Stručný úvod do robotiky II

Share on email
E-mail
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
POZOR, zobrazili jste si článek z archivu našeho původního webu. Tento článek může obsahovat zastaralé informace a technické vady (chybějící obrázky, nesprávné formátování textu atd.).

V minulém článku jsme se věnovali historii robotiky, nyní se podíváme na možnosti tzv. off-line programování. Přece mi to ale nedá, a jelikož v minulém článku jsem se vyhnul základní definici, či lépe řečeno zákonům pro vývoj robotiky, začnu jejich odcitováním.

Základní zákony robotiky definoval již v roce 1950 slavný spisovatel sci-fi literatury Isaac Asimov v knize „Já, robot“:

  • Robot nesmí ublížit člověku nebo svou nečinností dopustit, aby člověku bylo ublíženo.
  • Robot musí uposlechnout příkazů člověka, kromě případů, kdy tyto příkazy jsou v rozporu s prvním zákonem.
  • Robot musí chránit sám sebe před zničením, kromě případů, kdy tato ochrana je v rozporu s prvním nebo druhým zákonem.

Zatím nejsme tak daleko, i když jsme již možná blízko tomu, aby robot sám „myslel“. Stále vykonává jen sadu příkazů, kterou má naprogramovánu. Z toho vyplývá, že uvedené zákony a jejich uplatnění v praxi nezáleží zatím na robotu, ale stále na člověku.

Peníze nade vše

Největším problémem dnešní doby z pohledu nebezpečí ublížení robotem člověku jsou, jak jinak, peníze. Vládnou dnešnímu světu, kde slovo „sleva“ se stává jedním z nejpoužívanějších. Bohužel, nebo naštěstí, vše má svou cenu, a to i bezpečnost. Pokud zákazník tlačí cenu neustále níž, musí dodavatel „něco“ ošidit. Napřed vám dá méně kvalitní nástroje, pak nabídne kratší školení obsluhy, až se dostane do situace, kdy začne šetřit na bezpečnosti.

Zde se odděluje zrno od plev a dobří integrátoři od těch, co jen chtějí v této těžké době pouze přežít. Bezpečnost robotů totiž není jen v tom, zda máme světelnou závoru, či dveře opatřené zámkem, který nás při automatickém provozu nepustí do prostoru pracoviště. Hodně záleží na samotném naprogramování robota jako takového a nejde jen o trajektorie a jednotlivé pohyby. Robot bude chránit člověka i sám sebe před zničením tak dobře, jak dobrý je jeho programátor, který dokáže odhadnout různé možné situace, jež mohou nastat. Tato část programátorské a integrační práce se provádí většinou při stavbě a oživování pracoviště na určitou konkrétní technologii. Jinak bude bezpečnost vypadat při lepení, či obrábění a jinak při práci např. s laserem.

Ukázka nestingu při pálení plasmou. Foto: Archiv autora

Další samostatnou kapitolou je programování robota na jednotlivé výkonné pohyby a trajektorie. Tak, jak existuje více výrobců robotů, stejně tak existuje více softwarů pro jejich simulaci či programování. Prakticky každý výrobce má nějaký svůj vlastní program, o kterém je přesvědčen, že je pro jeho roboty ten nejvhodnější a že nezávislí programátoři mu nemají moc co nabídnout. Jsou si jistí tím, že pokud mají vyvinut vlastní systém řízení robota, jen oni ho dokážou nejlépe využít.

Tyto systémy mají své výhody i bohužel svá omezení. Mezi nesporné výhody patří fakt, že generovaný kód opravdu maximálně využívá všech možností a zákoutí, které řídicí systémy mají z pohledu programování. Pokud udělám korekci dráhy v robotu, mohu následně program simulovat i na obrazovce počítače a obráceně. Častokrát ale méně či vůbec nedokážou načítat více různých CAD formátů dílů a ty mít asociovány s jednotlivými body programu. Jakmile uděláte do geometrie dílu zásah, můžete z velké části začít znovu, nestačí jen regenerovat dráhu.

Analýza dosahu dílu a trajektorií v závislosti na pracovním prostoru robota. Foto: Archiv autora

CAD/CAM systémy a NC stroje

Zkusme se ale podívat na celou věc programování trajektorií a technologií i z jiného pohledu. Již mnoho let jsou ve světě používány systémy CAD/CAM pro NC stroje. Ty jsou už na vysoké úrovni jak v napojení na CAD systémy od světových výrobců a umí načítat přímo jejich formáty, tak v oblasti generování jednotlivých drah i ve více osách. Dnes je již běžné programovat dráhy pro pětiosé stroje s kompletní kontrolou kolizí atd. Mají dobře zvládnutou výpočtovou i simulační část pro NC stroje. Na ně se někteří tvůrci snaží navázat a využít jejich, již zvládnutých výpočtových možností. Pomocí postprocesoru vygenerují soubor s definovanými jednotlivými body v prostoru a dále s těmito definovanými body pracují pro vytvoření konečné trajektorie robota. Takový systém je samozřejmě možný, ale musíte mít více systémů. Jakákoliv úprava v prvním systému se nemusí automaticky nepromítnout do druhého systému, práce je celkem zdlouhavá.

Existuje ale systém, který vychází z CAM softwaru, dokáže využít veškeré jeho výhody a přitom je plně integrován. Jedná se o řešení Robotmaster, které je integrováno do programu Mastercam, t. č. nejrozšířenějšího CAM systému na světě. Ten společně s dalšími moduly jako například MoldPlus umožní pracovat od začátku přípravy trajektorií pro různé technologie až do vygenerování kódu pro robota v jednom prostředí.

Tak jako u NC strojů si na začátku práce volíte řídicí systém pro NC stroj, na stejném místě si již v Mastercam definujete, že programujete robota. Stačí vybrat značku robota, kterou potřebujete programovat. Takovou definicí již na začátku programování můžete na maximum využít všech cyklů od klasických, přes pětiosé, až po možnosti nestingu (tj. rozmisťování dílů), dle technologie, kterou potřebujete programovat.

Možné zobrazení a simulace pracovní buňky. Ilustrace: Archiv autora

Vizuální ověření bezpečnosti

Robotmaster jde ještě mnohem dál. Díky unikátní možnosti grafického vyjádření problémových oblastí je schopen velmi elegantně zjistit, zda díl a trajektorie jsou v pracovním prostoru robota, komplexní analýzu na singularitu, dosahy, omezení kloubů, kolize nástroje s dílem i s celým pracovištěm atd. Po analýze přímo v okně analýz může programátor pomocí myši upravit orientaci nástroje, odklon či každý kloub zvlášť dle potřeb. V následné simulaci, kde je počítáno i s dynamikou robota, jsou naprosto přesně nasimulovány všechny dráhy včetně přejezdů. Práce se systémem je rychlá, přehledná a intuitivní.

Díky rychlosti i jednoduchosti programování se otevírají nové možnosti využití robotů jak pro technologie, které doposud nebylo možné na robotech využít, tak i pro kusovou či malosériovou výrobu.

Tento článek jsme začali bezpečností a ve stejném duchu jej můžeme i uzavřít. Díky možnosti rychlého off-line programování, analýz i věrné simulace se dá říci, že Robotmaster pomáhá naplňovat základní zákony robotiky poslouchat, neublížit, chránit.

Share on email
E-mail
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn

Mohlo by vás zajímat...