High-Speed Vision and Force Feedback for Motion-Controlled Industrial Manipulators

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Under de senaste årtiondena har både kraftsensorer och digitala kameror kommit att bli vanliga som sensorer i olika robotiktillämpningar. Denna avhandling behandlar olika problem inom visuell rörelseskattning och återkoppling, samt integrationen av dessa tekniker med reglering av kontaktkrafter för en industrirobot. Olika ämnen tas upp, från grundläggande teori till praktiska aspekter på implementation av verkliga system. Ett nytt gränssnitt för reglering av en industrirobot med externa sensorer presenteras, vilket har designats genom att göra utökningar av ett standardstyrsystem för en industrirobot. Strukturen för dessa utökningar beskrivs, systemets egenskaper modelleras och verifieras experimentellt, och resultat från experiment med kraftreglerad slipning och gjutgodsrensning presenteras. En ny teknik för kraftreglerad borrning demonstreras, baserad på reglering av skjuvkrafterna från den borrglidning som sker vid kraftpåläggning. Genom den presenterade tekniken kan glidningen motverkas, vilket resulterar i klart bättre positionering och hålkvalitet. Grundläggande tekniker för visuell rörelseskattning och reglering presenteras, tillsammans med utökningar syftande till förbättrad robusthet. En metod för förbättrad prestanda i ett system med multipla kameror presenteras också, baserat på optimala val av mätpunkter i bilderna. De utvecklade metoderna används också som grund i två metoder för att kombinera visuell data med kraftreglering, vilka verifieras genom experiment. Nya metoder för visuell rörelseskattning baserade på mätning av bildintensiteter har också utvecklats. Nya, stabilitetsorienterade dynamiska metoder för bättre prestanda i återkopplade system presenteras. De nya metoderna ger i många situationer signifikant bättre prestanda än tidigare intensitetsbaserade metoder, vilket illustreras genom simuleringar och experiment.