InstrukcjaRoboWorks(1), inż. BHP, V semestr
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Automatyzacja i robotyzacja
procesów produkcyjnych
Instrukcja laboratoryjna
Podstawy robotyki – program
RoboWorks
Opracował: mgr inż. Wojciech Błotnicki
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami robotyki
oraz przedstawienie programu do wizualizacji modeli robotów RoboWorks.
Wprowadzenie.
Podczas ćwiczenia studenci będą pracować z oprogramowaniem RoboWorks. Na stronie
autora oprogramowania (Chetana Kapoora –
znajduję się
darmowa werjsa programu RoboWorks Demo Version 3.0, jest to pełna wersja
oprogramowania z przykładami oraz ''Helpem'' jednakże nie pozwala ona na zapisanie
stworzonych projektów.
Roboty przemysłowe jest to wg internetowej encyklopedii:
Robot przemysłowy – manipulacyjny robot przemysłowy jest automatycznie
sterowaną, programowaną, wielozadaniową maszyną manipulacyjną o wielu
stopniach swobody, posiadającą właściwości manipulacyjne lub lokomocyjne,
stacjonarną lub mobilną, dla ważnych zastosowań przemysłowych.
Roboty przemysłowe stosuje się w celu zastąpienia ludzi w pracy na stanowiskach
uciążliwych i niebezpiecznych. Najczęściej wykonują one zadania ryzykowne
(np. obsługa prasy lub praca w środowisku agresywnym chemicznie), monotonne
(np. obsługa taśmy produkcyjnej), czy wymagające dużej siły fizycznej (np.
rozładunek, załadunek), bądź wyjątkowej precyzji (np. zaawansowana obróbka
materiałowa).
Drugim ważnym powodem coraz powszechniejszego stosowania robotów w
produkcji jest zyskowność takich inwestycji. Ponieważ po zaprogramowaniu do
wykonywania powtarzających się czynności maszyny te mogą je wykonywać
bezbłędnie przez całą dobę, pozwala to wypracować oszczędności wynikające z
wysokiej jakości produktów i efektywniejszego wykorzystania środków
produkcji. Stąd najbardziej opłacalne jest instalowanie robotów w produkcji
wielkoseryjnej, gdzie skala produkcji jest duża. Dzięki temu osiąga się szybki
zwrot kosztów inwestycji
Roboty pracują szybciej, precyzyjnie, wydajniej oraz się nie męczą, jednakże są to ''nie
myślące'' maszyny i stąd konieczne jest zapoznanie się z ich budową i sposobem działania.
Np. wkroczenie osoby w przestrzeń roboczą manipulatora może spowodować jej śmierć,
robot nie ''zauważy'' że ktoś stoi na jego drodze tylko będzie wykonywał zaprogramowaną
czynność uderzając w ''przeszkodę'' na swojej drodze.
Zasadnicze elementy składowe robota przemysłowego to:
• mechaniczny zespół wykonawczy (z napędami sterowanymi numerycznie);
• podręczny programator (Teach Pendant);
• zintegrowana szafa sterownicza (Controller).
Mechaniczny zespół wykonawczy (to będzie przedmiotem laboratorium)
Składa się z osi i ramion poruszanych za pomocą serwonapędów. Charakteryzują go
następujące parametry:
•
Liczba swobodnych osi ruchu (stopni swobody)
- standardowo od 2 do 6. Decyduje ona o
możliwościach ruchu, a tym samym o wykonywanych przez robota czynnościach. Każda z osi
ruchu ma ograniczenia związane z ruchem obrotowym - ilością stopni (w rozumieniu kąta -
np. oś J1 na rys. 2 ma ograniczenie 340).
• Udźwig - maksymalny ciężar, jaki robot może podnieść i przemieszczać.
•
Obszar roboczy
- przestrzeń, w ramach której robot może operować (np. sięgnąć
chwytakiem).
• Powtarzalność - parametr związany z precyzją ruchu - dokładność, z jaką robot powróci do
żądanego punktu w przestrzeni.
• Prędkość ruchu - maksymalna prędkość, z jaką można poruszać poszczególnymi osiami
ruchu, podawana w /s lub w mm/s.
Przebieg ćwiczenia.
Zadania do wykonania:
Zadanie 1 – zapoznanie z interfejsem programu
Zapoznać się z dodatkami (na końcu instrukcji):
Podstawy projektowania modelu manipulatora
Opis struktury programu RoboWorks
Uruchomić program RoboWorks oraz otworzyć przykład
Kuka
(File -> Open...)
Zapoznać się z oknem wizualizacji robota
(Kuka:1
), sposobem wyświetlania, obrotu,
skalowania oraz przesuwania robota.
