Zapoznanie się z budową, zasadą działania robota typu SCARA

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
INSTYTUT MASZYN, NAPĘDÓW I POMIARÓW
ELEKTRYCZNYCH
Laboratorium z Napęd Robotów
Robot precyzyjny typu SCARA
Prowadzący:
Sala 101, budynek A-5
mgr inŜ. Waldemar Kanior
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą sterowania oraz
programowania robotów przemysłowych.
2. Opis stanowiska.
Elementy składowe stanowiska laboratoryjnego
•
robot RP-1AH firmy Mitsubishi oraz kontroler CR1,
•
element wykonawczy – wiertarka oraz elektromagnes,
•
specjalne dodatkowe rozwiązania konstrukcyjne i sprzętowe,
•
komputer z oprogramowaniem sterujące i wspomagającym procesy przemysłowe
(COSIMIR).
Roboty typu SCARA na przykładzie robota RP-1AH firmy MITSUBISHI.
Robot o strukturze kinematycznej SCARA (Selective Compliant Articulated Robot for
Assembly) zostały sklasyfikowane do grupy robotów monolitycznych o szeregowej strukturze
kinematycznej. Roboty te pracują w otwartym łańcuchu kinematycznym opisywanym w
literaturze często jako OOP lub POO (gdzie: O – oznacza połączenie o ruchu obrotowym, a P
– połączenie o ruchu postępowym) w zaleŜności od konfiguracji robota i jego zastosowania.
Ilość liter w zapisie odpowiada ilości członów lub ruchliwości struktury.
Robot ten wyposaŜony jest w cztery serwonapędy prądu przemiennego o mocy 100
W, sterowane za pomocą 64 – bitowego sterownika. Pozycje ustalane są za pomocą
wbudowanych enkoderów. Serwonapęd – bezszczotkowy napęd z silnikami synchronicznymi
z magnesami trwałymi, umoŜliwia sterowanie prędkością, momentem i połoŜeniem.
Głównymi parametrami opisującymi i wpływającymi na budowę manipulatorów i
robotów jest dokładność i powtarzalność. Dokładność manipulatora określa jak blisko
manipulator moŜe dojść do zadanego punktu w przestrzeni roboczej. Powtarzalność jest
wielkością określającą jak blisko manipulator moŜe dojść do pozycji uprzednio osiągniętej.
Parametry robotów przemysłowych:
-
dokładność;
-
powtarzalność;
-
sztywność;
-
wielkość obszaru roboczego.
Tabela 1 Parametry robota RP-1AH.
Parametry
Wartości
Liczba stopni swobody
Rodzaj napędu
Detekcja pozycji
Maksymalne obciąŜenie
Długości ramion
Powierzchnia robocza X,Y
Dopuszczalne
Wysokość osi Z
limity
Obrót końcówki
W osiach X,Y
Maksymalna
W osi Z
prędkość napędów
Obrót końcówki
Czas cyklu
Powtarzalna
W osi X,Y
dokładność
W osi Z
pozycjonowania
Obrót końcówki
Dopuszczalny moment obrotowy
Dopuszczalny zakres temperaturowy
Waga
4
AC servo
Enkoder absolutny
1 [kg]
100 + 140 [mm]
150x105 [mm]
30 [mm]
+ 200 [O]
480 [O/s]
800 [mm/s]
3000 [O/s]
0.28 [s]
+ 0.005 [mm]
+ 0.01 [mm]
+ 0.02 [O]
0.3 x 10-3 [kg*m2]
0 – 40 [OC]
12 [kg]
8 wejść i 8 wyjść cyfrowych do
sterowania róŜnymi urządzeniami
Dodatkowe wyposaŜenie
Robot ten charakteryzuje mała przestrzeń robocza rys. 1 (gdzie: A x B – 105x150mm; C –
234mm; D – 95mm; E – 30mm), a przy tym bardzo duŜa dokładność, determinuje procesy
przemysłowe, do których moŜe być on przeznaczony. Powinny to być zadania wymagające
duŜej precyzji jak na przykład: montaŜ elementów na płytkach elektronicznych, wypalanie
płytek, czy procesy skrawania.
Rys. 1. Widok robota RP-1AH firmy Mitsubishi oraz jego przestrzeń robocza.
3. Przebieg ćwiczenia
a) Zapoznanie się z budową robota precyzyjnego typu SCARA – RP1AH firmy Mitsubishi,
b) Zapoznanie się z układem sterowania i jego oprogramowaniem,
c) Zaprojektowanie i napisanie programu do wykonania poniŜszych
zadań,
d) Sprawdzenie i uruchomienie programu.
4. Zadania do wykonania.
ZADANIE 1.
Napisać program, dzięki któremu robot przeniesie śruby z pudełka A do B (jak na rys.
2.) w kolejności zadanej przez prowadzącego. NaleŜy tak zabezpieczyć programowo proces
by podczas przenoszenia śrub nie uszkodzić makiety palet na podajnikach taśmowych (np.:
przenoszone śruby nie wyciągały innych).
Po wykonaniu tej części zadania naleŜy dopisać program, który przeniesie śruby z powrotem
z B do A. Korzystając z dostępnych materiałów zoptymalizować kod programu by zawierał
jak najmniej wierszy.
2
1
A
3
B
4
3
C
Rys. 2. Makieta palet.
ZADANIE 2.
Tak zmienić program by robot najpierw wywiercał otwory w pudełku B, a następnie
przeniósł śruby tak jak w zadaniu 1. NaleŜy zadbać by podczas czynności wiercenia prędkość
osi postępowej była jak najmniejsza w celu urzeczywistnienia procesu wiercenia.
ZADANIE 3.
Napisać program, dzięki któremu robot wykona przejazd po zadanej trajektorii.
Rys. 3. Przykładowa trajektoria ruchu ramienia robota.
NaleŜy wykorzystać moŜliwość programowania przez zdefiniowanie palety.