Robot przemysłowy IRb–6 Marek Wnuk

Na prawach rekopisu
INSTYTUT CYBERNETYKI TECHNICZNEJ
POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ
Raport serii: Sprawozdania nr
4 2002
Robot przemysłowy IRb–6
Marek Wnuk
Słowa kluczowe: robot, manipulator, sterownik
Wrocław 2002
1 Wstep
Robot IRb–6 [1], [2] jest złożony z cześci manipulacyjnej i szafy sterowniczej. W skład cześci manipulacyjnej wchodza nastepujace podzespoły (rys. 1):
1. przegub (kiść),
2. ramie górne (przedramie),
3. ramie dolne (ramie),
4. korpus obrotowy,
5. podstawa,
6. przekładnia śrubowa toczna Θ,
7. przekładnia śrubowa toczna α,
8. naped ruchu v,
9. naped ruchu t,
10. naped ruchu Θ,
11. naped ruchu α,
12. naped ruchu φ (wewnatrz korpusu).
Rysunek 1: Manipulator IRb–6
1
Manipulator ma pieć obrotowych stopni swobody:
obrót korpusu wzgledem podstawy (φ),
obrót przedramienia (ramienia górnego) (α),
obrót ramienia (ramienia dolnego) (Θ),
pochylanie kiści (przegubu) (t),
skrecanie kiści (przegubu) (v).
Oś każdego stopnia swobody jest napedzana silnikiem elektrycznym pradu stałego z przekładnia i
układem przeniesienia napedu. Każda jednostka napedowa jest wyposażona w elementy pomiarowe
predkości obrotowej (pradnica tachometryczna) i położenia katowego (rezolwer). W szafie sterowniczej znajduja sie układy sterowników mocy wyposażonych w regulatory predkości typu PID z tachometrycznym sprzeżeniem zwrotnym oraz sterowniki położenia osi wykorzystujace sygnały z rezolwerów. Wartości zadane dla sterowników położenia sa dostarczane przez mikroprocesorowy sterownik obsługujacy również pozostałe podzespoły szafy sterowniczej. W pamieci stałej (ROM) sterownika robota IRb-6 jest przechowywany program nadzorczy obsługujacy panel operacyjny (rys. 2), panel programowania (rys. 3), pamieć kasetowa, sterowniki napedów manipulatora, układy wejść/wyjść
dodatkowych i zabezpieczeń. Program użytkowy może być wprowadzony z panelu programowania
lub pamieci kasetowej. Do sterowania wykonaniem wprowadzonego programu wystarcza panel operacyjny.
2 Panel operacyjny
Panel operacyjny (rys. 2) jest umieszczony na przedniej ścianie szafy sterowniczej. Znajdujace sie
na nim przełaczniki i przyciski służa do uruchamiania robota, wybierania trybu pracy, uruchamiania i
zatrzymywania programu, obsługi pamieci kasetowej. Lampki na panelu operacjnym sa przeznaczone
do sygnalizowania trybu pracy robota i stanów awaryjnych.
2.1
Przełaczniki
Sieć umożliwia właczanie napiecia zasilajecego układ sterowania (sygnalizacja żółta lampka Sieć).
Program 1–4 służa do wyboru programu, który ma być edytowany lub uruchamiany w trybie recznym (tylko jeden) lub automatycznym (kilka programów może być wykonywanych kolejno).
Nad wybranymi programami znajduja sie lampki sygnalizacyjne.
Akumulatory pozwala właczyć akumulatory podtrzymujace zawartość pamieci programu użytkowego. Przy ponownym właczeniu zasilania sieciowego (pod warunkiem, ze wyłaczenie nie
trwało dłużej niż 75 min.) nie ma potrzeby ponownego ładowania programu. Utrata programu
jest sygnalizowana czerwona lampka.
2
AKUMULATORY
WYŁ. PRACA/ŁAD.
ṔRACA
PRZEKR.
TEMPERAT.
PRACA
AUTO
PRACA
RECZNA
1
UTRATA
PROGRAMU
BŁAD
WYŁ. ZAŁ.
WYŁ. ZAŁ.
SIEĆ
PRACA
KASOWANIE
STOPU AWAR.