Prawy guzik myszy ->
Iteractive mode
:
Rotation
– lewy przycisk myszy uaktywnia rotację brył w oknie podglądu wokół osi
X i Y układu bazowego,
Translation
– lewy przycisk myszy uaktywnia translację brył w oknie podglądu
wzdłuż osi X i Y układu bazowego,
Zooming
– lewy przycisk myszy uaktywnia zmianę wielkości brył w oknie podglądu,
Picking
– pozwala na szybki dostęp do edycji atrybutów wskazanej bryły.
Zapoznać się z oknem drzewa robota
(Kuka:2
)
Zapoznać się z sposobem poruszania członami robota
Kuka
klawisze numeryczne 1-6 uruchamiają poszczególne stopnie swobody (klawisz
numeryczny – ruch ''do przodu''; shift + klawisz numeryczny – ruch ''do tyłu'')
Czy zakres ruchów 3-go stopnia swobody jest odpowiednio dobrany? Jeśli nie to
ustawić właściwy zakres.
W oknie drzewa robota należy znaleźć gałąź odpowiedzialną za 3ci stopień swobody
(
Link3
), a następnie kliknąć w transformację odpowiedzialną za ruch tego ramienia
(
theta
). W zakładce
Name
widzimy nazwę, oś wokół której odbywa się obrót oraz
wartość obrotu aktualną i startową. W zakładce
Control
natomiast znajdują się:
przycisk obsługujący, oraz limity wartości (tu należy wpisać poprawne wartości).
Zadanie 2 – programowanie prostego ruchu modelu robota Kuka
W celu stworzenia prostej animacji ruchu robota należy napisać prosty plik .DAT
który będzie zawierał koordynaty (wartości obrotów, przesunięć kolejnych
transformacji) dla poszczególnych ramion robota.
Aby wiedzieć jak nazywają oraz jak się zmieniają poszczególne stopnie swobody
należy z menu
Animation
wybrać
Monitor
(pojawi się okienko z nazwami oraz
wartościami poszczególnych stopni swobody).
Następnie z menu Animation wybrać opcję
Reset all
spowoduje to wyzerowanie
wszystkich wartości.
Uruchamiać poszczególne elementy robota oraz obserwować w oknie Monitor jak
zmieniają się wartości stopni swobody.
Za pomocą notatnika utworzyć plik animacji robota Kuka1.DAT
Otworzyć notatnik oraz wkleić do niego następującą sekwencje ruchów:
KukaTheta-1 KukaTheta-2 KukaTheta-3 KukaTheta-4 KukaTheta-5 KukaTheta-6
0 0 0 0 0 0
-10 0 0 0 0 0
-20 0 0 0 0 0
-30 0 0 0 0 0
-40 0 0 0 0 0
-50 0 0 0 0 0
-60 0 0 0 0 0
-60 10 0 0 0 0
-60 20 0 0 0 0
-60 30 0 0 0 0
-60 40 0 0 0 0
-60 50 0 0 0 0
-60 60 0 0 0 0
-60 60 10 0 0 0
-60 60 20 0 0 0
-60 60 30 0 0 0
-60 50 30 0 0 0
-60 40 30 0 0 0
-60 30 30 0 0 0
-60 20 30 0 0 0
Zapisać plika jako Kuka1.dat
Wczytać utworzony przez siebie plik (Animation -> From file)
Ustawić parametry animacji (Speed rate: 1; Time Delay: 200), a następnie włączyć
animację.
Zadanie 3 – model prostego robota o 2 stopniach swobody
Utworzyć nowy projekt (File -> New)
Utworzyć poszczególne elementy robota (podstawa, ramie1, ramie2)
- w oknie drzewa zaznaczyć Root,
- z menu
Edit
wybrać obcję
Insert After
,
- wybrać zakładkę
Other
i wybrać grupę,
- wpisać nazwę grupy (Podstawa) i kliknąć OK,
- w onknie drzewa zaznaczyć Podsawe, kliknąć Insert After (menu Edit) i utworzyć
Ramie1, a następnie w ten sam sposób Ramie2.
Utworzyć elementy podstawy
- w oknie drzewa zaznaczyć Podstawę, następnie z menu Edit wybrać opcję
Insert
Child
,
- z zakładki Shape wybieramy Cube i wpisujemy dane do formularza jak na rys:
Utworzyć elementy pierwszego ramienia
- w oknie drzewa zaznaczyć Ramie1, wybrać Insert Child, a następnie z zakładki
Transformation
wybrać
Translation
oraz wypełnić formularz w następujący sposób:
- dodać bryłę ramienia pierwszego: podświetlić (w oknie drzewa) TRANSLATION ->
z menu Edit Insert Child -> wybrać Cube oraz wypełnić formularz:
[ Pobierz całość w formacie PDF ]