Integração de ROS-industrial num robô FANUC para flexibilizar atividades de cooperação

Abstract

Esta dissertação descreve a integração de ROS-Industrial no robô Fanuc LR Mate 200iD do LAR. O ROS-Industrial é uma variante do sistema operativo ROS que permite estender a manipuladores industriais as facilidades tradicionais do ROS já comuns em robôs de laboratório ou para investigação. De todas as bibliotecas de diversos fabricantes contidas no ROS-Industrial, utilizaram-se as referentes ao ROS Fanuc, em particular a biblioteca focada no LR Mate 200iD. Recorreu-se à biblioteca MoveIt! para planear trajetórias dinâmicas, verificar colisões e calcular cinemáticas. O computador atua como cliente, numa arquitetura cliente-servidor, comunicando com o servidor ROS alojado no controlador do robô industrial. O servidor ROS-Industrial implementado neste trabalho, transmite o estado das juntas do robô e recebe as sucessivas posições das juntas que o robô terá de executar. Adicionalmente, foi desenvolvida uma aplicação de forma a validar e demonstrar a aplicabilidade da API ROS-Industrial no robô Fanuc. Essa aplicação demonstrativa consiste num jogo de damas, e permite a cooperação entre o robô e um humano. Para levar a cabo essa aplicação de cooperação entre o robô e o operador humano, foi também criado um método automático de calibração entre os sistemas de coordenadas do robô, do tabuleiro de damas e do sensor Kinect usado para a perceção do tabuleiro. A aplicação desenvolvida permitiu a realização de um jogo de damas entre o operador humano e o robô de uma forma adaptativa em que a posição e orientação do tabuleiro podia variar entre jogadas, o que demonstrou a viabilidade e o sucesso da integração do ROS-industrial no robô Fanuc.

This dissertation describes the integration of ROS-Industrial in the Fanuc LR 200iRD robot. The ROS-Industrial is a variant of the ROS operating system that allows you to extend the traditional facilities of ROS, already common in laboratory robots or used for research, to industrial manipulators. From the wide range of libraries related to ROS-Industrial, for this project were selected those related to ROS Fanuc, particularly the one which focus on the LR Mate 200iD, the MoveIt! Library. This one was used to plan dynamic trajectories, check collisions, and calculate kinematics. The computer acts like a client in a client-server architecture, communicating with the ROS server located in the industrial robot controller. The ROS server implemented in this work transmits the state of the robot joints and receives the successive positions of the joints that the robot will have to execute. In addition, it was developed an application in order to validate and demonstrate the applicability of the ROS-Industrial API in the Fanuc robot. This demo consists of a game of checkers and allows cooperation between the robot and a human being. To carry out this co-operative relationship, it was also created an automatic method of calibration among the robot coordinate systems, the checkerboard and the Kinect sensor, used for the perception of the board. This application allowed a game of checkers between a human operator and the robot to be played in an adaptive way. The position and the guiding of the board could vary between plays, which proved the viability and the successful integration of ROS-industrial in the Fanuc robot.