Programowanie robotów przemysłowych.pdf

Programowanie robotów przemysłowych Fanuc Robotics

Jednym z istotnych zagadnie ı , z jakim stykaj Ģ si ħ współczesne przedsi ħ biorstwa produkcyjne,

jest konieczno Ļę szybkiej zmiany produkowanego asortymentu wyrobów. Przezbrojenie linii

produkcyjnej cz ħ sto poci Ģ ga za sob Ģ konieczno Ļę zmiany programów steruj Ģ cych

poszczególnych urz Ģ dze ı , w tym równie Ň robotów przemysłowych. Bardzo istotnym

elementem w tym wypadku jest czas przestoju linii – im jest on krótszy, tym mniejszy jest

jego negatywny wpływ na opłacalno Ļę produkcji. Przy okazji zmniejszeniu mo Ň e ulec

równie Ň czas dostarczenia do klienta zamówionego produktu. Cz ħ sto jest i tak, Ň e produkcja

jednego rodzaju komponentu musi by ę rozpocz ħ ta tu Ň po uko ı czeniu wytwarzania innego,

wskutek czego nie ma praktycznie w ogóle czasu na przeprogramowanie robotów. Konieczne

staje si ħ w takim przypadku znalezienie rozwi Ģ zania, które pozwoli radykalnie upro Ļ ci ę i

przyspieszy ę t ħ operacj ħ .

Firma FANUC Robotics wyszła naprzeciw tym wymaganiom, oferuj Ģ c dwa pakiety

oprogramowania, których zadaniem jest wspomaganie programowania robotów. W

niniejszym artykule przedstawimy krótko ich mo Ň liwo Ļ ci a nast ħ pnie przybli Ň ymy

programowanie i symulowanie pracy robota na przykładowej aplikacji paletyzuj Ģ cej.

Oprogramowanie narz ħ dziowe

Firma Fanuc Robotics dla swoich robotów oferuje dwa pakiety oprogramowania: WinOLPC

(lub w wersji rozszerzonej WinOLPC+) oraz ROBOGUIDE SimPRO.

Pierwszy z nich jest prostym narz ħ dziem słu ŇĢ cym do stworzenia programu steruj Ģ cego, a

nast ħ pnie jego zapisania w formacie odpowiednim dla robota, bez mo Ň liwo Ļ ci przetestowania

gotowego programu. Rozszerzona wersja programu WinOLPC+ umo Ň liwia jedynie podgl Ģ d

punktów w przestrzeni 3D na ekranie monitora.

Drugi pakiet oprogramowania, ROBOGUIDE SimPRO, jest kompletnym wirtualnym

Ļ rodowiskiem przeznaczonym do tworzenia i testowania programów dla robotów.

Oprogramowanie to umo Ň liwia symulowanie na ekranie komputera PC ruchów robota

wykonuj Ģ ce program steruj Ģ cy. W skład pakietu wchodzi wirtualny r ħ czny programator – rys.

1 (wygl Ģ daj Ģ cy i zachowuj Ģ cy identyczn Ģ funkcjonalno Ļę jak urz Ģ dzenie rzeczywiste),

wirtualny kontroler robota oraz trójwymiarowe Ļ rodowisko graficzne, odpowiedzialne za

wizualizacj ħ jego pracy.

Rys. 1. Wirtualny r ħ czny programator oprogramowania ROBOGUIDE

U Ň ytkownik oprogramowania dysponuje kompletn Ģ baz Ģ danych robotów i dodatkowych

komponentów, pocz Ģ wszy od ró Ň norodnych chwytaków, przez urz Ģ dzenia współpracuj Ģ ce

(takie jak stoły i przeno Ļ niki ta Ļ mowe), a sko ı czywszy na paletach i paczkach. Baza ta

zawiera informacje o działaniu i wygl Ģ dzie tych elementów, dzi ħ ki czemu symulowane

Ļ rodowisko pracy robota mo Ň e by ę przygotowane bardzo realistycznie i idealnie oddawa ę

wygl Ģ d i działanie rzeczywistego systemu produkcyjnego. W razie potrzeby istnieje równie Ň

mo Ň liwo Ļę importu własnych modeli komponentów, na przykład z oprogramowania CAD.

