Microsoft Word - PAR02 - Stradovnik.docx

Podobni dokumenti
Microsoft Word - CNC obdelava kazalo vsebine.doc

Slide 1

Microsoft Word - ABB Robotski sistem za varjene osnove kontejnerja ASM-13.doc

ISOFT , računalniški inženiring

PKP projekt SMART WaterNet_Opis

Microsoft PowerPoint - Sirikt-SK-FV.ppt

INTERAKTIVNE REŠITVE PROMETHEAN

Sistemi Daljinskega Vodenja Vaja 3 Matej Kristan Laboratorij za Strojni Vid Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubl

Gradbeništvo kot Industrija 4.0

Document ID / Revision : 0519/1.3 ID Issuer System (sistem izdajatelja identifikacijskih oznak) Navodila za registracijo gospodarskih subjektov

Poročilo projekta : Učinkovita raba energije Primerjava klasične sončne elektrarne z sončno elektrarno ki sledi soncu. Cilj projekta: Cilj našega proj

BYOB Žogica v vesolju Besedilo naloge Glavna ideja igre je paziti, da žoga ne pade na tla igralne površine, pri tem pa zbrati čim več točk. Podobno ig

Navodila za uporabo Mini snemalnik

RAM stroj Nataša Naglič 4. junij RAM RAM - random access machine Bralno pisalni, eno akumulatorski računalnik. Sestavljajo ga bralni in pisalni

Slide 1

FOR SMARTER PEOPLE TAKO SE VLOMI PREPREČUJEJO DANES REHAU Smart Guard System plus preventivna protivlomna zaščita WINDOWS. REINVENTED FOR MODERN LIFE.

Vaja 2 Virtualizacija fizičnih strežnikov in virtualni PC A. Strežnik Vmware ESX Namestitev strežnika VMware ESX 3.5 na fizični strežnik 2. Nas

Macoma katalog copy

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

IZGRADNJA PREDSTAVITVENE SPLETNE STRANI GLUCOWATCH Avtor: Marko Zajko Projekt delno financira Evropska unija, in sicer iz Evropskega socialnega sklada

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

NEVTRIN d.o.o. Podjetje za razvoj elektronike, Podgorje 42a, 1241 Kamnik, Slovenia Telefon: Faks.: in

UPRAVLJANJE RAZPRŠENIH PODATKOV Shranjevanje, zaščita in vzdrževanje informacij, ki jih najbolj potrebujete

Microsoft PowerPoint - CIGER - SK 3-15 Izkusnje nadzora distribucijskih transformatorjev s pomo... [Read-Only]

PRIPOROČILA ZA OBLIKOVANJE KATALOGOV ZNANJA ZA MODULE V PROGRAMIH VIŠJEGA STROKOVNEGA IZOBRAŽEVANJA

VPELJAVA MDM V DRŽAVEM ZBORU MATJAŽ ZADRAVEC

Microsoft Word - Navodila_NSB2_SLO.doc

Nove različice programske opreme GE Podjetje GE Digital, vodilni svetovni proizvajalec programske opreme za področje avtomatike, je izdalo kar nekaj n

(Microsoft PowerPoint - Milan Ojster\232ek_IJU2014)

Analiza vpliva materiala, maziva in aktuatorja na dinamiko pnevmatičnega ventila

Vzpostavitev več nivojske varnostne infrastrukture S pomočjo Elektro Maribor, McAfee SIEM, CISCO ISE, NGFW Zorna Varga, Sfera IT d.o.o in Klemen Bačak

Excel 2016

PowerPointova predstavitev

Vedno pod nadzorom, kjerkoli že ste

Microsoft PowerPoint - MK 3 tehnicni sistemi.ppt

Microsoft PowerPoint - MK 3 tehnicni sistemi.ppt

(Microsoft Word - U\350enje telegrafije po Kochovi metodi.doc)

Prekinitveni način delovanja PLK Glavni program (OB1; MAIN) se izvaja ciklično Prekinitev začasno ustavi izvajanje glavnega programa in zažene izvajan

PowerPoint-Präsentation

10108-Bench-mark-brochure-6pg.indd

Event name or presentation title

give yourself a digital makeover

Protokoli v računalniškem komuniciranju TCP, IP, nivojski model, paket informacij.

