The development and verification of a dynamic model of the Kawasaki RS010L industrial robot

Adrian Kozień

Abstrakt

This article presents an attempt to develop a simplified dynamic model of the Kawasaki RS 010L industrial robot using the Matlab mathematical environment. This is a six-axis robot which, due to its light weight and high movement ability, is used for a wide range of tasks, such as palletising and assembling objects. It was assumed that all links are stiff and the robot’s wrist is a concentrated mass located at the end of the third arm. In addition, the axes are controlled independently of each other in this model. Essential parameters were identified using a real robot and the correctness of the developed model was verified.

Streszczenie
W niniejszym artykule podjęto próbę utworzenia w środowisku matematycznym Matlab uproszczonego modelu dynamiki przemysłowego robota Kawasaki RS 010L. Jest to 6-osiowy robot, który dzięki małej wadze oraz dużym zdolnościom ruchowym jest stosowany do szerokiego spektrum zadań, takich jak paletyzacja czy montaż obiektów. Założono, że człony są sztywne, a kiść robota jest skupioną masą na końcu  trzeciego ramienia. Przyjęto również, że sterowanie osiami robota odbywa się w sposób niezależny. Ponadto, korzystając z rzeczywistego obiektu, dokonano identyfikacji niezbędnych parametrów oraz zweryfikowano poprawność utworzonego modelu.

Słowa kluczowe: dynamika robotów, model dynamiki robota, Kawasaki RS010L, robot dynamics, dynamics model of robot
References

[1] Ahmad M., High Performance AC Drives. Modelling Analysis and Control, Springer 2010.

[2] Atkeson Ch.G., An Ch.H. and Hollerbach J.M., Estimation of inertial parameters of manipulator loads and links, International Journal of Robotics Research 1986, vol. 5, no.  3, 101–119.

[3] Ding L., Wu H., Yao Y., Yang Y, Dynamic Model Identification for 6-DOF Industrial Robots, Journal of Robotics Volume 2015, Article ID 471478.

[4] Gautier M. and Poignet P., Extended Kalman filtering and weighted least squares dynamic identification of robot, Control Engineering Practice, vol. 9, no. 12, pp. 1361–1372, 2001.

[5] Heimann B., Gerth W., Popp K. Mechatronik: Komponenten – Methoden – Beispielen, Hanser Verlag, Munich 2006.

[6] Jezierski E., Dynamika robotów, WNT, Warszawa 2006 (in Polish).

[7] Karaboga D., An idea based on honey bee swarm for numerical optimization, Tech. Rep. tr06, October 2005, Computer Engineering Department, Engineering Faculty, Erciyes University, 2005.

[8] Karaboga D. and Basturk B., On the performance of artificial bee colony (ABC) algorithm, Applied Soft Computing Journal 2008, vol. 8, no. 1, 687–697.

[9] Krykowski K., Piwowarczyk R., Radczuk C., Poszerzenie zakresu prędkości silnika bezszczotkowego prądu stałego z magnesami trwałymi (PM BLDC) przez zastosowanie przekształtnika podwyższającego BOOST, Materiały Krajowej Konferencji Naukowej SENE, Łódź 2007, 259–266 (in Polish).

[10] Liu Y., Li G.-X., Xia D., Xu W.-F., Identifying dynamic parameters of a space robot based on improved genetic algorithm, Journal of Harbin Institute of Technology 2010, vol. 42, no. 11, pp. 1734–1739.

[11] Morecki A., Knapczyk J., Kędzior K., Teoria mechanizmów i manipulatorów, WNT, Warszawa 2002 (in Polish).

[12] Sánchez-Sánchez P., Arteaga-Pérez M.A., Simplied Methodology for Obtaining the Dynamic Model of Robot Manipulators, International Journal of Advanced Robotic Systems, DOI: 10.5772/51305.

[13] Spong M.W., Hutchinson S., Vidyasagar M., Robot Dynamics and Control. Second Edition, John Wiley & Sons, Inc., Canada 2004.

[14] Szkodny T., Dynamika robotów przemysłowych, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2013 (in Polish).

[15] Zakharov A., Halasz S., Parameter identification of a robot arm using genetic, Periodica Polytechnica Ser. El. Eng. 2001, vol. 45, no. 3–4, 195–209.

[16] Kawasaki [online] https://robotics.kawasaki.com/en1/products/robots/smallmedium-payloads/RS010L/ (access: 26.10.2018).