Top Three Robot Text Book (Modeling, Analysis, and Control )

These are three robotic textbook which were online bestseller. These were also used in more and more class because there are clear concepts.

First of all; Robotics: Modelling, Planning and Control , Bruno Siciliano and others

Robotics-Modelling-Planning-Control

The classic text on robot manipulators now covers visual control, motion planning and mobile robots too!

Robotics provides the basic know-how on the foundations of robotics: modelling, planning and control. The text develops around a core of consistent and rigorous formalism with fundamental and technological material giving rise naturally and with gradually increasing difficulty to more advanced considerations.
The theory of manipulator structures presented in the early part of the book encompasses:
• the fundamentals: kinematics, statics and trajectory planning; and
• the technology of actuators, sensors and control units.
Subsequently, more advanced instruction is given in:
• dynamics and motion control of robot manipulators;
• mobile robots;
• motion planning; and
• interaction with the environment using exteroceptive sensory data (force and vision).

More Detail…

Second; Robot Modeling and Control, Mark W. Spong

Robot Modeling and Control

Key Features

* A step-by-step computational approach helps you derive and compute the forward kinematics, inverse kinematics, and Jacobians for the most common robot designs.
* Detailed coverage of vision and visual servo control enables you to program robots to manipulate objects sensed by cameras.
* An entire chapter on dynamics prepares you to compute the dynamics of the most common manipulator designs.
* The most common motion planning and trajectory generation algorithms are presented in an elementary style.
* The comprehensive treatment of motion and force control includes both basic and advanced methods.
* The text’s treatment of geometric nonlinear control is more readable than in more advanced texts.
* Many worked examples and an extensive list of problems illustrate all aspects of the theory.

More Detail . . .

Finally; Theory of Applied Robotics: Kinematics, Dynamics, and Control, Reza N. Jazar

apply-robot

Theory of Applied Robotics: Kinematics, Dynamics, and Control is appropriate for courses in robotics that emphasize kinematics, dynamics, and control.

The contents of this book are presented at a theoretical-practical level. It explains robotics concepts in detail, concentrating on their practical use. Related theorems and formal proofs are provided, as are real-life applications. Students, researchers, and practicing engineers alike will appreciate this user-friendly presentation of a wealth of robotics topics, most notably orientation, velocity, and forward kinematics.

Theory of Applied Robotics: Kinematics, Dynamics, and Control includes:
-Richly illustrated chapters and over 200 diagrams to help readers visualize concepts.
-More than 300 detailed examples with fully-worked solutions which expose readers to a balanced and broad understanding of robotics in today’s world.
-A wealth of detailed problem sets and challenge problems for each chapter for the more advanced reader.
-A rich solutions manual which is available for instructors.

More Detail . . .

Serial Robot VS Parallel Robot

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จะมี 2 ประเภทใหญ่ๆ ครับ นั่นคือ แบบอนุกรม (Serial Robot) และแบบขนาน (Parallel Robot) บทความนี้เรามาดูความหมายและความแตกต่างของหุ่นยนต์ 2 ประเภทนี้แบบสรุปกันครับ

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบอนุกรม (Serial Robot)
Serial Robot เป็นหุ่นยนต์ที่เราเห็นกันค่อนข้างบ่อยครับ มีโครงสร้างคล้ายแขนมนุษย์ โดยเป็นการเชื่อมโยงระหว่างวัตถุแข็งเกร็งประกอบขึ้นมาเป็นเอว ไหล่ ข้อศอก แขน และ มือ ข้อต่อที่ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างแต่ละ link จะมี 2 ประเภท คือ 1) ข้อต่อเคลื่อนที่ในเชิงเส้น (Prismatic Joint) เป็นข้อต่อที่เคลื่อนที่ได้ตามแนวแกน XYZ  2) ข้อต่อเคลื่อนที่แบบหมุน (Revolute Joint) ข้อต่อนี้จะเป็นการหมุนในลักษณะเชิงมุนหรือหมุนเป็นค่าองศา พื้นที่การทำงานก็จะขึ้นอยู่กับรูปแบบของหุ่นยนต์แต่ละตัว เช่น มีพื้นที่การทำงานเป็น ทรงกลม ลูกบาศก์ เป็นต้น
ข้อดี
- มีพื้นที่การทำงานที่ใหญ่ตามขนาดของตัวหุ่นยนต์
ข้อเสีย
- รับน้ำหนักของภาระงานได้น้อยกว่า Parallel Robot
การประยุกต์ใช้งาน
การใช้งานที่เห็นได้ชัด คือ อุตสาหกรรมรถยนต์ เช่น งานการพ่นสี การเคลื่อนย้ายตัวถัง การเชื่อม เป็นต้น

Robot Arm

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบขนาน (Parallel Robot)
Parallel Robot เป็นหุ่นยนต์ที่มี link ในการทำงานตั้งอยู่บนฐานเดียวกันมากกว่า 1 link โดยมีหน่าที่การทำงานในจุดเดียวกัน ข้อต่อที่ใช้ในการเคลื่อนไหวมี 2 ลักษณะเหมือนกับ Serial Robot
ข้อดี
-มีความแม่นยำ เที่ยงตรง มีการทำงานที่รวดเร็ว สามารถรับภาระงานหนักได้
ข้อเสีย
-พื้นที่การทำงานมีการจำกัด และการคำนวณการเคลื่อนที่ทางจลศาสตร์ (Robot Kinematics) ยากกว่า Serial Robot
การประยุกต์ใช้งาน
- ที่เห็นได้ชัดคือ อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การประกอบแผงวงจร เป็นต้น