SLO NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: NAVODILA ZA UPORABO Laserliner tester napetosti AC tive Finder Kataloška št.: 12 3

DES

Oblikovanje in razvijanje spletnih strani

Člen 11(1): Frekvenčna območja Frekvenčna območja Časovna perioda obratovanja 47,0 Hz-47,5 Hz Najmanj 60 sekund 47,5 Hz-48,5 Hz Neomejeno 48,5 Hz-49,0

7. VAJA A. ENAČBA ZBIRALNE LEČE

UPS naprave Socomec Netys PL (Plug in) UPS naprava Socomec Netys PL moč: 600VA/360W; tehnologija: off-line delovanje; vhod: 1-fazni šuko 230VAC; izhod

Poročilo za 1. del seminarske naloge- igrica Kača Opis igrice Kača (Snake) je klasična igrica, pogosto prednaložena na malce starejših mobilnih telefo

INFORMACIJSKO KOMUNIKACIJSKE TEHNOLOGIJE ŠTUDIJ INFORMACIJSKO KOMUNIKACIJSKIH TEHNOLOGIJ

Microsoft Word - CNR-BTU3_Bluetooth_vmesnik

Navodila za programsko opremo FeriX Namestitev na trdi disk Avtor navodil: Martin Terbuc Datum: December 2007 Center odprte kode Slovenije Spletna str

Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko PREDSTAVITVENI ZBORNIK MAGISTRSKEGA ŠTUDIJSKEGA PROGRAMA II. STOPNJE ELEKTROTEHNIKA NA FAKULTETI ZA E

Arial 26 pt, bold

Chapter 1

Uredba Komisije (EU) št. 1179/2012 z dne 10. decembra 2012 o merilih za določitev, kdaj odpadno steklo preneha biti odpadek na podlagi Direktive 2008/

Microsoft Word - A-3-Dezelak-SLO.doc

NASLOV PREDAVANJA IME IN PRIIMEK PREDAVATELJA

BDV-N890W/BDV-N790W

Navodila za uporabo programske opreme OTRS verzija Administracijska navodila Avtor navodil: Sebastijan Šilec Datum: December 2007 Center odprte

Si.mobil Si.most Najkrajša pot do vaših strank. Ljubljana,

1 MMK - Spletne tehnologije Vaja 5: Spletni obrazci Vaja 5 : Spletni obrazci 1. Element form Spletni obrazci so namenjeni zbiranju uporabniških podatk

Microsoft Word - Š09 - Habjan.docx

VAJE RID 1 (4), program PTI, šol

ŠTUDIJSKA PROGRAMA PRVE IN DRUGE STOPNJE

DES11_realno

PowerPoint Presentation

Fakulteta za industrijski inženiring Novo mesto STRATEGIJA Stran:1/9 STRATEGIJA FAKULTETE ZA INDUSTRIJSKI INŽENIRING NOVO MESTO No

Navodila za uporabo Mini prenosna HD kamera s snemalnikom

Priloga 1: Pravila za oblikovanje in uporabo standardiziranih referenc pri opravljanju plačilnih storitev Stran 4012 / Št. 34 / Uradni lis

DES

Slide 1

UČNI NAČRT PREDMETA / COURSE SYLLABUS

Univerza v Ljubljani Naravoslovnotehniška fakulteta Oddelek za tekstilstvo Sledenje pogledu (Eye tracking) Seminarska naloga pri predmetu Interaktivni

Diapozitiv 1

REŠEVANJE DIFERENCIALNIH ENAČB Z MEHANSKIMI RAČUNSKIMI STROJI Pino Koc Seminar za učitelje matematike FMF, Ljubljana, 25. september 2015 Vir: [1] 1

