Teollisuusrobotin liikeradan suunnittelu- ja optimointimenetelmät

Abstract

Teollisuusrobottien käyttöönotto teollisuudessa on kasvattanut työn tuottavuutta sekä mahdollistanut toistuvien ja puuduttavien työprosessien siirtämisen ihmisiltä roboteille. Jatkuva parantamisen ajatus teollisuudessa asettaa kuitenkin yhä tiukempia vaatimuksia myös robottien toiminnalle, jonka seurauksena esimerkiksi teollisuusrobottien liikkeen optimointi on aktiivinen tutkinnan kohde. Erityisesti liikenopeus on tärkeä optimointikohde, sillä se vaikuttaa suoraan robotin tuottavuuteen.

Teollisuusrobotin liikkeen kannalta on tärkeää ymmärtää robotin rakenne, kinemaattiset ja dynaamiset ominaisuudet sekä ohjausjärjestelmän perustoiminta. Liike määritetään niin sanotun liikeratasuunnittelun avulla, jonka tuloksena saadaan matemaattinen kuvaus teollisuusrobotin suoritettavasta liikkeestä aikatasossa. Liikeratasuunnittelun pohjalta saatua tietoa hyödynnetään lopulta robotin ohjauksessa. Yleisesti teollisuusrobotin yksittäinen liikerata voidaan kuvata äärettömän monella tavalla, jolloin tarvitaan erilaisia algoritmeja optimaalisten ratkaisujen löytämiseksi.

Tutkielmassa perehdytään liikeratasuunnitteluun ja sen optimointiin lähtien liikkeelle teollisuusrobotiikan perusteista. Näiden tietojen pohjalta tutkielmassa toteutetaan Matlab-simulaatio, jossa vertaillaan erilaisten liikeratasuunnittelumenetelmien toimivuutta yksinkertaisessa liikkeessä. Lopuksi tutkielmassa tutustutaan liikeratojen optimointimenetelmiin ja algoritmeihin. Tutkielman luettuaan lukijalla on siis käsitys siitä, mistä osista teollisuusrobotin liike ylipäätään koostuu, miten robotin liikerata suunnitellaan ja miten liikeratoja voidaan optimoida.