Parallel Robot

Industrial Robot for Clean Room (หุ่นยนต์อุตสาหกรรมในห้องสะอาด)

Clean Room Robot

กระบวนการผลิตอัตโนมัติภายในห้องสะอาด (Clean Room) นั้นสามารถเพิ่มผลผลิต ลดระยะเวลาการผลิต (Cycle Times) และลดต้นทุนการผลิต ซึ่งแน่นอนว่าหุ่นยนต์ (Industrial Robot) ที่ใช้ในห้องสะอาด (Clean Room) ย่อมแตกต่างกัยหุ่นยนต์อุตสาหกรรมโดยทั่วไป โดยจะมีการคลุมปิดหุ่นยนต์เพื่อป้องกันฝุ่น อุปกรณ์ส่วนใหญ่จะเป็นสแตเลส และมีการสร้างสุญญากาศในตำแหน่งที่มีสามารถทำให้เกิดฝุ่น

งานที่ใช้หุ่นยนต์มาทำงานในห้องสะอาดนั้น ก็มีหลายงาน เ่ช่น งานการผลิตยา, การพ่นสี, งานอิเล็กทรอนิกส์, และงานที่เกี่ยวกับสารเคมี เป็นต้น

A cleanroom is an environment, typically used in manufacturing or scientific research, that has a controlled level of contamination by dust, airborne microbes, and chemical vapors.

Cleanroom robots perform tasks in isolated environments. They are sealed and insulated from dust and air particles.

Their surfaces are often ground or painted to prevent deposits from forming. Robots that are approved for cleanroom use must meet specific standards.

Cleanroom robots are typically used for medical or lab applications to handle parts, tend machinery, manufacture electronics, and dispense drugs.

QUALITY - A robot is a valuable tool in a cleanroom setting. Cleanroom robots can produce high quality results without error or exhaustion.

FLEXIBILITY - Cleanroom robots are constructed with features that allow them to achieve maximum flexibility. Cables and wires are often internally routed. Cleanroom robots offer greater flexibility than that of custom-engineered hard automation.

Related links : Cleanroom Robot and Clean Room : Clean Robot

Inspection for Solar Cell Production by Robot Vision (การตรวจสอบแผ่นโซล่าเซลล์)

Inspection Solar Cell Panel Production

สำหรับบทความนี้เรามาดูการใช้งาน Robot Vision อีกงานหนึ่งนอกเหนือจากงานหยิบวางวัตถุ (Pick and Place) โดยบริษัท Cognex ได้พัฒนาระบบ Robot Vision สำหรับการตรวจสอบหาข้อผิดพลาดในกระบวนการผลิต Solar Cell ซึ่งกระบวนการผลิต Solar Cell นี้จะมีต้นทุนที่สูงมาก กระบวนการจะเป็นระบบอัตโนมัติเพียงไรขึ้นอยู่กับปริมาณของการผลิตครับ ในขั้นตอนการตรวจสอบแผ่น Solar Cell จะมีการตรวจสอบการแตกหรือร้าวของขอบ การตรวจสอบขนาดของแผ่น Solar Cell และการตรวจสอบตำแหน่งการจัดวางของแผ่น Solar Cell ก่อนที่จะเชื่อมต่อเป็นแผ่นใหญ่

ในการแก้ปัญหาการจัดวางตำแหน่งของแผ่น Solar Cell ทาง Cognex ได้ติดตั้งกล้องบนหุ่นยนต์ เพื่อเป็นตัวให้ข้อมูลกับหุ่นยนต์ว่าแผ่่น Solar Cell มีการจัดวางที่ถูกต้องหรือเปล่า โดยมีการทำงาน คือ ตำแหน่งและทิศทางการจัดวางของแผ่น Solar Cell จะถูกคำนวณออกมาจากการรับภาพของกล้อง ถ้าตำแหน่งมีความผิดพลาด หน่วยการทำงานของกล้องจะแจ้งให้หุ่นยนต์ทราบ และทำการคัดแผ่น Solar Cell นั้นออกไปครับ

Solar cell production is relatively expensive and, given the high level of automation and large volumes involved, quality is a decisive factor in obtaining a competitive advantage. Consistently positive results when implementing machine vision systems in the past encouraged further adoption when faced with the alignment challenge.

In addition to centering the solar cell properly, the new system could also perform defect checks, such as inspecting for broken edges or cracks, verifying dimensions, further positioning in relation to the edges, etc.

To solve the problem, the Cognex In-Sight camera is positioned in order to inform the robot of the cell position and to inspect its condition once in the field of view.

The camera calculates the cell’s position and orientation and transmits the data to a robot, which then positions it correctly by the rear weld-on TAB. Moreover, if it detects any defects, it notifies the robot so that it can reject the cell.

Related link : Product Design and Development News