PowerPoint Presentation

Univerza v Ljubljani FAKULTETA ZA RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Tržaška c. 25, 1000 Ljubljana Realizacija n-bitnega polnega seštevalnika z uporabo kvan

KRMILNA OMARICA KO-0

Vaja 3 Kopiranje VM in namestitev aplikacij - strežnik SQL 2000 SP3a A. Lokalni strežnik Vmware ESX Dodajanje uporabnikov vajexx v skupino Vaje

WAT24460BY PDF

Serija ZT400™ Kratka navodila

IR termometer testo 830 testo 830 hiter, za brezkontaktno merjenje površinske temperature Merjenje z laserskim pointerjem za natančno merjenje tudi na

ŠTEVCI PROMETA IN NJIHOVA UPORABA ZA NAMENE STATISTIK ČRT GRAHONJA

PowerPoint Presentation

innbox_f60_navodila.indd

Gimnazija Bežigrad Peričeva Ljubljana OPERACIJSKI SISTEM Predmet: informatika

Diapozitiv 1

Microsoft Word - CN-BTU4 Quick Guide_SI

FIZIKA IN ARHITEKTURA SKOZI NAŠA UŠESA

PowerPoint Presentation

SLO - NAVODILO ZA NAMESTITEV IN UPORABO Št. izd. : HD AKCIJSKA KAMERA MIDLAND XTREME XTC 200 Št. izdelka:

DCS-2330L_A1_QIG_v1.00(EU).indd

Prevodnik_v_polju_14_

an-01-sl-Temperaturni_zapisovalnik_podatkov_Tempmate.-S1.docx

Sistemi Daljinskega Vodenja Vaja 1 Matej Kristan Laboratorij za Strojni Vid Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani

PowerPoint Presentation

INFORMATIKA TEČAJ ZA VIŠJEGA GASILCA

Transkripcija:

Interaktivna laboratorijska aplikacija s kolaborativnim robotom Saša Stradovnik, Rok Pučko, Aleš Hace Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Koroška cesta 46, 2000 Maribor sasa.stradovnik@um.si, rok.pucko@um.si, ales.hace@um.si Interactive laboratory application with a collaborative robot Most collaborative robot applications, which can be currently seen in industry, have been designed to perform deterministic repetitive manufacturing tasks. Physical contact between a robot and a human is usually not provided in the task execution, since it presents a potential harmful hazard for the human worker. In this case, a safety-related stop would be triggered immediately that leads to lower productivity and lower task performance efficiency. However, the collaborative robot systems provide a possibility to involve a human with his intelligent creativity and motion dexterity into the process workflow, which may improve flexibility of the collaborative robotic application that can be achieved only hardly by a conventional robotization approach. The collaborative robotic systems enable planned physical human-robot interaction, which is allowed also by technical specification of the safety standard for robotization issued in 2016 (ISO/TS 15066). In this paper, we describe an approach for flexible definition and adaptation of a collaborative robot task in which a physical human-robot contact can be used as a natural and intuitive interaction. We demonstrate the approach on the case of experimental laboratory screwing application, which furthermore enables upgrading with other technologies for facilitating human-robot collaboration such as augmented reality. Kratek pregled prispevka Večina kolaborativnih robotskih aplikacij, ki jih dandanes srečamo v industriji, je načrtovana s ciljem izvajanja točno določenih ponavljajočih se nalog. Fizični stik med robotom in človekom običajno ni vključen v izvedbo naloge, saj lahko predstavlja nevarnost za človeka. V primeru potencialno škodljivega dotika varnostni mehanizmi sprožijo takojšnjo zaustavitev robota, kar zmanjšuje produktivnost in učinkovitost izvedbe naloge. Vendar pa kolaborativni robotski sistemi ponujajo možnost, da se človek s svojo kreativnostjo aktivno vključuje v delovni proces, kar omogoča večjo prilagodljivost robotske aplikacije, ki jo sicer z običajno robotizacijo težko dosežemo. Kolaborativni roboti omogočajo načrtovane fizične stike kot obliko interakcije človekrobot, kar dovoljujejo tudi novejši standardi za varnost v robotski avtomatizaciji (ISO/TS 15066). V članku opisujemo pristop prilagajanja kolaborativne robotske naloge, kjer fizični stik med robotom in človekom uporabimo kot obliko naravne in učinkovite interakcije. Demonstracija je narejena na primeru eksperimentalne laboratorijske aplikacije vijačenja, ki omogoča nadgradnjo s spremljajočimi tehnologijami kolaborativnih robotskih sistemov, kot je obogatena resničnost.