ROBOGUIDE daje m.in. mo Ň liwo Ļę weryfikacji zasi ħ gu robota, sprawdzenia przestrzeni

kolizyjnej z otoczeniem oraz dokładnego okre Ļ leniu czasu cyklu. Program pozwala na

dokonywanie rozmaitych symulacji, których celem mo Ň e by ę sprawdzenie wielu wariantów

algorytmu steruj Ģ cego i jego wydajno Ļ ci, a w szczególno Ļ ci dostrze Ň enie konieczno Ļ ci

wprowadzenia usprawnie ı i optymalizacji. Wszystko to mo Ň na zrealizowa ę w Ļ rodowisku

całkowicie wirtualnym, bez konieczno Ļ ci ponoszenia du Ň ych kosztów na zakup elementów

stanowiska, a nawet samego robota. Dodatkow Ģ funkcj Ģ jest mo Ň liwo Ļę zrealizowania filmu

prezentuj Ģ cego prac ħ symulowanego robota, który mo Ň e by ę doskonał Ģ demonstracj Ģ

mo Ň liwo Ļ ci przygotowywanego stanowiska.

Oprogramowanie ROBOGUIDE polecane jest u Ň ytkownikom, dla których nawet minimalne

przestoje w produkcji s Ģ bardzo kosztowne, a jednocze Ļ nie zmiany dokonywane w

programach steruj Ģ cych s Ģ cz ħ ste. U Ň ycie tego oprogramowania pozwala na zredukowanie

czasu przestoju do minimum – po symulacyjnym przetestowaniu aplikacji wystarczy

przenie Ļę programy steruj Ģ ce do robota.

Przykładowa aplikacja

Po tym wst ħ pie, przechodzimy do przygotowania przykładowej aplikacji za pomoc Ģ

oprogramowania ROBOGUIDE.

Załó Ň my, Ň e naszym zadaniem jest przygotowanie prostej symulacji, w której robot b ħ dzie

przenosił pudełko ze stołu na palet ħ . Oczywi Ļ cie, po przetestowaniu, program steruj Ģ cy mo Ň e

zosta ę wgrany do fizycznego układu robotowego.

Po zainstalowaniu i uruchomieniu Ļ rodowiska (wersja demonstracyjna dost ħ pna u

dystrybutora, w firmie ASTOR) tworzymy nowy projekt. W tym celu z menu "File"

wybieramy pozycj ħ "New Cell", konfiguruj Ģ c podstawowe parametry naszego projektu. W

tym zadaniu pomaga 8-punktowy kreator "Workcell Creation Wizard" - rys. 2.

Rys. 2. Kreator ''Workcell Creation Wizard''

W poszczególnych krokach wykonujemy nast ħ puj Ģ ce czynno Ļ ci:

krok 1 – ustalamy nazw ħ projektu,

krok 2 - projektujemy wirtualnego robota - tworzymy nowego robota, wykorzystujemy dane z

kopii bezpiecze ı stwa lub tworzymy kopie robota z innego projektu,

krok 3 - wybieramy oprogramowanie, w które wyposa Ň ony ma by ę robot - wa Ň ne jest, aby

zwróci ę uwag ħ , Ň e domy Ļ lne ustawienie to "Handling Tool" w wersji ameryka ı skiej,

krok 4 - wybieramy rodzin ħ i typ robota, dla którego chcemy pisa ę program,

krok 5 - wybieramy wersj ħ oprogramowania systemowego, w które wyposa Ň ony jest robot -

ten punkt jest istotny, je Ň eli to co przygotujemy w oprogramowaniu ROBOGUIDE, b ħ dziemy

przesyła ę do istniej Ģ cego rzeczywi Ļ cie robota, wtedy wa Ň na jest zgodno Ļę wersji,

krok 6 - konfiguracja zewn ħ trznych osi, w które ma by ę wyposa Ň ony robot,

krok 7 - opcje robota - pami ħ ta ę nale Ň y, Ň e domy Ļ lne ustawienie "Robot Languages" jest w

j ħ zyku japo ı skim,

krok 8 - podsumowanie.

W ten sposób przygotowali Ļ my Ļ rodowisko i robota.

Przygotujmy teraz elementy z otoczenia robota oraz detal, który b ħ dziemy przenosi ę .

Aby doda ę zarówno stół jak i palet ħ klikamy prawym klawiszem myszki w oknie "Cell

Browser" na "Fixture" i wybieramy "Add Fixture -> CAD Library" - rys. 3. W ten sposób

wywołujemy bibliotek ħ gotowych elementów dostarczonych razem z oprogramowaniem

ROBOGUIDE. Z tej biblioteki wybieramy zarówno stół, jak i palet ħ , która spełnia zało Ň enia

naszego projektu. Je Ň eli w Ļ ród gotowych elementów nie mo Ň emy znale Ņę wła Ļ ciwego,

mo Ň emy wskaza ę Ļ cie Ň k ħ dost ħ pu do miejsca, gdzie znajduj Ģ si ħ pliki z rozszerzeniami CSB

lub IGS - klikamy prawym klawiszem myszki w oknie "Cell Browser" na "Fixture" i

wybieramy "Add Fixture -> CAD File". W ten sposób mo Ň emy rozbudowywa ę nasz Ģ

wirtualn Ģ przestrze ı o dowolne elementy.

