Optimalizace robotických trajektorií

Abstract

S nástupem čtvrté průmyslové revoluce se čím dál tím víc projevuje snaha optimalizovat stávající výrobní procesy pro dosažení maximální produkce. Jednou z oblastí, kde je snaha optimalizovat výrobu jsou průmyslové komplexy s robotickými manipulátory. V této práci je implementován algoritmus, který ze znalosti vnitřní struktury robotů (jejich dynamiky) je schopen optimalizovat jejich trajektorii s cílem dosažení nižší energetické spotřeby. Algoritmus pomocí několika bodů v prostoru (tzv. via-points) původní bezkolizní trajektorie koncového efektoru vytvoří novou energeticky účinnější trajektorii. Přidanou hodnotou předložené práce je automatická tvorba programu pro pohyb robotu v jazyku KRL pro KUKA roboty. Tento program byl úspěšně testován na reálném robotu a výsledné trajektorie dosahovaly snížení energetické náročnosti až 14.48 procent původní spotřeby.

With the onset of the Fourth Industrial Revolution, an effort is being made to optimize existing production processes to maximize production. One area where attempts are made to optimize production are industrial complexes with robot manipulators. In this work, an algorithm is implemented which, from the knowledge of the internal structure of robots (their dynamics) is able to optimize trajectory of their end-effectors in order to achieve lower energy consumption. The algorithm using several points in space (i.e. via-points) of the original collision-free trajectory forms a new energy-efficient trajectory. The added value of the thesis is the automatic creation of a program for the robot written in language KRL for KUKA robots. This program has been successfully tested on a real robot and resulting reduction of power was to 14.48 percent of the original one.