Poglavje 7 Industrijski robot ABB IRB 1600
Transcription
Poglavje 7 Industrijski robot ABB IRB 1600
Poglavje 7 Industrijski robot ABB IRB 1600-7/145 Industrijski robot ABB IRB 1600-7/145 je robot s šestimi prostostnimi stopnjami gibanja antropomorfne konfiguracije. Robot je namenjen izvajanju razliˇcnih operacij v industrijskem okolju, kot so npr. manipulacija objektov, varjenje, lakiranje ali nanašanje lepila. Sposoben je prenašati breme 7 kg. Tip Horizontalni Doseg Nosilnost nominalna/maksimalna Ponovljivost pozicioniranja Maksimalna hitrost Delovni prostor Teža I/O linije Zavore Delovni pogoji Os 1 Os 2 Os 3 Os 4 Os 5 Os 6 Os 1 Os 2 Os 3 Os 4 Os 5 Os 6 temperatura vlažnost vibracije 79 ABB IRB 1600-7/145 1.45 m 7/10 kg ±0.05mm 180 0 /s 180 0 /s 180 0 /s 320 0 /s 400 0 /s 460 0 /s +180/ − 180 0 +150/ − 90 0 +65/ − 245 0 +200/ − 200 0 +115/ − 115 0 +400/ − 400 0 250 kg 28 elektriˇcnih, (10 napajalnih) , 2 pnevmatski vseh šest osi 5 − 45o C max 95 % RH brez kondensa manj kot 4.5 m/s2 (0.5G) Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145 80 Os 3 - Os 4 + Os 5 - + - + Os 2 + - Os 6 + Os 1 + - Slika 7.1: Konfiguracija in delovno obmoˇcje robota IRB 1600-7/145 7.1 ROBOTSKI KRMILNIK IRC5 7.1 81 Robotski krmilnik IRC5 Krmilnik za vodenje robota ABB IRB 1600-7/145 je zgrajen na osnovi industrijskega osebnega racˇ unalnika, ki za vodenje posameznih osi uporablja PCI regulatorske karte. Zasnovan je modularno z loˇcenim moˇcnostnim in krmilniškim delom. Modularna zasnova omogoˇca vodenje veˇc robotov hkrati z enim samim krmilnikom. Slika 7.2: Robotski krmilnik IRC5 A Glavno stikalo A B Tipka za izklop v sili C MOTORJI AKTIVNI (svetlobni signal) B C • stalno gori: pripravljen za izvajanje programa • hitro utripanje: robot ni kalibriran • poˇcasno utripanje: izklop varnostnega stikala D Izbira naˇcina delovanja (kljuˇc) D Avtomatski naˇcin delovanja E Roˇcni naˇcin vodenja z zmanjšano hitrostjo 100% Roˇcni naˇcin vodenja z maksimalno hitrostjo F E LED signalizacija varnostnih stikal F Ethernet in USB prikljuˇcek Slika 7.3: Operaterski panel na krmilniku Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145 82 7.2 Roˇcna uˇcna naprava FlexPendant Kot uporabniški vmesnik za roˇcno vodenje robota, uˇcenje toˇck in razvoj robotskega programa služi roˇcna uˇcna naprava imenovana FlexPendant. Napravo odlikuje zaslon obˇcutljiv na dotik ter krmilna palica s tremi prostostnimi stopnjami gibanja. G C B E H A Konektor B Zaslon obˇcutljiv na dotik (ang. Touch Screen) C Tipka za izklop v sili D Omogoˇcitvena tipka (stisk do polovice!) E Krmilna palica za roˇcno vodenje F “Hold-to-Run” gumba G Uporabniško programabilne tipke H Tipke za testno izvajanje programa: START, KORAK NAPREJ, KORAK NAZAJ, STOP Slika 7.4: Roˇcna uˇcna naprava FlexPendant ˇ ˇ 7.2 ROCNA UCNA NAPRAVA FLEXPENDANT 83 A ABB meni (programi, nastavitve in aplikacije) B Statusna vrstica (informacije o sistemu in sporoˇcilih) C Osrednji prikaz aplikacij D Tipka za zapiranje trenutnega pogleda ali aplikacije E Orodna vrstica za prikaz odprtih pogledov ali aplikacij F Hitri meni - bližnjica do roˇcnega vodenja