Zapoznanie się z budową, , zasadą działania robota ramieniowego

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
INSTYTUT MASZYN, NAPĘDÓW I POMIARÓW
ELEKTRYCZNYCH
Laboratorium
Napędu Robotów
Wieloosiowy liniowy napęd pozycjonujący – robot
ramieniowy RV-2AJ
CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania robota ramieniowego
RV-2AJ firmy MITSUBISHI oraz wykonanie w programie COSIMIR programu sterowania
robotem dla przykładowego procesu paletyzacji elementów na stanowisku laboratoryjnym.
WPROWADZENIE
Robotyka przemysłowa zajmuje się zagadnieniami związanymi z zastosowaniem
robotów do automatyzacji takich procesów, jak: montaŜ, odlewnictwo, spawalnictwo,
lakiernictwo, obsługa pras i wiele innych procesów, które wymagają duŜego wysiłku
fizycznego, a takŜe są szkodliwe i niebezpieczne dla obsługującego je człowieka.
Zastosowanie robotów przemysłowych w ostatnich latach wykracza poza przemysł
elektromaszynowy i wkracza do takich przemysłów, jak górnictwo, lotnictwo, rolnictwo,
transport, łączność, chemia czy leśnictwo.
PODSTAWOWE OKREŚLENIA I PODZIAŁ ROBOTÓW
Podstawowe definicje związane z robotami przemysłowymi (wg normy ISO 8373).
Manipulator (przemysłowy) - urządzenie przeznaczone do wspomagania lub całkowitego
zastąpienia człowieka przy wykonywaniu czynności manipulacyjnych w przemysłowym
procesie produkcyjnym, sterowane ręcznie lub automatycznie za pomocą własnego układu
sterującego stałoprogramowanego lub zewnętrznego układu sterującego.
Robot (przemysłowy) - urządzenie automatyczne przeznaczone do wykonywania czynności
manipulacyjnych w przemysłowym procesie produkcyjnym, mające układ ruchu składający
się co najmniej z trzech zespołów ruchu i własny układ sterujący programowalny.
RóŜnica między manipulatorem a robotem jest następująca: manipulator wykonuje
zamknięty cykl ruchów powtarzalnych, na ogół ma on sztywny program (z reguły zmiana
programu pracy manipulatora wymaga fizycznych zmian w jego konstrukcji), robot natomiast
moŜe realizować duŜą liczbę róŜnorodnych czynności manipulacyjnych za pomocą sygnałów
generowanych w programowalnym układzie sterowania. Wykonuje on najczęściej
powtarzalny, ale mogący ulec zmianie odpowiednio do zmiany programu, stanu środowiska
lub podanej informacji, cykl ruchów manipulacyjnych lub/i lokomocyjnych. Robot ponadto
wykorzystując swoje układy wejść/wyjść moŜe pełnić rolę nadrzędną w stosunku do urządzeń
technologicznych, z którymi współpracuje.
Przez robotyzację będziemy rozumieli działania mające na celu automatyzację pracy
produkcyjnej za pomocą manipulatorów i robotów.
Mechanizacja polega na zastępowaniu w procesie produkcyjnym pracy fizycznej człowieka
przez pracę maszyn.
ROBOT RV-2AJ
Ogólne informacje
RV-2AJ jest ręko podobnym robotem o
pięciu osiach swobody, wyróŜniającym się
najnowszą technologią zastosowaną przy
konstrukcji ramienia i układu sterowania.
Ten zminiaturyzowany robot umoŜliwia
manipulację i pozycjonowanie obiektów o
wadze do 2 kg.
