tutkielma sisältää sekä kirjallisuuskatsauksen että kokeellisen testauksen, jotta aineistosta saadaan mahdollisimman todenmukainen.
Kirjallisuuskatsaus käsittelee robottihitsausta yleisellä tasolla, sen tuottavuutta ja miten robotin ohjelmointi suoritetaan XR-applikaatioilla. Aineiston reliabiliteetin varmistamiseksi katsauksessa käytettiin montaa tieteellistä tutkielmaa ja verkkojulkaisua. Aineiston perusteella XR-applikaatiot soveltuvat hyvin hitsausrobotin liikeratojen ohjelmointiin niiden yksinkertaisten ja intuitiivisten ohjelmointityylien takia.
Työn kokeellinen testaus suoritettiin hyödyntämällä virtuaalitodellisuusympäristöä ja sen tarjoamia ohjelmointityylejä. Testauksen tarkoituksena oli selvittää miten täysin kokematon ohjelmoija voi suorittaa robotin liikeradan luomisen virtuaalitodellisuusympäristössä. Tulosten perusteella hitsausrobotin ohjelmointi VR-ympäristössä osoittautui todella yksinkertaiseksi ja nopeaksi menetelmäksi sekä kokeesta saadut tulokset vastasivat kirjallisuuskatsauksen tuloksia. This bachelor’s thesis introduces the programming of a welding robot’s trajectories with the use of XR-applications. The thesis was done for the Department of Welding technology of LUT University in order to gather up-to-date information on the suitability and usability of XR applications in robot programming. The thesis deals with the basics of robot welding and its productivity at a general level. In addition, it focuses on robot programming using virtual reality (VR), augmented reality (AR) and mixed reality (MR).
The aim of this thesis is to discuss why XR programming tools should be used to program a welding robot and how the programming is done with the different applications. In addition, the aim is to figure out if a programming method can affect the productivity of the welding industry. In order to meet the objectives, the thesis has undergone both a literature review and an experimental testing to make the material as accurate as possible.
The literature review deals with robot welding in general, its productivity, and how robot programming is performed with XR applications. To ensure the reliability of the material, many different scientific dissertations and online publications were used in the review. Based on the data, XR applications are well suited for programming the paths of a welding robot due to their simple and intuitive programming styles.
Experimental testing of the work was performed utilizing the virtual reality environment and the programming styles it provided. The purpose of the test was to find out how an inexperienced programmer can perform the creation of a robot's trajectory in virtual reality. Based on the results, programming the welding robot in a VR environment proved to be a really simple and fast task, and the results obtained from the experiment corresponded to the results of the literature review.
Työn tavoitteena on selvittää, miksi XR-ohjelmointityökaluja kannattaa käyttää hitsausrobotin ohjelmoinnissa ja miten liikeratojen ohjelmointi kyetään suorittamaan kyseisillä työkaluilla. Lisäksi tutkitaan miten ohjelmointimenetelmän valitseminen voi vaikuttaa hitsausteollisuuden tuottavuuteen. Tutkielma sisältää sekä kirjallisuuskatsauksen että kokeellisen testauksen, jotta aineistosta saadaan mahdollisimman todenmukainen.
Kirjallisuuskatsaus käsittelee robottihitsausta yleisellä tasolla, sen tuottavuutta ja miten robotin ohjelmointi suoritetaan XR-applikaatioilla. Aineiston reliabiliteetin varmistamiseksi katsauksessa käytettiin montaa tieteellistä tutkielmaa ja verkkojulkaisua. Aineiston perusteella XR-applikaatiot soveltuvat hyvin hitsausrobotin liikeratojen ohjelmointiin niiden yksinkertaisten ja intuitiivisten ohjelmointityylien takia.
Työn kokeellinen testaus suoritettiin hyödyntämällä virtuaalitodellisuusympäristöä ja sen tarjoamia ohjelmointityylejä. Testauksen tarkoituksena oli selvittää miten täysin kokematon ohjelmoija voi suorittaa robotin liikeradan luomisen virtuaalitodellisuusympäristössä. Tulosten perusteella hitsausrobotin ohjelmointi VR-ympäristössä osoittautui todella yksinkertaiseksi ja nopeaksi menetelmäksi sekä kokeesta saadut tulokset vastasivat kirjallisuuskatsauksen tuloksia.
The aim of this thesis is to discuss why XR programming tools should be used to program a welding robot and how the programming is done with the different applications. In addition, the aim is to figure out if a programming method can affect the productivity of the welding industry. In order to meet the objectives, the thesis has undergone both a literature review and an experimental testing to make the material as accurate as possible.
The literature review deals with robot welding in general, its productivity, and how robot programming is performed with XR applications. To ensure the reliability of the material, many different scientific dissertations and online publications were used in the review. Based on the data, XR applications are well suited for programming the paths of a welding robot due to their simple and intuitive programming styles.
Experimental testing of the work was performed utilizing the virtual reality environment and the programming styles it provided. The purpose of the test was to find out how an inexperienced programmer can perform the creation of a robot's trajectory in virtual reality. Based on the results, programming the welding robot in a VR environment proved to be a really simple and fast task, and the results obtained from the experiment corresponded to the results of the literature review.