Konenäköä hyödyntävän robottijärjestelmän toteutus opetuskäyttöön
Lehtinen, Jyri (2024)
2024
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202501201722
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202501201722
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö käsittelee konenäköä hyödyntävän robottijärjestelmän toteutusta opetuskäyttöön Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoululle. Työn tavoitteena oli luoda toimiva ja monipuolinen robottijärjestelmä, jota opiskelijat voivat hyödyntää robotiikan ja konenäön tutkimisessa sekä käytännön harjoitteissa ja projektitöissä. Työssä oli keskeistä selvittää, miten KUKA KR 6 900-2 -robotti, Cognex 2001M-353 -konenäköanturi ja Beckhoffin CX9020 -sulautettu PC saadaan kommunikoimaan keskenään.
Haasteena oli laitteiden erilaisten kommunikaatioprotokollien yhteensovittaminen. Ratkaisuna käytettiin OPC UA -väylää konenäköanturin ja PLC:n välillä sekä EtherCAT-väylää PLC:n ja robotin välillä. Tämän mahdollistamiseksi järjestelmään lisättiin Beckhoffin PLC ja EtherCAT-yhdyskäytävä. Järjestelmällä toteutettiin yksinkertainen konenäkösovellus järjestelmän testaamiseksi. Sovelluksessa robotti poimii kappaleita pöydältä konenäköanturilta saatavien tietojen mukaan. Työssä piti hyödyntää monipuolisesti tutkimus- ja kehittämismenetelmiä, kuten suunnittelua, konfigurointia, kalibrointia ja ohjelmointia. Työhön kuului myös hieman mekaanisia asennustöitä, lähiverkon kytkentöjä ja pienoisjännitekytkentöjä.
Järjestelmän toteuttamiseksi piti konenäköanturi konfiguroida ja kalibroida, sekä opettaa sille tunnistettava kappale. PLC:lle piti tehdä käyttöönotto, konfigurointia ja ohjelmointia. Robotille piti tehdä kommunikaatioon liittyvää konfigurointia ja testausohjelma KUKAn KRL -ohjelmointikielellä.
Tuloksena saatiin toimiva robottijärjestelmä, joka täytti tilaajan asettamat tavoitteet. Työssä onnistuttiin yhdistämään konenäkö ja robotti ulkoisen logiikan avulla, sekä luotiin alusta opiskelijoille itsenäiseen työskentelyyn ja monipuolisten robotiikan sovellusten harjoitteluun sekä kehittämiseen. Työssä tunnistettiin myös useita jatkokehityskohteita, kuten järjestelmän laajentaminen Profinet-väylällä ja OPC UA:n Pub/Sub -ominaisuuden hyödyntäminen.
Haasteena oli laitteiden erilaisten kommunikaatioprotokollien yhteensovittaminen. Ratkaisuna käytettiin OPC UA -väylää konenäköanturin ja PLC:n välillä sekä EtherCAT-väylää PLC:n ja robotin välillä. Tämän mahdollistamiseksi järjestelmään lisättiin Beckhoffin PLC ja EtherCAT-yhdyskäytävä. Järjestelmällä toteutettiin yksinkertainen konenäkösovellus järjestelmän testaamiseksi. Sovelluksessa robotti poimii kappaleita pöydältä konenäköanturilta saatavien tietojen mukaan. Työssä piti hyödyntää monipuolisesti tutkimus- ja kehittämismenetelmiä, kuten suunnittelua, konfigurointia, kalibrointia ja ohjelmointia. Työhön kuului myös hieman mekaanisia asennustöitä, lähiverkon kytkentöjä ja pienoisjännitekytkentöjä.
Järjestelmän toteuttamiseksi piti konenäköanturi konfiguroida ja kalibroida, sekä opettaa sille tunnistettava kappale. PLC:lle piti tehdä käyttöönotto, konfigurointia ja ohjelmointia. Robotille piti tehdä kommunikaatioon liittyvää konfigurointia ja testausohjelma KUKAn KRL -ohjelmointikielellä.
Tuloksena saatiin toimiva robottijärjestelmä, joka täytti tilaajan asettamat tavoitteet. Työssä onnistuttiin yhdistämään konenäkö ja robotti ulkoisen logiikan avulla, sekä luotiin alusta opiskelijoille itsenäiseen työskentelyyn ja monipuolisten robotiikan sovellusten harjoitteluun sekä kehittämiseen. Työssä tunnistettiin myös useita jatkokehityskohteita, kuten järjestelmän laajentaminen Profinet-väylällä ja OPC UA:n Pub/Sub -ominaisuuden hyödyntäminen.