Control system for the Printing Mantis robotic arm

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F23%3A00010955" target="_blank" >RIV/46747885:24210/23:00010955 - isvavai.cz</a>

Alternative codes found

RIV/46747885:24220/23:00010955

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Řídicí systém pro robotické rameno Printing Mantis

Original language description

Tento funkční vzorek byl vyvinut pro oblast 3D tisku ve stavebnictví architektuře. Tato oblast se velmi intenzivně zkoumá a probíhají aplikační činnosti v rámci různých projektů po celém světě, včetně ČR. Robotické rameno Printing Mantis je první generací robotického ramene určeného pro tisk cementových směsí vyvinutého na TUL. Účelem této první generace, která je oproti zamýšlené verzi robotické ramene v měřítku 1:2, bude především ověření základní kinematiky modelu a simulovaných trajektorií v rámci projektu 3D STAR – 3D tisk ve stavebnictví a architektuře r.č. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_025/0007424. Nabyté zkušenosti a poznatky následně poslouží pro další vývoj robotického ramene v měřítku 1:1, které by mělo sloužit pro ambulantní tisk na staveništi. Řídicí systém robotického ramene je založen na komponentech rakouské společnosti B&R, která se zabývá průmyslovou automatizací a robotikou. Konceptuálně lze řídící systém rozdělit na čtyři základní části. Srdcem řídícího systému je průmyslové PC 5PC910.SX02, které disponuje velkým výpočetním výkonem a je rozšířeno o příslušné IO moduly. Druhá část je tvořena bezpečnostním PLC, zajišťujícím bezpečnou obsluhu robotického ramene. Robotické rameno představuje hmotné zařízení s velkou setrvačností, které se může pohybovat značnou rychlostí a tím představuje poměrně nebezpečné zařízení, které je nutné pro bezpečný provoz doplnit o bezpečnostní prvky. Třetí část představují jednotlivé pohony os robotického ramene a pohony nohou stolu robotického ramene, které jsou řízeny soustavou servozesilovačů Acopos P3. Jednotlivé horizontální osy robotického ramene jsou poháněny synchronními servomotory s harmonickými převodovkami od společnosti Electro Harmonix, které díky bezvůlovosti použitých převodových mechanismů a precizním synchronním servomotorům umožňují velmi přesné polohování robotického ramene. Vertikální osa robotického ramene a nohy stolu robotického ramene jsou poháněny synchronními servomotory od firmy B&R. Poslední část řídícího systému je reprezentována HMI rozhraním, sloužícím pro ovládání robotického ramene prostřednictvím zaškolených operátorů.

Czech name

Řídicí systém pro robotické rameno Printing Mantis

Czech description

Tento funkční vzorek byl vyvinut pro oblast 3D tisku ve stavebnictví architektuře. Tato oblast se velmi intenzivně zkoumá a probíhají aplikační činnosti v rámci různých projektů po celém světě, včetně ČR. Robotické rameno Printing Mantis je první generací robotického ramene určeného pro tisk cementových směsí vyvinutého na TUL. Účelem této první generace, která je oproti zamýšlené verzi robotické ramene v měřítku 1:2, bude především ověření základní kinematiky modelu a simulovaných trajektorií v rámci projektu 3D STAR – 3D tisk ve stavebnictví a architektuře r.č. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_025/0007424. Nabyté zkušenosti a poznatky následně poslouží pro další vývoj robotického ramene v měřítku 1:1, které by mělo sloužit pro ambulantní tisk na staveništi. Řídicí systém robotického ramene je založen na komponentech rakouské společnosti B&R, která se zabývá průmyslovou automatizací a robotikou. Konceptuálně lze řídící systém rozdělit na čtyři základní části. Srdcem řídícího systému je průmyslové PC 5PC910.SX02, které disponuje velkým výpočetním výkonem a je rozšířeno o příslušné IO moduly. Druhá část je tvořena bezpečnostním PLC, zajišťujícím bezpečnou obsluhu robotického ramene. Robotické rameno představuje hmotné zařízení s velkou setrvačností, které se může pohybovat značnou rychlostí a tím představuje poměrně nebezpečné zařízení, které je nutné pro bezpečný provoz doplnit o bezpečnostní prvky. Třetí část představují jednotlivé pohony os robotického ramene a pohony nohou stolu robotického ramene, které jsou řízeny soustavou servozesilovačů Acopos P3. Jednotlivé horizontální osy robotického ramene jsou poháněny synchronními servomotory s harmonickými převodovkami od společnosti Electro Harmonix, které díky bezvůlovosti použitých převodových mechanismů a precizním synchronním servomotorům umožňují velmi přesné polohování robotického ramene. Vertikální osa robotického ramene a nohy stolu robotického ramene jsou poháněny synchronními servomotory od firmy B&R. Poslední část řídícího systému je reprezentována HMI rozhraním, sloužícím pro ovládání robotického ramene prostřednictvím zaškolených operátorů.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20205 - Automation and control systems

Project

<a href="/en/project/EF16_025%2F0007424" target="_blank" >EF16_025/0007424: 3D Print in civil engineering and architecture</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2023

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

ŘS Printing Mantis

Numerical identification

—

Technical parameters

Řídící systém je navržen tak, aby šel provozovat jako tzv. otevřený řídící systém. Otevřenost řídícího systému je dosaženo použitím „automatického generátoru kódu”, který zajišťuje převod řídících modelů z prostředí Matlab/Simulink na automatický vygenerovaný tasc v programovacím jazyce C/C , který je přímo spustitelný na řídícím PC. Tato koncepce řídicího systému nám umožňuje vytvářet software pomocí standardizovaných funkčních bloků a knihoven, respektive pomocí Mapp komponent, v kombinaci s možností implementace více sofistikovaných přístupů k řízení navržených v prostředí Matlab/Simulink. Řídící systém díky své otevřenosti umožňuje rychlé a přímé obousměrné připojení k robotickému rameni a nízkoúrovňové řízení na úrovni polohového, rychlostního a momentového řízení se vzorkovací periodou až 2,5 kHz, díky čemuž představuje vhodné testovací pracoviště pro akademické a vývojové pracovníky. Kontaktní osoba Leoš Beran (leos.beran@tul.cz)..

Economical parameters

Řídící systém není komerčně využíván, ekonomická rozvaha není známa..

Application category by cost

—

Owner IČO

46747885

Owner name

Technická univerzita v Liberci

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Web page

—