Jego smukła sylwetka pozwala na prostą
instalację nawet w bardzo małej przestrzeni i
wkomponowanie go w linię produkcyjną. Wysokiej precyzji serwo-silniki AC zapewniają
pewną i bezawaryjną pracę. Technologia absolutnych przetworników połoŜenia pozwala w
kaŜdej chwili na wyłączenie robota i ponowne rozpoczęcie pracy z dokładnie tej samej
pozycji, bez straty czasu na szukanie zerowego punktu odniesienia i unikając tym samym
ryzyka kolizji. Centralnym elementem tego kontrolera jest 64 - bitowe CPU, które w trybie
wielozdaniowym moŜe wykonywać do 32 zadań jednocześnie. Oznacza to, Ŝe gdy RV-2AJ
wykonuje sekwencyjne ruchy, to moŜe on jednocześnie, przez interfejs, odbierać dane o
pozycji, włączać wejścia i wyjścia, dokonywać obliczeń a ponadto wykonywać jeszcze 28
innych zadań jednocześnie! Kontroler robota moŜe być wyposaŜony w dodatkowe karty,
pozwalające na zwiększenie jego stopni swobody, co daje RV-2AJ moŜliwość
nieograniczonych zastosowań. Dla przykładu, przestrzeń robocza moŜe być powiększona
przez dodanie osi linearnej. Pozwoli to efektywnie i tanio zrealizować rozwiązanie w kilku
maszynach, liniach produkcyjnych, przy wymianie narzędzi lub zrobotyzowanych
laboratoriach.
Robot wyposaŜony jest w standardowy interfejs RS-232 oraz 16 cyfrowych I/0 (wejść i
wyjść) niezbędnych do komunikacji z otaczającym go sprzętem. Dodatkowy sieciowy moduł
(z protokołem TCP/IP) pozwala na zintegrowanie RV-2AJ z siecią Ethernet. Wysokie osiągi
tej sieci pozwalają na szybką wymianę danych i bardzo szybkie czytanie oraz wpisywanie
współrzędnych pozycji. Inne cechy wyróŜniające nowy robot i kontroler nowej generacji
Mitsubishi, to łącza z siecią CC-link oraz (w niedalekiej przyszłości) moŜliwość integracji
kontrolera w siecią Profibus.
Konstrukcja robota ramieniowego
4
1 – podstawa
2 – korpus obrotowy
5
3
3 – ramię
4 – przedramię
5 – przegub
2
Manipulacyjne części robota.
Budowa stanowiska oraz roboczego robota.
Robot MOVEMASTER RV-2Aj składa się z:
1) ramienia robota,
2) chwytaka robota (manipulatora)
3) ręcznego panelu sterowania,
4) jednostki sterującej połączonej
przewodami z robotem.
5) osi liniowej
1
Podstawowe parametry techniczne RV-2AJ
Typ robota
Ręko podobny, 5 stopni swobody
Powtarzalność
± 0,02mm
Prędkość J4
2100mm na sekundę
Udźwig ręki
2 kg
Zasięg
410mm
Cyfrowe We/Wy
16/16 (max. 240/240)
Tryby sterowania
Osiowe, liniowa i kołowa interpolacja, wielozadaniowość
Język programowania Język komend MOVEMASTER, MELFA BASIC IV
Pobór mocy
0,7 KVA, 230V AC
ZADANIA DO WYKONANIA:
RV
–2
AJ
1. Wykonanie w programie Cosimir wizualizacji stanowiska pracy robota.
SU
IT
M
SH
BI
I
Schemat stanowiska laboratoryjnego
2. Zaprogramowanie pracy robota w języku MelfaBasicIV:
2.1. Przeniesienie trzech elementów (klocków) z PALETY A na PALETĘ B po
wskazanej przez prowadzącego trajektorii oraz wskazanej kolejności przenoszonych
elementów.
2.2. Przeniesienie trzech elementów (klocków) z PALETY B na PLANSZĘ po wskazanej
przez prowadzącego trajektorii oraz wskazanej kolejności przenoszonych elementów.
2.3. UłoŜenie kolejnych elementów (klocków oraz walców) na wcześniej przeniesionych
klockach w sposób pokazany na rysunku:
3. Zaprogramowanie robota do wykonywania ciągłej pracy z dostępnymi elementami.
4. Sporządzenie sprawozdania z wykonanego ćwiczenia.
Pytania kontrolne
1. Robot – wyjaśnić pojęcie oraz podać przykłady zastosowań.
2. Omówić budowę robotów ramieniowych.
3. Wyjaśnić pojęcie manipulator, manipulacja, robot – wyjaśnić róŜnice, podać
przykłady.
4. Wyjaśnić pojęcie mechanizacja, automatyzacja.
Literatura:
1. W. Henno “Sterowanie robotami przemysłowymi”, 2002;
2. Marwick Manufacturing Group “Introduction to industrial robots”;
3. Barbara Krasnoff “ROBOTS: REEL TO REAL”, 1982;
4. http://www.telemanipulators.com/