1 Uvod Kolaborativne robotske aplikacije omogočajo, da je človek aktivno vključen v proizvodne postopke na načine, kot jih avtomatizacija s klasično robotiko zaenkrat še ne dopušča. Razlogov za to je več. S klasično robotizacijo pogosto ne moremo popolnoma avtomatizirati sistema ali pa to ni ekonomsko upravičeno. Z vključevanjem človeka v proces pa lahko dosežemo bolj optimalno izvedbo, saj lahko uporabimo njegovo spretnost, inteligenco, kreativnost, sposobnost zaznavanja in odločanja, ki nam s trenutno razvojno stopnjo robotskih tehnologij še ni na voljo. Tehnična specifikacija ISO/TS 15066, kot sestavni del standarda ISO 10218, definira 4 nivoje kolaborativnosti med človekom in robotom [1, 2]. Aplikacija je lahko kolaborativna, če omogoča takšno načrtovanje robotizacije, da je nivo tveganja sprejemljiv. Kolaborativnost na podlagi ročnega vodenja (ang.»hand-guiding operation«) in omejene mehanske moči in sile (ang.»power&force limiting«) zahtevata uporabo kolaborativnega robota. Za naravno interaktivno sodelovanje človeka s kolaborativnim robotom je potreben intuitivni komunikacijski vmesnik. Ta vmesnik lahko vključuje različne tehnologije s pomočjo katerih človek sodeluje z robotom: varna fizična interakcija, tehnologija obogatene resničnosti, tehnologija prostorskega zaznavanja s pomočjo 3D kamere itd. Obogatena resničnost (ang. Augmented Reality, AR) je tehnologija, ki z dodatnimi digitalnimi informacijami prekriva realni svet in omogoča prepletanje resničnega in virtualnega sveta. Aplikacije obogatene resničnosti se razvijajo predvsem v smeri grafičnega prikazovanja 3D virtualnih objektov v prostoru, vključujejo pa tudi prostorsko predstavitev zvočnih signalov, zajem vhodnih podatkov iz okolja preko kretenj, prepoznavo objektov in glasov ter njihovo lokalizacijo. Ta tehnologija, v kombinaciji s kolaborativnimi robotskimi sistemi, prinaša številne nove, izboljšane možnosti komunikacije med robotom in človekom, ki so bile do sedaj omejene zgolj na našo domišljijo. V ta namen se obogatena resničnost uporablja predvsem z namenom definiranja robotske trajektorije, vizualizacije potencialno nevarnih območij, ki si jih delita človek in robot, simulacije robotske trajektorije pred njeno izvedbo ali z namenom posredovanja drugih relevantnih navodil in informacij človeku. Glede na uporabljeno opremo lahko objekte virtualnega sveta prikažemo prostorsko (zaslon, AR očal ali projekcijsko (projektor). V članku se ukvarjamo s hibridnim delovnim mestom, ki si ga delita človek in robot, in omogoča vzpostavitev neposredne fizične interakcije med njima, ki je načrtovana tako, da je za človeka varna. Človek in robot si delita delovni prostor z namenom razdelitve nalog glede na zmožnosti in razpoložljivosti enega in drugega, pri čemer bi lahko en človek sodeloval z več roboti hkrati. Fizični stik med njima omogoča prilagajanje robotske naloge preko kinestetičnega učenja z demonstracijo v primeru, da robotu ne uspe uspešno izvršiti dela robotske naloge. Na ta način človek izvaja nadzor nad procesom in pomaga robotu pri izvedbi zahtevnejših nalog. Uporabljen AR vmesnik omogoča prostorski 3D prikaz hologramov s prekrivanjem realnega prostora, ki smo ga uporabili za intuitivno in fleksibilno definiranje robotske naloge, za kar ne potrebujemo posebnega znanja o programiranju robotov. Za demonstracijo v laboratorijskem okolju smo izbrali robotizirano kolaborativno aplikacijo vijačenja. Vijačenje je na veliko prisotno v industriji sestavljanja (ang.»assembly industry«) in ima odličen potencial za uvedbo kolaborativne robotske aplikacije [3-5], saj je za človeka varna, vključuje pa manj in bolj zahtevne elementarne operacije, ki jih lahko učinkovito razdelimo med robota in človeka v sodelovalni nalogi na hibridnem delovnem mestu. 2 Kolaborativno vijačenje V laboratorijski robotski kolaborativni aplikaciji vijačenja uporabljamo industrijskega

