Adaptive Robot Control

Abstract

Ulkoisten anturitietojen käytöllä voidaan lisätä robotin adaptiivisuutta, mikä mahdollistaisi uusia käyttösovelluksia robotisoinnin yhteydessä. Vaativin tavoite adaptiivisessa ohjauksessa on luoda reaaliajassa uutta robotin liikerataa. Tämän tutkimustyön tarkoituksena oli selvittää tämän kaltaisten tutkimustöiden taustoja ja myös itse käytännössä toteuttaa, kuinka ulkoisilla antureilla voitaisiin parantaa ABB IRB 4400 -robotin ohjauksen adaptiivisuutta.

Tutkimustyön tärkeimpänä yksittäisenä tavoitteena oli selvittää ulkoisten voima-antureiden käyttöä robotin ohjauksessa, jolloin teollisuusrobotilla olisi myös jonkinasteinen ulkoinen tuntoaisti. Tämän kaltaisilla sovelluksilla olisi käyttöä esimerkiksi puuteollisuudessa robotilla suoritettavissa hiontatehtävissä, joissa on ollut ongelmana sekä robotin liikeradan luominen että hiontajälki.

Etenkin Ruotsissa on suoritettu vastaavia tutkimuksia puuteollisuuden sovelluksiin ja niissä kaikissa on ollut suurin este onnistuneen lopputuloksen saamiseksi robottiohjaimen puutteellinen laskentateho reaaliaikaisen radan muodostamisessa. Niin tapahtui myös tässä tutkimustyössä, jonka tuloksissa selvisi se, että ABB:n S4C - robottiohjain kykenee muodostamaan uutta liikerataa ainoastaan 0,2...0,3 sekunnin välein, mikä on aivan liian hidas toiminto.

Tutkimustyön toissijaisena tavoitteena oli tutkia sitä, että voidaanko tätä robottiohjaimen vajavaista kykyä muodostaa reaaliaikaista rataa jotenkin parantaa. Robotin yhteyteen lisättiin uuden sukupolven ohjelmoitava logiikka varustettuna sumean säädön yksiköllä ja tämä ei aiheuttanut minkäänlaisia ongelmia nopeuden osalta anturitietojen käsittelyssä. Anturitietojen käsittely sumealla säädöllä helpotti oleellisesti käytännön toimia koeajojen suorittamisessa, mutta itse radan muodostamisen lopputulokseen sillä oli kuitenkin hyvin vähäinen merkitys. Robotin liikkeen värähtely saatiin aavistuksen verran vähäisemmäksi. Myös erilaisten PC - ohjelmistojen käyttöä robotin ohjauksen yhteydessä toteutettiin tutkimustyön käytännön järjestelyissä. Reaaliaikaisen robottiradan muodostaminen on kuitenkin tulevaisuudessa ja osittain jo nyt mahdollista, koska tämän päivän robottiohjaimien laskentakyky on aivan eri tasolla kuin tutkimustyössä käytetty 90-luvun loppupuolen ohjaimen. Tulevaisuus näyttää siis erittäin lupaavalta robotin adaptiivisen ohjauksen lisääntyvälle käytölle.