Προγραμματισμός ρομποτικού βραχίονα 5 αξόνων με βάση λογισμικό αριθμητικού ελέγχου εργαλειομηχανών

Μποφίλιος, Μιχαήλ; Bofilios, Michail

dc.contributor.author	Μποφίλιος, Μιχαήλ	el
dc.contributor.author	Bofilios, Michail	en
dc.date.accessioned	2020-05-18T14:33:05Z
dc.date.available	2020-05-18T14:33:05Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50630
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18328
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Κινηματική	el
dc.subject	Αντίστροφη κινηματική	el
dc.subject	Ιακωβιανή	el
dc.subject	Ιδιοτιμές	el
dc.subject	Σχεδιασμός τροχιάς	el
dc.subject	Ακρίβεια	el
dc.subject	Επαναληψιμότητα	el
dc.subject	Kinematics	en
dc.subject	Inverse kinematics	en
dc.subject	Jacobian	en
dc.subject	Singular value	en
dc.subject	Trajectory planning	en
dc.title	Προγραμματισμός ρομποτικού βραχίονα 5 αξόνων με βάση λογισμικό αριθμητικού ελέγχου εργαλειομηχανών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.classification	Robotics	en
heal.classification	Εργαλειομηχανές	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-11-11
heal.abstract	Μια από της βασικότερες κατηγορίες ρομπότ είναι οι ρομποτικοί βραχίονες, βιομηχανικού ή όχι, τύπου. Τα τελευταία χρόνια ένας αυξανόμενος αριθμός ρομποτικών χειριστών αδρανοποιούνται λόγω της παλαιότητας των λογισμικών ελέγχου τους, που ουσιαστικά περιορίζει τις δυνατότητες όλης της διάταξης. Εντούτοις, οι ρομποτικοί βραχίονες έχουν τη δυνατότητα να αξιοποιηθούν με ποικίλους τρόπους λόγω των ιδιαίτερων πλεονεκτημάτων τους. Η επιδεξιότητα στο χώρο εργασίας, είναι ένα από αυτά, επιτρέποντας τους την προσέγγιση ενός σημείου εντός του χώρου δράσης τους από διάφορους προσανατολισμούς, όσους τους επιτρέπουν οι βαθμοί ελευθερίας τους. Η δυνατότητα οδήγησης ενός ρομποτικού βραχίονα με ευέλικτο τρόπο επιτρέπει την επαναχρησιμοποίηση του και με την κατάλληλη διαμόρφωση τα αποτελέσματα είναι εντυπωσιακά. Η δόμηση όμως κατάλληλου συστήματος για την οδήγηση ενός τέτοιου βραχίονα είναι αρκετά απαιτητική διαδικασία, καθώς χρειάζεται αποτελεσματική επίλυση προβλημάτων κινηματικής, ελέγχου, σχεδιασμού τροχιάς και πιστοποίησης του αποτελέσματος. Το ρομπότ RM-501 Movemaster II είναι ένας ρομποτικός βραχίονας βιομηχανικού τύπου, 5 βαθμών ελευθερίας, κατασκευασμένος το 1986 από τη Mitsubishi. Το αντικείμενο αυτής της διπλωματικής είναι ο προγραμματισμός του RM-501 με βάση λογισμικό αριθμητικού ελέγχου εργαλειομηχανών, συγκεκριμένα το LinuxCNC, οπότε και η οδήγηση πραγματικού χρόνου του ρομποτικού βραχίονα θα γίνεται μέσω εντολών G κώδικα. Πρόκειται για ένα εγχείρημα με χαμηλό κόστος αλλά αρκετές δυσκολίες όσον αφορά την δόμηση του κινηματικού μοντέλου, ευθέως και αντιστρόφου, την ομαλή και έγκαιρη επικοινωνία πραγματικού χρόνου μεταξύ των εμπλεκόμενων μερών, καθώς και τον κατάλληλο σχεδιασμό τροχιάς που υλοποιεί τις εντολές του χρήστη. Στο πρώτο κομμάτι της διπλωματικής, αναλύεται πλήρως η κινηματική του βραχίονα και αναπτύσσονται κριτήρια για την ύπαρξη, την εγκυρότητα και τον αριθμό των λύσεων στο πρόβλημα της αντίστροφης κινηματικής του. Επίσης γίνεται ανάλυση της διαφορικής κινηματικής του με σκοπό την εύρωστη αντιμετώπιση των ιδιομορφιών. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η ανάλυση του σχεδιασμού τροχιάς που, σε συνδυασμό με τα παραπάνω, απαιτούνται για τη ομαλή μετατόπιση του τελικού σημείου δράσης (ΤΣΔ) χωρίς σπασμωδικές κινήσεις. Τελικά γίνεται πιστοποίηση του αποτελέσματος με μια τροποποιημένη μέθοδο και μετρούμενα μεγέθη που προτείνονται σε επίσημο μετρητικό στάνταρ βιομηχανικών ρομποτικών χειριστών.	el
heal.abstract	One of the major categories of robots is the robotic arm type, industrial or otherwise. In recent years an increasing number of robotic manipulators have been inactivated due to their outdated control software which substantially limits the capabilities of the entire setup. However, robotic arms have the potential to be exploited in a variety of ways and applications because of the particular advantages they possess. Workspace dexterity is one of them, allowing them to approach a point within their operational space from as many different orientations as their degrees of freedom allow. The ability of driving a robotic arm in a flexible manner allows it to be reused and with the right configuration the results are impressive. However, building a proper system for driving such a manipulator is a quite demanding process, as it requires efficient solution for problems of kinematics, control, trajectory planning and validation of the result. The RM-501 Movemaster II robot is an industrial-grade, 5-degree-of-freedom robotic arm made in 1986 by Mitsubishi. The subject of this thesis is to program the movement of the RM-501 robot, based on numerical control software for CNC machines, LinuxCNC in this case. Thus, the robot will be guided in real time by G code commands. This is a low-cost project, but there are several difficulties regarding the construction of the forward and inverse kinematic model, the smooth and timely real-time communication between the parties involved, as well as the proper trajectory design that implements the user's commands. In the first part of the thesis, the kinematics of the manipulator is fully analyzed and criteria for the existence, validity and number of solutions to the problem of inverse kinematics, are developed. Furthermore, analysis of the differential kinematics is made in order to come up with a robust countermeasure for the singularities. Subsequently, the analysis of the trajectory planning which, in combination with the above, is required for a smooth displacement of the end effector without jerky movements. Eventually the validity of our result is checked based on a modified method and measured parameters as defined by an official quality standard designed for industrial robotic manipulators.	en
heal.advisorName	Βοσνιάκος, Γεώργιος Χριστόφορος	el
heal.advisorName	Vosniakos, George-Christopher	en
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Πανώριος	el
heal.committeeMemberName	Vosniakos, George-Christopher	en
heal.committeeMemberName	Markopoulos, Angelos	en
heal.committeeMemberName	Benardos, Panorios	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών. Εργαστήριο Κατεργασιών των Υλικών (Μηχανουργικό και Μηχανολογικό Εργοστάσιο)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	112 σ.
heal.fullTextAvailability	false