kolaborativnega robota UR3e proizvajalca Universal Robots [6]. Zadnji sklep tega robota je neskončno vrtljiv, kar smo izkoristili kot»demonstracijski vijačnik«. Predmet sodelovalne naloge predvidenee navojne je vijačenje vijakovv v luknje nekega izdelka. Naloga robota je priviti vstavljene vijakee do predpisanega navora, človek pa v tej aplikaciji lahko: - vstavlja ustrezne vijake na pravilno mesto, hkrati pa lahko tudi vizualno pregleda vijake in defektnee odstrani, - pomaga robotu, tako da del naloge opravi človek sam (npr. človek zavijači nekaj vijakov, vendar ni nujno, da jih privije do konca, saj je to lahko fizično naporno), - fleksibilno definira potek robotske r naloge (npr. določi zaporedje vijakov z AR vmesnikom) - v primeru, da robotu ne uspe izvršiti neke operacije (npr. detektira manjkajočii ali neustrezno vstavljen vijak), ustrezno adaptira robotsko nalogo oz. program. Virtualni model robotske celice hibridnega delovnega mesta je prikazan na slikii 1, laboratorijska postavitev pa na sliki 2. Slika 1: Virtualni model hibridne delovne celice.. Slika 2: Laboratorijska postavitev delovne celice. Tabela 1: Razdelitev nalog robot - človekk Naloga Izvajalec Robot Človek Vstavljanje vijakov Vijačenje Meritev navora 2.1 Robotskii program Robotski program omogoča: - avtonomno delovanje po vnaprej izbranemm vrstnem redu parametrizacijaa vrstnegaa reda izvajanja, - sprotno spreminjanje parametrizacijee vrstnegaa reda izvajanja, - detekcijoo določenega odstopanja od predvidenega normalnega poteka vijačenja, - sprotno adaptacijo robotskega programaa (sprotno učenje operativnih točk), - vmesnikk med človekom in robotom r na osnovi fizičnega dotika. Robotski program in interakcija s človekom ter pripadajoč informacijski ski tok so predstavljeni s sliko 3.

