20.500.12556/DKUM-83513 Metoda ocenjevanja kinematičnih zmožnosti robota za optimizacijo lege obdelovanca v primeru robotske površinske obdelave doktorska disertacija The method for evaluation of the kinematic capabilities for workpiece placement optimization in the case of robot surface machining Robotska površinska obdelava geometrijsko razgibanih obdelovancev predstavlja eno izmed zahtevnejših robotskih nalog, sploh v primeru kolaborativnih robotskih sistemov, kjer so razpoložljive kinematične zmožnosti precej zmanjšane v primerjavi s klasičnimi industrijskimi roboti. Da bi zagotovili izvedljivost takšne robotske naloge in na ta način zagotavljali fleksibilnost robotske aplikacije, je potrebno oceniti te sposobnosti pred samo izvedbo robotske površinske obdelave. Z namenom določitve natančne in fizikalno konsistentne informacije o maksimalnih sposobnostih ob upoštevanju želenih tehnoloških zahtev, bomo v sklopu doktorske disertacije predstavili metodo DTF (ang. Decomposed Twist Feasiblity). Ocenjevanje maksimalnih izvedljivih hitrosti vrha robota izhaja iz ideje o dekompoziciji translacijskega in rotacijskega gibanja, ob upoštevanju tipičnih zahtev robotske površinske obdelave, kjer je zahtevano sinhrono translacijsko-rotacijsko gibanje. Predlagana metoda DTF bo predstavljena skupaj z uveljavljenim konceptom politopa manipulabilnosti. Za razliko od obstoječih metod, ki ocenjujejo kinematične zmožnosti robota v uteženem prostoru zasuka ali obravnavajo translacijski in rotacijski podprostor ločeno, predlagan pristop ponuja natančno določitev skupnih kinematičnih sposobnosti, kar je pogosto zahtevano v primeru robotske površinske obdelave. Numerični rezultati, predstavljeni v tej doktorski disertaciji prikazujejo uporabnost predstavljene metode v primeru optimizacije lege obdelovanca vnaprej poznane znane tehnološke poti, definirane po površini obdelovanca. Performing the machining of complex surfaces can be a challenging task for a robot, especially in terms of collaborative robotics, where the available motion capabilities are greatly reduced in comparison with conventional industrial robot arms. It is necessary to evaluate these capabilities prior to task execution, for which we need efficient algorithms, especially in the case of flexible robot applications. To provide accurate and physically consistent information about the maximum kinematic capabilities while considering the requirements of the task, an approach called the Decomposed Twist Feasibility (DTF) method is proposed in this doctoral thesis. The evaluation of the maximum feasible end-effector velocity is based on the idea of decomposition into the linear and angular motion capabilities, considering a typical robot machining task with synchronous linear and angular motion. The proposed DTF method is presented by the well-known manipulability polytope concept. Unlike the existing methods that estimate the kinematic performance capabilities in arbitrarily weighted twist space, or separately in the translation and the rotation subspace, our approach offers an accurate and simple solution for the determination of the total kinematic performance capabilities, which is often highly required, especially in the case of robot machining tasks. The numerical results obtained in this study show the effectiveness of the proposed approach in the case of the optimal placement of predefined tasks within the robot workspace. robotska površinska obdelava izvedljivost robotske naloge kinematične sposobnosti robota elipsoid manipulabilnosti politop manipulabilnosti dekompozicija gibanja metoda DTF optimizacija lege obdelovanca robot surface machining task feasibility task-dependent kinematic capability kinematic performance evaluation manipulability index manipulability polytope motion decomposition Decomposed Twist Feasibility (DTF) method workpiece placement optimization true true false [S. Stradovnik] Slovenski jezik Angleški jezik Doktorsko delo/naloga 2022-12-08 11:41:07 2023-03-09 09:47:03 2023-03-14 03:06:23 0000-00-00 00:00:00 2022 0 Maribor 0 Maribor XX, 134 str. 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 531.1:007.52(043.3) 144890883 DOK_Stradovnik_Sasa_2022.pdf DOK_Stradovnik_Sasa_2022.pdf 1 02181477FBCD3E7980A605EFE91E39B7 eba82861c7f8986938e9cd0d132c65ad4622981470d7228a98e9b26b21acf0c5 3c50a0dc-7790-11ed-8ae6-00155d000105 https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=164791 Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko 0 0 0