in nastavitev Slika 7.5: Delovno okno roˇcne uˇcne naprave FlexPendant Slika 7.6: Izhodišˇcni meni ABB Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145 84 7.3 Roˇcno vodenje robota Roˇcno vodenje je naˇcin vodenja robota s pomoˇcjo krmilne palice. Robot lahko roˇcno vodimo glede na položaje sklepov ali glede na razliˇcne koordinatne sisteme. Izbrano delovanje gibanja in/ali koordinatnega sistema doloˇca naˇcin premikanja robota. V linearnem naˇcinu gibanja se toˇcka središˇca orodja (TCP - tool center point) premika po ravni cˇ rti v prostoru, oz. v smeri osi izbranega koordinatnega sistema. V naˇcinu gibanja “os-za-osjo” pa se premika doloˇcena os robota. Ker ima krmilna palica tri prostostne stopnje gibanja, lahko naenkrat spreminjamo pozicijo le treh koordinat. V oknu za roˇcno vodenje (ang. Jogging), do katerega dostopamo preko glavnega menija ABB, so prikazani parametri roˇcnega vodenja: A Izbrana enota - robot B Popolna natanˇcnost C Izbran naˇcin gibanja D Izbran koordinatni sistem A B C D E F G H I E Izbrano orodje J F Izbran “work-object” K G Izbrano breme L H Izbrana zapora usmerjanja krmilne palice I Izbira inkrementov premika J Izpis pozicij posameznih osi K Format izpisa pozicij L Prikaz smeri krmilne palice Slika 7.7: Meni za roˇcno vodenje Jogging ˇ 7.3 ROCNO VODENJE ROBOTA 85 2 Dostop do okna: A B C D 1 Hitri meni 2 Roˇcno vodenje E F G H 1 A-D Izbira koordinatnega sistema: A World - vodenje glede na referenˇcni koordinatni sistem (enak kot bazni) B Base - vodenje glede na bazni koordinatni sistem E-H Izbira naˇcina roˇcnega vodenja: E Axis 1-3 - vodenje osi sklepov 1, 2 in 3 F Axis 4-6 - vodenje osi sklepov 4, 5 in 6 C Tool - vodenje glede na koordinatni sistem orodja G Linear - vodenje vrha robota vzdolž osi izbranega koordinatnega sistema D Work Obj - vodenje glede na uporabniški koordinatni sistem (ang. work object) H Reorient - vrtenje vrha robota okrog osi izbranega koordinatnega sistema Slika 7.8: V oknu za izbiro naˇcina gibanja roˇcnega vodenja izbiramo koordinate vzdolž katerih vodimo robot s pomoˇcjo krmilne palice 2 Dostop do okna: 1 Hitri meni 2 Nastavitev koraka premika 1 Slika 7.9: V oknu za izbiro koraka premika izbiramo med zveznim gibanjem in postopnim premikanjem za natanˇcno pozicioniranje (v majhnih, srednjih ali velikih korakih) Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145 86 7.4 Kalibracija orodja Orodje je objekt, ki ga namestimo na vrh robota. Orodje je potrebno definirati s toˇcko TCP (Tool Center Point), ki podaja lego vrha orodja glede na zadnji segment robota. Koordinatni sistem orodja je definiran glede na pozicijo, orientacijo in geometrijo orodja. Gibanje glede na koordinatni sistem orodja uporabljamo kadar robot izvaja operacije navijanja, vrtanja ali gibanja po krožnici. Slika 7.10: Koordinatni sistem na vrhu orodja 7.4.1 Kreiranje orodja korak 1 Dostop: ABB>Jogging>Tool>New korak 2 Name: izberi ime orodja korak 3 Scope: doseg naj bo globalni (za vse module) korak 4 Storage type: izberi persistent korak 5 ostalo nespremenjeno Slika 7.11: Kreiranje orodja 7.4 KALIBRACIJA ORODJA 87 7.4.2 