gibati proti glavi vijaka. Odstopanje določi na podlagi položaja, v katerem zazna silo, kot je prikazano na sliki 5. Slika 3: Informacijski tok interaktivnega vmesnika človek robot. Vijačni cikel se začne tako, da človek nastavi vijake in nato sproži zagon programa preko uporabniške konzole. Robot avtonomno vijači po v naprej določenih položajih in vnaprej določenem zaporedju. Ko zavijači vse vijake se vijačni cikel konča. Človek lahko med vijačnim procesom po potrebi začasno ustavi robota. Pri tem se lahko posluži naravnega in intuitivnega vmesnika, ki je osnovan na fizičnem dotiku, ki je vključen v robotski program in ima natančno definiran odziv robota. V našem primeru smo ob detekciji dotika predvideli začasno zaustavitevv izvajanjaa robotskega programa s preklopom v kinestetični način premikanja robota. Preklop v kinestetični način je enostaven in intuitiven. Po začasni prekinitvi se lahko sproži nadaljevanjee izvajanja robotskega programa. Postopek je prikazan na sliki 4. Robotski program je načrtovan tako,, da sproti diagnosticira morebitna odstopanjaa na določenih delih procesa vijačenja. Program zaznava morebitno odsotnost vijaka na vijačnem mestu in prav tako morebitni spodrsljaj pri vijačenju vijaka (npr. položaj vijaka ni takšen, kot ga robot pričakuje in vijačnika ne pozicionira dovolj natančno ali pa je vijak postavljen poševno ipd.). Zaznavanje odstopanjaa od predvidenega poteka procesa je zasnovano na principu tipanja okolicee z vgrajenim senzorjem sile na vrhu robota. Robot pozicionira vijačno orodje nad vijak in se začne Slika 4: Detekcija dotika s preklopom v kinestetično vodenje; človekk se dotakne robota, robot zazna dotik in preklopi v kinestetično vodenje človek lahko l robota prosto premika, ) človek lahkoo sproži nadaljnje izvajanje robotskega programa. Slika 5: Zaznavanje pravilnega položaja in prisotnostii vijaka; robot zazna vijak naa pričakovanem mestu, robot zazna odsotnost vijaka,, robot zazna napačno pozicijo. V primeru zaznanega a odstopanja se robot ustavi in preklopi v kinestetični načinn premikanja terr hkrati too ustrezno signaliziraa človeku preko uporabniške konzole. Človek ima nato možnost s kinestetičnim vodenjem robota

umakniti ali pa robota naučiti na novi položaj vijaka, kot je to prikazano na sliki 6. pa gotovo izstopajo očalaa Microsoftt HoloLens [7] na sliki 10, ki smo jih uporabili tudi pri naši laboratorijski aplikaciji a vijačenja. Slika 7: Varnostna omejitevv delovnega prostora beli kvader predstavlja prostor, kjer se lahko nahaja orodje robota. Slika 6: Detekcija odstopanja; robot zazna silo dotika z vijakom, ki ni na pričakovanem mestu, človek nauči robota na nov položaj vijaka, človek preko vmesnika sproži nadaljnje izvajanje. 2.2 Varnostne omejitve V kinestetičnem načinu vodenja lahko človek premika robota v omejenem delovnem prostoru. Te omejitve predstavljajo enega od varnostnih funkcij kolaborativnega robota. V našem primeru smo omejili položaj orodja z mejnimi ravninami (glej sliko 7) ter tudi rotacijo vijačnega orodja tako, da se prepreči usmeritev le-tega proti človeku. Če človek tekom kinestetičnega vodenja orodje robota pripeljee v bližino ene od mejnih ravnin, najprej začuti odbojno silo. s Če človek kljub temu nadaljuje in doseže mejno ravnino, se avtomatsko sproži varnostna zaustavitev (glej sliko 8). 3 Interaktivni komunikacijskii vmesnik z obogateno resničnostjo Današnja tehnologija obogatene resničnosti omogoča vrsto različnih vmesnikov. Eno izmed bolj intuitivnih komunikacij lahko dosežemo z uporabo naprav nameščenih na glavi, med njimi Slika 8: Varnostna zaustavitev robota blizu mejne ravnine. HoloLens je j prvi popolnoma samostojni holografski računalnik, ki združuje najsodobnejšo optiko in senzorje terr omogoča, da so 3D hologrami h postali del našegaa resničnega sveta. Sledenju pogledu in prepoznava kretenj predstavljajo primarni načinn vnosa podatkov pri teh očalih. S pogledom lahko uporabnik posreduje informacije o tem kaj gleda in s tem določi svoje namere. Kazalec, ki prekriva površino realnega sveta, predstavljaa povratno informacijo o tem kam je usmerjen uporabnikov pogled. V kombinaciji s prepoznavo človekovih kretenj ali govora lahko uporabnik proži izvršitev določenih ukazov.

