Älykkäät teollisuusrobotit

Abstract

Työssä tutustutaan teollisuusrobotteihin, ja niihin elementteihin, joiden avulla robotit saadaan toimimaan älykkäästi. Tavoitteena on ymmärtää, kuinka älykäs teollisuusrobotti toimii, ja mitä asioita sen toimintaan liittyy. Tässä kirjallisuuskatsauksessa tiivistyy perustietous älykkäistä teollisuusroboteista siten, että lukija kykenee ymmärtämään, mitä asioita hänen tulee osata ja tietää, kun tavoitteena on implementoida älykäs robotti teollisuuden sovelluskohteeseen. Työhön on koottu perustietoutta muun muassa teollisuusrobottien mekaniikasta, ohjelmoimisesta ja simuloimisesta.

Tutkielmassa esitellään robotiikan tärkeimmät termit ja teollisuusrobottityypit, sekä tutustaan robottien hallitsemiseen tarvittavaan matematiikkaan, sisältäen perustietoutta manipulaattoreiden kinematiikasta, dynamiikasta ja singulariteeteista. Ohjelmointiosuudessa käydään lävitse teollisuusrobottien ohjelmointi- ja opetustapoja, sekä esitellään uusia, lähitulevaisuuden ohjelmointimetodeja. Lopuksi tutustutaan erilaisiin simulointiympäristöihin, ja pyritään ymmärtämään ROS-ympäristön tuomia hyötyjä älykkäiden robottien kehityksessä. Tavoitteena on ymmärtää, miten älykkäitä robotteja ohjelmoidaan, ja mitä asioita tulee tietää ja hallita, jotta älykäs robotti saadaan implementoitua teollisuuden sovellukseen.

The purpose of this thesis was to introduce the elements, needed for making industrial robots intelligent, and provide the basic knowledge of industrial robots. The work is a literature review, explaining what basic knowledge is needed for implementing an intelligent robot for an industrial application. The scope includes the basic knowledge of mechanics, programing, mathematical modeling, and controlling the robots.

The thesis introduces the fundamentals of industrial robotics, covering the different manipulator types and the basic mathematics, including the manipulator kinematics, dynamics, and singularities. At the programming section, the basics of robotic programming is discussed, covering the programming languages, teaching methods and the near future trends. At the end, the different simulation environments are explored, and the significance of ROS is recognized. The goal is to understand, how the intelligent industrial robots could be programmed and simulated, and what knowledge is needed at the implementation of intelligent industrial robots for the industrial application.