Postavitev napredne robotske celice za namen ločevanja odpadne embalažeSTARIČ, DAVID (Avtor) Logar, Vito (Mentor) Kramberger, Aljaž (Komentor) ločevanje embalažerobotska celicarobotski vidROSPLKgloboka nevronska mrežaV okviru magistrskega dela je predstavljen razvoj robotske celice za namen ločevanja odpadne embalaže. Robotska celica je sestavljena iz robotskega manipulatorja, različnih prijemal, tekočega traku in kamere za določanje točk prijema objekta in klasifikacijo embalaže. Robotski manipulator uporabljen v robotski aplikaciji je sodelujoči robot UR10e in ima možnost izmenjave dveh različnih prijemal, in sicer klasičnega dvoprstnega prijemala Robotiq in adaptivnega prijemala z vakuumskim priseskom in dodatnima mehkima prstoma. Tekoči trak je uporabljen za namen premika objektov od kamere do dosega robotskega manipulatorja. Voden je s frekvenčnim pretvornikom, ki ga upravljamo preko programirljivega logičnega krmilnika. Naše delo je zajemalo postavitev in vodenje robotskega manipulatorja, vključitev in nadzor tekočega traku preko programirljivega logičnega krmilnika, določanje točk prijema s pomočjo kamere in različnih metod ter združitev vseh posameznih funkcionalnosti sistema v polno delujoč sistem. Za uspešno ločevanje embalaže je bilo potrebno objekte klasificirati, glede na različne vrste materiala. Klasifikacijo objektov je razvilo zunanje podjetje in smo jo v sistem le vključili in tako pridobili informacijo o tem, v kateri zaboj bo robot odložil prijeti objekt. V nadaljevanju dela opisujemo posamezne funkcionalnosti, ki smo jih v delujoč sistem povezali na glavnem računalniku. Za to smo uporabili robotski operacijski sistem (ROS), ki je omogočal modularno zasnovo celotnega sistema. Vsaka funkcionalnost je bila implementirana kot ločeno vozlišče, ki je komuniciralo z drugimi vozlišči preko standardnih protokolov z vnaprej določenimi strukturami sporočil. Integracija posamezne strojne opreme je potekala s pomočjo TCP/IP transportne plasti. Robotski manipulator je voden preko programske knjižnice \emph{ur-rtde}. Gre za knjižnico, ki za nadzor in prejemanje podatkov uporablja RTDE oziroma izmenjavo podatkov v realnem času. Razvita je bila na Univerzi SDU (angl. University of Southern Denmark), kjer je razvoj robotske celice tudi potekal. Za vključitev knjižnice v sistem smo razvili svoj programski razred, ki je služil kot integrator programske knjižnice z dodatnimi funkcionalnostmi prilagojenimi našemu sistemu. Razred smo nato vključili v vozlišče namenjeno vodenju robota. Programirljivi logični krmilnik s pomočjo katerega smo upravljali tekoči trak je z glavnim računalnikom komuniciral preko OPC UA protokola. Premik tekočega traku smo spremljali z inkrementalnim enkoderjem in tako dobili informacijo o relativni razdalji, ki jo je opravil tekoči trak. Za protokol vzpostavitve komunikacije ter branje in pisanje podatkov v krmilnik smo razvili svoj programski razred, ki smo ga nato na enak način, kot pri vodenju robota implementirali v samostojno vozlišče robotskega operacijskega sistema. V zadnjem delu naloge predstavimo in testiramo uporabljene metode s katerimi smo določili točke prijema objekta. Pri razvoju sistema smo si za določanje točke prijema pomagali z ročno metodo, ki smo jo nato nadgradili z dvema samodejnima. Ročna in samodejna izhodiščna metoda sta omogočali uporabo obeh prijemal, druga ki temelji na uporabi globoke nevronske mreže pa le klasično dvoprstno prijemalo. Pri ročni metodi smo zaključili, da je ta popolnoma uspešna, saj vsebuje človeški faktor, ki izbere točko prijema. Testiranje samodejnih metod smo opravili na različnih objektih, ki se pogosto znajdejo med odpadno embalažo. Za ovrednotenje vsake izmed metod smo opravili enako število testnih prijemov s prijemalom, ki se je pri metodi izkazalo za bolj uspešno. V zaključku povzamemo rezultate dela, ovrednotimo zastavljene cilje in omenimo prednosti ter slabosti sistema. Dotaknemo se tudi izboljšav, ki bi rešile težave in omejitve sistema ter na koncu izpostavimo potencialne njegovega nadaljnjega razvoja.20242024-10-10 13:25:01Magistrsko delo/naloga163776VisID: 62806COBISS_ID: 217016579sl