Slika 9: Očala za obogateno resničnost HoloLens [7] Za potrebe razvoja naše laboratorijske aplikacije smo vzpostavili komunikaci ijsko povezavo UR3e ROS Unity HoloLens (glej sliko 11). Slika 11: Komunikacijska arhitektura za obogateno resničnost s HoloLens očali. Programska oprema Unity3D [8] je namenjenaa kreiranju virtualnih interaktivnihh 3D objektov holografskega vmesnika. Za integracijo očal HoloLens v robotski sistem pa je bilo potrebno vključiti še ROS [9], robotski operacijskii sistem, ki združuje programske knjižnice in orodja, ki so v pomoč pri razvoju tovrstnih robotskih aplikacij. Komunikacija med Unity3D in ROS poteka preko t. i.»rosbridge«z uporabo programske knjižnice ROS#, ki omogoča uvoz ali izvoz datotek v.urdf formatu iz ROS v Unity3D ali obratno, ter t vzpostavitev komunikacije med njima preko t. i.»websocket«komunikacijskega protokola. Komunikacija med robotom in ROS-om, ki poteka preko TCP/IPP protokola,, nam omogoča dostop do podatkov o položaju sklepov robota, podatkov o sili in navoru ter t temperaturi sklepov, stanja vhodno-izhodnihh enot, statusa robota in definiranjee robotske trajektorijee ali pošiljanje ukazov v programskem jeziku URScript, ki ga uporablja robotski krmilnik kolaborativnega robota UR3e. Slika 12: ARR vmesnik; virtualni gumbi za izbiro mesta vijačenja, b virtualni gumb za začetekk vijačenja, AR marker, m d) kretnja»air-tap«ar vmesnikk (glej sliko 12) vključuje šest virtualnih gumbov, ki so pozicioniranii na mestih, kjer je potrebno vstaviti vijake in omogočajoo definiranje robotske trajektorije terr določitev zaporedja vijačenja. Prostorska poravnava virtualnih objektov glede na n realno okolje in objekte v njem je dosežena z uporabo markerja v obliki QR kode, ki služi kot referenca za pozicioniranje virtualnih objektov v realnem svetu. Prepoznavo in sledenjee markerjem omogoča knjižnica Vuforia [10], ki jo lahko integriramo v programsko okolje Unity3D. Desno od omenjenih virtualnih gumbov je nameščenn virtualni gumb za z začetek vijačenja, ki ga pritisnemo po končani izbiri vijakov. Z uporabo intuitivnega holografskega vmesnika je definiranje robotske trajektorijee hitro in fleksibilno. Potrebno je določiti le mesta vijačenja in njihovo zaporedje izvajanja. Potek definicijee robotske naloge z AR vmesnikom: 1. S pogledom na virtualni gumb izberitee mesto vijačenja (vijak 1-6). 2. S kretnjo»air-tap««ali z uporabo klikerja potrdite izbiro (virtualni gumb se obarvaa zeleno). 3. Enak postopek ponovite za ostale vijake. 4. Po končani izbiri i usmerite pogled na virtualnii gumb»start SCREWING«in potrdite izbiro s kretnjo»air tap«ali z uporabo klikerja. 5. Izvede se virtualna simulacija robotske trajektorije. Če jee simulacija uspešno zaključena, ponovno pritisnite gumb»startt SCREWING«. 6. Parametri vijačenja se prenesejo na robotski krmilnik, ki izvrši načrtovanoo nalogo na realnem robotu. d)

