Detail předmětu

Programování robotů a manipulátorů

FSI-VRMAk. rok: 2022/2023

Předmět umožňuje studentům osvojit si nejnovější poznatky z oblasti programování průmyslových/mobilních robotů, manipulátorů a současně umožňuje rozšířit si dovednosti jejich integrace a nasazovaní v reálném provozu. Důraz je kladen na praktickou dovednost studentů v laboratorních cvičeních, která prakticky zahrnují čtyři bloky: úvod, robotický operační systém, simulace a digitální dvojčata, rozšířená a virtuální realita v robotice.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. RNDr. Ing. Jiří Šťastný, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

Předmět umožňuje studentům osvojit si nejnovější poznatky z oblasti programování průmyslových/mobilních robotů, manipulátorů a současně umožňuje rozšířit si dovednosti jejich integrace a nasazovaní v reálném provozu.

Prerekvizity

algebra (M1), základy algoritmizace a programování

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení klasifikovaného zápočtu: Základní podmínkou pro udělení klasifikovaného zápočtu je aktivní absolvování všech laboratorních cvičení a zpracování elaborátů podle pokynů učitele. Druhá část zápočtu odpovídá praktickému testu, kdy student programuje robota dle zadaných kritérií. Bodový součet a výsledné hodnocení je dle stupnice ECTS. Přednáška je doporučená, není povinná.

Učební cíle

Cílem předmětu Programování robotů a manipulátorů je seznámit studenty s moderní přístupy technické robotiky, s důrazem na jejich programování, vč. řešení kinematiky/dynamiky, optimalizace pohybů, Průmysl 4.0 a využití umělé inteligence.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je kontrolovaná. Způsob nahrazování zameškané výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.

Základní literatura

KOLÍBAL, Zdeněk. Roboty a robotizované výrobní technologie. Brno: Vysoké učení technické v Brně - nakladatelství VUTIUM, 2016. ISBN 978-80-214-4828-5. (CS)
SICILIANO, Bruno a KHATIB, Oussama, ed. Springer handbook of robotics. 2nd edition. Berlin: Springer, 2016. ISBN 978-3-319-32550-7 (EN)

Doporučená literatura

ROS.org. ROS.org | Powering the world’s robots. [online]. 2.11.2016 [cit. 2016-11-02]. Dostupné z: http://www.ros.org/ Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, and Dieter Fox. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AIŘ-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Roman Parák, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Škrabánek, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do problematiky, vývoj a definice robotů a manipulátorů.
2. Stacionární průmyslové roboty a jednoúčelové manipulátory, Specifické konstrukce průmyslových robotů, paralelní struktury. Programovatelné logické automaty a jejich využití v robotice. Řízení a programování průmyslových robotů
3. Přímá a nepřímá úloha kinematiky a dynamiky pro definované typy robotů.
4. Robotický operační systém (ROS). Plánování/Optimalizace pohybu a vyhýbání se překážkám. Kolaborativní a mobilní robotika. Automatické dopravní vozíky (AGV)
5. Koncové efektory a jejich adaptivita. Senzorické systémy (LIDAR, 2D/3D počítačové vidění). Bezpečnost robotů, robotizovaných systémů.
6. Průmysl 4.0. Roboty a automatizace budoucnosti.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Pavel Škrabánek, Ph.D.
Ing. Roman Parák, Ph.D.

Osnova

Laboratoře a ateliéry jsou rozděleny do 4 tematických bloků:

BLOK A (Úvod):
- Seznámení se s průmyslovými/mobilními roboty v laboratoři ústavu. Ukázka Průmyslové buňky 4.0.
- Základy programování pohybů a činností robotů (RobotStudio ABB, Polyscope, Automation Studio B&R).
BLOK B (Robotický operační systém - ROS)
- Instalace, Konfigurace: ROS, ROS-I a potřebných balíčků.
- Plánování/Optimalizace pohybu a vyhýbání se překážkám.
- Implementace a testování navrženého řešení na robotu.
BLOK C (Simulace/Digitální dvojčata):
- Programování robotického pracoviště s robotem ABB, Universal Robots.
- Programování robotického pracoviště s lineárním pojezdem a řízením prostřednictvím PLC.
- Mobilní robotická platforma.
BLOK D (Virtuální/Rozšířená realita, vizualizace)
- Pokročilá vizualizace, webové rozhraní Mapp view.
- Ukázka implementace v progoramu Unity3D.
- Ukázka implementace VR/AR v programu Unity3D, Vuforia.