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Robotic Powder Grinding for Laboratory Automation

UR powder grinding

乳棒と乳鉢用いたロボット粉体粉砕のためのROSパッケージです。 シミュレーション(Gazebo)上での動作とロボット実機での動作ができます。

目次

概要

Last Updated: 2023/10/24
This repository focuses on the ROS environment for robot control.

対応ロボット

  • UR5e
  • UR3e
  • Cobotta

クイックスタート

PCとロボットとDocker環境のセットアップ

Dockerコンテナの立ち上げ

  • ターミナル内でのDockerコンテナの立ち上げ
    • cd ./env && ./RUN-DOCKER-CONTAINER.sh
  • Terminatorによる複数ターミナルの起動とDockerコンテナの立ち上げ
    • cd ./env && ./LAUNCH-TERMINATOR-TERMINAL.sh
      • 立ち上げられた複数ターミナルではRUN-DOCKER-CONTAINER.shが自動実行されている。

Dockerコンテナ内でのROS環境のビルド

  • 初回のみ実行
    • ./INITIAL_SETUP_ROS_ENVIROMENTS.sh
  • 通常時のビルド
    • ./BUILD_ROS_WORKSPACE.sh
  • 以上のコマンドはcatkin_ws のディレクトリ内で実行すること(RUN-DOCKER-CONTAINER.sh実行時はデフォルトでcatkin_wsに入っている。)

モーションのデモ

  • UR5e、cobottaの立ち上げと粉砕モーションのデモファイルを用意しています。
  • ロボットの立ち上げ 
    roslaunch grinding_robot_bringup ur5e_bringup.launch
roslaunch grinding_robot_bringup ur3e_bringup.launch
roslaunch grinding_robot_bringup cobotta_bringup.launch
    • シミュレーション使う場合はsim:=trueで立ち上げてください。
  • 粉砕モーションの立ち上げ 
    roslaunch grinding_motion_routines ur3e_grinding_demo.launch
roslaunch grinding_motion_routines ur5e_grinding_demo.launch
roslaunch grinding_motion_routines cobotta_grinding_demo.launch
    • コマンドgで粉砕の実行準備(g=grinding)、続けてyで粉砕実行します。
    • コマンドGでヘラによる粉集めの実行準備(g=grinding)、続けてyで粉集め実行します。
  • 粉砕パラメータの設定
    • grinding_motion_routinesパッケージ内のconfig内に設定があります。

既知の課題

  • 通常版Cobottaの3Dモデルファイルの .deaファイルはROSで読めない形式になっています。
    • grinding_descriptionsパッケージ内のcobotta_description_converter.pyを使うことでblenderの.dae形式に変換され、ROSで読めるようになります。ただ、blenderのpythonモジュールであるbpyをインストールして使用してください。

Future Work

  • シミュレータでの粉砕動作
    • 現時点で製作途中です。
  • UR内部もしくは外部の力センサを用いて、乳鉢位置の自動調整を行いたいです。
    • grinding_motion_routinesパッケージのcalibrate_mortar_position.launchに途中まで作ったものがありますが、まだ完成していないので使う場合はスクリプトを読んで書き換えながら使ってください。

Citation

@InProceedings{RoboticPowderGrindingWithSoftJig,
  Title                    = {Robotic Powder Grinding with a Soft Jig for Laboratory Automation in Material Science},
  Author                   = {Yusaku Nakajima, Masashi Hamaya, Yuta Suzuki, Takafumi Hawai, Felix Von Drigalski, Kazutoshi Tanaka, Yoshitaka Ushiku and Kanta Ono.},
  Booktitle                = {IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)},
  Year                     = {2022},
  Doi                      = {10.1109/IROS47612.2022.9981081}
}

もし興味があれば、以下の関連研究もご覧ください

License

This repository is under the MIT license. See LICENSE for details.