Rys. 3. Dodawanie elementów z biblioteki ROBOGUIDE.

Dodany "stół" i "palet ħ " umieszczamy w odpowiednim miejscu w przestrzeni roboczej robota.

Teraz dodajmy pudełko, które b ħ dzie elementem przenoszonym przez robota, czyli typu

"Parts". W tym celu klikamy prawym klawiszem myszki w oknie "Cell Browser" na "Add

Part -> Box". Po wykonaniu tej operacji w przestrzeni pojawi si ħ element, który b ħ dzie

widoczny tylko w trakcie uczenia robota, natomiast nie b ħ dzie widoczny w trakcie symulacji -

rys. 4.

Rys. 4. Dodawanie elementów typu ''Parts'' i wła Ļ ciwo Ļ ci elementów.

Ka Ň dy element, który znajduje si ħ w przestrzeni naszego projektu ma swoje wła Ļ ciwo Ļ ci.

Okno z wła Ļ ciwo Ļ ciami wywołujemy dwukrotnie klikaj Ģ c na dany element w oknie "Cell

Browser". Tak Ň e wła Ļ nie dodane przez nas "pudełko" ma swoje wła Ļ ciwo Ļ ci - rys. 4. Ustalmy

wymiary pudełka na: Size in X: 430 mm; Size in Y: 430 mm; Size in Z: 250 mm.

Aby robot mógł przenosi ę "pudełko", musimy go wyposa Ň y ę w chwytak. W tym celu

podwójnie klikamy w oknie "Cell Browser" na "Robot Controllers -> Robot Controller1 ->

GP:1-R2000iA/165F -> Tooling -> UT:1(Eoat1)" - rys. 5.

Rys. 5. Konfiguracja chwytaka - cz ħĻę 1.

Nast ħ pnie w ramach wła Ļ ciwo Ļ ci tego elementu na zakładce "General" w polu "Primary

CAD" pokazujemy Ļ cie Ň k ħ dost ħ pu do pliku z rozszerzeniem CSB lub IGS z chwytakiem w

pozycji otwartej (przykładowe chwytaki s Ģ dostarczone razem z oprogramowaniem

ROBOGUIDE). Po klikni ħ ciu na "Apply" chwytak zostanie umieszczony na ko ı cu 6 osi

robota, ale aby był wła Ļ ciwie ustawiony w przestrzeni musimy obróci ę go o - 90° dookoła osi

X - rys. 5. Je Ň eli chwytak ma działa ę prawidłowo musimy skonfigurowa ę pozostałe jego

wła Ļ ciwo Ļ ci. Na zakładce "UTOOL" ustawiamy Tool Center Point (TCP) narz ħ dzia. W

naszym przypadku przesuni ħ cie tego punktu wzgl ħ dem domy Ļ lnego (koniec 6 osi robota)

wynosi 920 mm wzdłu Ň osi Z. Na zakładce "Parts" tworzymy powi Ģ zanie pomi ħ dzy

chwytakiem i "pudełkiem" oraz definiujemy przesuni ħ cie, z jakim b ħ dzie pokazywane w

trakcie symulacji "pudełko", gdy b ħ dzie przenoszone przez robota - rys. 6.

Rys. 6. Konfiguracja chwytaka - cz ħĻę 2.

Na zakładce "Simulation" w polu "Actuated CAD" pokazujemy Ļ cie Ň k ħ dost ħ pu do pliku z

chwytakiem w pozycji zamkni ħ tej - rys. 7. Ostatecznie, aby chwytak w trakcie symulacji

mógł działa ę prawidłowo, powinien mie ę dwie reprezentacje w postaci dwóch plików z

rozszerzeniami CSB lub IGS. Jedn Ģ dla pozycji otwartej, a drug Ģ dla pozycji zamkni ħ tej. I tak

nasz chwytak z pozycji otwartej jest zapisany w pliku "36005f-200.IGS", natomiast w pozycji

zamkni ħ tej w pliku "36005f-200-3.IGS". Poni Ň ej pola "Actuated CAD" mamy dwa przyciski

"Open" i "Close", które pozwalaj Ģ nam sprawdzi ę , zasymulowa ę zachowanie chwytaka - rys.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: