Řídicí systém pro robotické rameno Printing Mantis

Kód výsledku v 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>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/46747885:24220/23:00010955

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Řídicí systém pro robotické rameno Printing Mantis

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Control system for the Printing Mantis robotic arm

Popis výsledku anglicky

This functional sample was developed for the field of 3D printing in the construction industry. This area is being researched very intensively and application activities are being carried out within various projects all over the world, including the Czech Republic. The Printing Mantis robotic arm is the first generation of a robotic arm designed for printing cement mixtures developed at TUL. The purpose of this first generation, which is compared to the intended version of the robotic arm on a scale of 1:2, will primarily be to verify the basic kinematics of the model and simulated trajectories within the 3D STAR project – 3D printing in construction and architecture year no. CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_025/0007424. The acquired experience and knowledge will subsequently be used for the further development of the robotic arm on a 1:1 scale, which should be used for ambulatory printing on the construction site. The control system of the robotic arm is based on components from the Austrian company B&R, which deals with industrial automation and robotics. Conceptually, the control system can be divided into four basic parts. The heart of the control system is the industrial PC 5PC910.SX02, which has a large computing power and is extended by relevant IO modules. The second part is made up of a safety PLC, ensuring safe operation of the robotic arm. The robotic arm is a material device with great inertia that can move at a considerable speed and thus represents a relatively dangerous device that must be supplemented with safety features for safe operation. The third part represents the individual drives of the robotic arm‘s axes and the leg drives of the robotic arm‘s table, which are controlled by the Acopos P3 servo amplifier system. The individual horizontal axes of the robotic arm are driven by synchronous servomotors with harmonic gearboxes from the company Electro Harmonix, which, thanks to the backlash of the transmission mechanisms used and precise synchronous servomotors, enable very precise positioning of the robotic arm. The vertical axis of the robot arm and the table legs of the robot arm are driven by synchronous servomotors from B&R. The last part of the control system is represented by the HMI interface, used to control the robotic arm through trained operators.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20205 - Automation and control systems

Projekt

<a href="/cs/project/EF16_025%2F0007424" target="_blank" >EF16_025/0007424: 3D tisk ve stavebnictví a architektuře</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

ŘS Printing Mantis

Číselná identifikace

—

Technické parametry

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)..

Ekonomické parametry

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

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

46747885

Název vlastníka

Technická univerzita v Liberci

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—