Collision-free trajectory generation for welding robots: analysis and improvement of the Descartes algorithm

Abstract

Deze masterproef, uitgevoerd bij de onderzoeksgroep ACRO, had als doel de productieflexibiliteit van robotlassen te verhogen door automatische, botsingsvrije trajectgeneratie. Het eerste subdoel was het vergelijken en selecteren van een bestaande open-source software voor het automatisch genereren van botsingsvrije paden. Het tweede subdoel was de gekozen software op zijn toepasbaarheid voor robotlassen evalueren, verbeteren en uitbreiden.

Het selecteren van een geschikt softwarepakket gebeurde op basis van een literatuurstudie die verschillende bestaande softwarepakketten vergeleek. Het gekozen Descartes-softwarepakket vertrekt van een sequentie robotlocaties met aanvaardbare toleranties gespecifieerd door de gebruiker. Daarna genereert het met behulp van de inverse kinematica van de robot een diagram en zoekt hierin het pad met de laagste kost.

Om de gekozen software te evalueren zijn verschillende testscenario's uitgewerkt. Verschillende beperkingen, die zo aan het licht zijn gekomen, zijn verbeterd. Een nieuwe kost op basis van hoekafwijkingen is toegevoegd, waardoor de bewegingstrajecten de optimale oriëntatie van de lastoorts beter benaderen. Bovendien laat het toe om bepaalde lashoeken prioritair aan te passen boven andere. Een nieuwe implementatie voor het definiëren van rationele toleranties op trajectpunten zorgt voor toleranties die intuïtiever en praktischer zijn. Ten slotte is de code online beschikbaar gemaakt en een tutorial geschreven. Ze zijn respectievelijk te vinden op GitHub en de ROS wikipagina.