Nastavljanje parametrov orodja korak 1 Dostop: ABB>Jogging>Tool>Edit>Change Declaration korak 2 Nastavite maso orodja na 1 kg Slika 7.12: Spreminjanje parametrov orodja 7.4.3 Definiranje orientacije orodja korak 1 Dostop: ABB>Jogging>Tool>Edit>Define korak 2 Izberite želeno metodo: TCP & Z korak 3 Izberite število približevalnih toˇck: 4 korak 4 Roˇcno vodite robot v isto pozicijo s štirimi razliˇcnimi orientacijami (glej sliko 7.17). Vsako potrdite z Modify Position. korak 5 Roˇcno doloˇcite toˇcko Elongator Point Z, ki doloˇca smer z osi. Potrdite z Modify Position. korak 6 Doloˇcitev orientacije zakljucˇ ite s potrditvijo OK Slika 7.13: Doloˇcanje orientacije orodja 88 Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145 Slika 7.14: Doloˇcanje orientacije orodja s štirimi razliˇcnimi legami 7.5 UPORABNIŠKI KOORDINATNI SISTEM - “WORK OBJECT” 7.5 89 Uporabniški koordinatni sistem - “Work object” “Work object” je koordinatni sistem s posebnimi lastnostmi, ki so mu prirejene. Veˇcinoma se uporablja za poenostavitev programiranja, ko urejamo programe, zaradi prenastavitev doloˇcenih opravil, procesov objektov, itd. “Work objecti” so velikokrat ustvarjeni za poenostavitev premikanja vzdolž površin objektov. Lahko jih ustvarimo veˇc, zato je potrebno vedno izbrati glede na katerega izvajamo gibanje. Aktiven koordinatni sistem izberemo v meniju ABB>Jogging>Workobject. 7.5.1 Kreiranje uporabniškega koordinatnega sistema korak 1 Dostop: ABB>Jogging>Workobject>New korak 2 Name: izberi ime koordinatnega sistem korak 3 Scope: doseg naj bo globalni (za vse module) korak 4 Storage type: izberi persistent korak 5 ostalo nespremenjeno Slika 7.15: Kreiranje uporabniškega koordinatnega sistema 7.5.2 Definiranje lege uporabniškega koordinatnega sistema korak 1 Dostop: ABB>Jogging>Workobject>Edit>Define korak 2 Izberite želeno metodo: User method: 3 points korak 3 Roˇcno vodite robot v dolocˇ itvene toˇcke (glej sliko 7.19). Vsako potrdite z Modify Position. korak 4 Doloˇcitev orientacije zakljucˇ ite s potrditvijo OK Slika 7.16: Doloˇcanje lege uporabniškega koordinatnega sistema 90 Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145 Slika 7.17: Definiranje lege uporabniškega koordinatnega sistema s tremi toˇckami 7.6 PROGRAMSKI UREJEVALNIK - “PROGRAM EDITOR” 7.6 91 Programski urejevalnik - “Program editor” Dostop: ABB > Program Editor > Tasks and Programs > File Kreiranje programa File > New Program Nalaganje programa File > Load Program Shranjevanje programa File > Save Program As Preimenovanje programa File > Rename Program Brisanje programa File > Delete Program 7.6.1 Vrivanje ukazov Dostop: ABB > Program Editor > Tasks and Programs > Add Instruction Nabor ukazov izbiranje Common pod opcijo Vrivanje ukaza izbira ikonce ukaza 7.6.2 Osnovni ukazi za gibanje Za programsko vodenje uporabljamo tri osnovne ukaze z razliˇcno interpolacijo. Ukaz MoveJ je ukaz pri katerem je izvršen gib v konˇcno toˇcko glede na interpolacijo v koordinatah posameznih sklepov. Ukaz MoveL izvrši premik v konˇcno toˇcko po premici. Ukaz MoveC pa izvrši premik v konˇcno toˇcko preko vmesne toˇcke po krožnici. Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145 92 MoveJ p10, v1000, z50, tool0; Končna točka p10 Začetna točka MoveL p10, v1000, z50, tool0; Končna točka Začetna točka p10 MoveC p5, p10, v1000, z50, tool0; Točka na krožnici p5 p10 Končna točka Začetna točka Slika 7.20: Osnovni naˇcini gibanja: a) gibanje v koordinatah sklepov, b) gibanje po premici in c) gibanje po krožnici 7.6 PROGRAMSKI UREJEVALNIK - “PROGRAM EDITOR” 93 Trajektorijo gibanja tvori veˇc vmesnih toˇck. V vmesnih toˇckah lahko robot izbrano lego dosega toˇcno ali pa vmesno toˇcko samo preleti. Na sliki 7.21 sta predstavljena oba primera. Obmoˇcje zaokroževanja je doloˇceno s parametrom z50, kjer številka pomeni polmer kroga zaokroževanja v mm. Via točka Ustavitvena točka x cona v mm x p10 x x x p10 x MoveL p10, v1000, fine, tool0; MoveL p10, v1000, z50, tool0; Slika 7.21: Možnost gibanja v vmesnih toˇckah 7.6.3 Uˇcenje in poimenovanje toˇck leg V procesu uˇcenja trajektorije gibanja robota robot roˇcno vodimo z lege na lego. Na želeni legi, ki naj jo robot dosega med izvajanjem programa, v program vrinemo programsko vrstico v kateri je trenutna ˇ želimo trenutno lego poimenovati, da jo lahko npr. uporabljamo veˇckrat lega robota oznaˇcena z ∗. Ce v programu, to storimo preko menija ABB>Program Data>robotarget>New. Nauˇcene lege je možno tudi urejati. Dostop: ABB > Program Data > robtarget > Kreiranje leg New: Urejanje leg Edit 94 Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145 7.6.4 Krmiljenje vhodno/izhodnih linij Dostop: ABB > Program Editor > Add Instruction > Vklop digitalnega izhoda Set Vklop digitalnega izhoda Reset Slika 7.23: Krmiljenje vhodno/izhodnih linij 7.6.5 Urejanje programskih vrstic Dostop: ABB > Program Editor > Tasks and Programs > Edit Urejanje vrstic kopiranje, brisanje, komentiranje vrstic Spreminjanje argumentov ukaza izbira Change selected Slika 7.24: Urejanje programskih vrstic 7.6 PROGRAMSKI UREJEVALNIK - “PROGRAM EDITOR” 95 7.6.6 Testiranje programa Ko je z roˇcnim vodenjem in vrivanjem vrstic program razvit, ga najprej preizkusimo v testnem naˇcinu. Programske ukaze izvajamo korak po koraku kot to prikazuje spodnja slika 7.25. Programski kazalec na zaˇcetek PP to Main Izvajanje po programskih korakih izbira omogoˇcitvene tipke ter tipke > KORAKN AP REJ Slika 7.25: Testiranje programa 7.8 IZVEDBA NALOGE 7.8 97 Izvedba naloge Nauˇcite se osnovnega rokovanja z industrijskim robotom ABB IRB 1600-7/145. Pri uvajanju preizkusite: • roˇcno vodenje robota s pomoˇcjo upravljalne palice v razliˇcnih koordinatnih sistemih, • uˇcenje toˇck, • definiranje orodja, ki je pripeto na robot, • ukaze za linerno in krožno gibanje, • krmiljenje vhodno/izhodnih linij. Za nalogo praktiˇcnega dela razvijte robotski program za izvajanje simuliranega varjenja dveh cilindrov. Varjenje izvedite z laserskim orodjem, ki je pripeto na vrhu robota (glej sliko 7.26). Za ta namen definirajte varilno orodje, uporabniški koordinatni sistem v vogalu nosilne plošˇce ter izvedite trajektorije gibanja na testnem objektu vzdolž posameznih robov in znotraj krožnice.