Slika 13: Holografski virtualni 3D model robota UR3e med izvajanjem simulacije prekriva realno okolje. Z namenom validacije definirane robotske trajektorije lahko holografski vmesnik prikaže simulacijo gibanja robota z virtualnim 3D modelom (glej sliko trajektorije 13). Simulacija predvidene robotske se pri tem izvede pred izvajanjem programa na realnem robotu. Na ta način lahko uporabnik preveri korektnost sekvence vijačenja in izvedljivosti naloge. Prav tako pa lahko tudi preveri, da bo izvedeno gibanje robota prostoo kolizij. 4 Zaključek Kolaborativne robotske aplikacije prinašajo v industrijo nove možnosti avtomatizacije. Verjetno jih je najbolj enostavno vpeljati v postopke sestavljanjaa ali montaže, ki vključujejo tipične operacije, kot je vijačenje. Pri tem lahko elementarnee operacije razdelimo tako, da človek vstavlja vijake v luknje, robot pa jih privijači. Na ta način se bistveno poenostavi naloga robota in tako proizvodna tehnologija. Znižajo se tudi investicijski stroški, kar je ugodno predvsem za avtomatizacijo delovnih mest v manjših in srednje velikih podjetjih. V nasprotju s popolnoma avtomatiziranimi sistemi vijačenja ni potrebe po dodatni opremi, ki bi i bila namenjana sortiranju, orientiranju in doziranju vijakov do vijačnika, ki je nameščen na robotu. Fizično zahtevnejše naloge vijačenja prevzame robot, medtem ko si deli delovni prostor s človekom. Definiranje robotske trajektorije je fleksibilno do te mere, da omogoča dinamično spreminjanje robotske trajektorije na zelo intuitiven način, saj lahko neposredno prilagaja trajektorijo praktično vsak uporabnik preko holografskega vmesnika, brez predhodnega znanja o programiranju robotov. Predstavljena laboratorijska aplikacija združuje ključne elemente, ki so potrebni za razvoj človeku varne in intuitivne kolaborativne aplikacije, v katero sta aktivno vključena človek in robot. Komunikacija med njima poteka na človeku naraven in učinkovit način (fizični stik, s holografski vmesnik). Fizična interakcija omogoča adaptacijo robotske naloge preko kinestetičnega učenja, z vmesnikomm obogatene resničnosti pa lahko robotsko nalogoo definiramo fleksibilno. Razvoj laboratorijske aplikacije želimo nadaljevati predvsem v smeri izboljšanja časovne učinkovitosti takšnih kolaborativnih sistemov z adaptivnim re-planiranjem robotske trajektorije na podlagi predvidevanja morebitnih kolizijj s človekom in okolico. 5 Zahvala To delo je bilo delno sofinancirano v okviru projekta ROBOTOOL-1, OP20.03540, Republika Slovenija in Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj. 6 Literatura [1] "ISO 10218-1/2:20111 Robots and Robotic Devices Safety Requirements for Industrial Robots Part P 1: Robots/ /Part 2: Robott Systems and Integration.," 2011. [2] "ISO/TS 15066:20166 Robots and a Robotic Devices Collaborative C Robots," 2016. [3] A. Cherubini, R. Passama, P. Fraisse, and A. Crosnier,, "A unified multimodal control framework for human robot interaction," Robotics and Autonomous Systems, vol. 70, pp. 106 115, 2015. [4] R. Gerbersa, M. Mückea, F. Dietricha, and K. Drödera, "Simplifying robot tools by taking advantage of sensorr integrationn in human collaboration robots," in 6th CIRP Conferencee on Assembly Technologies and Systems (CATS),, 2016, pp. 287 292: Elsevier. [5] R.-J. Halmea, M. Lanza, J. Kamarainena, R. Pietersa, J. Latokartanoa, and A. Hietanen, "Review of vision-based safety systems for human-robot collaboration," in 51st CIRP Conference on Manufacturing Systems, 2018, vol. 72, pp. p 111-116: Elsevier. [6] "Universal Robots," Accessed on: 11.3.2019 Available: https://www.universal-robots.com/ [7] "Microsoft HoloLens,," Accessed on: 11.3.2019 Available: https://www.microsoft.com/en- US/hololens [8] "Unity3D," Accessed on: 11.3.2019 Available: https://unity3d.com/ [9] "ROS," Accessed on: 11.3.2019 Available: http://www.ros.org/ [10] "Vuforia," Accessed on: 11.3.2019 Available: https://www.vuforia.com/