0
STOP
AWARYJNY
CZYTANIE
Z KASETY
WPISYWANIE
NA KASETE
PROGRAM
2
OBSŁUGI
3
4
WYŁ. ZAŁ.
WYŁ. ZAŁ.
SYNCHRONIZACJA START
PROGRAMU
GOTOWOŚĆ
STOP
PROGRAMU
SIEĆ
1
STOP
AWARYJNY
0
1
Rysunek 2: Panel operacyjny robota IRb–6
2.2
Przyciski
Gotowość powoduje właczenie zasilania dla układów elektronicznych regulatorów predkości silników robota i przygotowanie ich do pracy oraz wyłaczenie zasilania silników (sygnalizacja
stanu gotowości żółta lampka wbudowana w przycisk).
Praca pozwala przejść ze stanu gotowości do stanu pracy (włacza zasilanie silników, podświetla
przycisk Praca i gasi Gotowość).
Stop awaryjny jest stabilnym przyciskiem służacym do zatrzymywania robota w sytuacjach awaryjnych. Wyłacza zasilanie silników robota i włacza sygnalizacje stopu awaryjnego (czerwona
lampka).
3
Kasowanie stopu awaryjnego powoduje wyłaczenie stopu awaryjnego (o ile przyczyna została usunieta – w szczególności dotyczy to zwolnienia przycisku Stop awaryjny).
Synchronizacja jest podświetlanym na czerwono przyciskiem służacym do wywołania procedury
doprowadzenia manipulatora do pozycji synchronizacji (rozpoznawanej dzieki czujnikom wbudowanym w poszczególnych napedch). Synchronizacja polega na wykonywaniu przez wszystkie osie robota ruchu w określonym kierunku do chwili otrzymania sygnału z czujnika. Po
osiagnieciu położenia ”zerowego” przez wszystkie osie nastepuje zainicjalizowanie liczników
pozycji w sterownikach napedów i zgaszenie lampki. Od tej chwili sterownik zlicza pozycje
robota (w trybie pracy i gotowości). Przeprowadzenie synchronizacji jest konieczne po każdym
właczeniu robota, a także po zatrzymaniu awaryjnym. Przed synchronizacja można przejść do
trybu pracy i ustawić manipulator przyciskami sterowania recznego na panelu programowania (należy zachować ostrożność, ponieważ bez synchronizacji nie działaja ograniczenia
przestrzeni roboczej).
UWAGA: przycisk musi być wciśniety do chwili zgaśniecia lampki, a start ruchu może nastapić z określonego zakresu położeń robota (zalecana konfiguracja przed synchronizacja:
obrót podstawy w lewo, ramie pionowo, przedramie poziomo, nadgarstek wyprostowany,
chwytak ustawiony tak, że zasilania pneumatyczne sa u dołu).
Rodzaj pracy – auto włacza tryb pracy automatycznej (programy sa wybierane przełacznikami).
Uruchomienie wybranych programów (kolejno, od najniższego numeru) nastepuje po naciśnieciu Start programu.
Rodzaj pracy – reczna wybiera tryb pracy recznej (robot może być poruszany, synchronizowany,
programowany przy pomocy panelu programowania. Przycisk Start programu powoduje krokowe wykonywanie wybranego programu.
Rodzaj pracy – czytanie z kasety umożliwia ładowanie zachowanego na nośniku magnetycznym
programy do wybramnej pamieci programu. Czytanie rozpoczyna sie po naciśnieciu Start
programu. Po zakończeniu nastepuje przejście do pracy recznej.
Rodzaj pracy – wpisywanie do kasety umożliwia zapisanie programu z wybranej pamieci na nośniku magnetycznym. Uruchomienie zapisu – przyciskiem Start programu. Po zakończeniu
nastepuje przejście do pracy recznej.
Start programu jest podświetlanym na zielono przyciskiem (ma swój odpowiednik na panelu programowania). Służy do uruchamiania programu w trybie automatycznym lub krokowym, inicjowania zapisu i odczytu pamieci kasetowej. Lampka sygnalizuje trwanie uruchomionej operacji (wykonywania całego programu lub pojedynczej instrukcji, zapisywania lub odczytywania
programu). Operacja może być przerwana przyciskiem Stop programu.
Stop programu zatrzymuje wykonywana operacje (wykonywanie całego programu lub pojedynczej
instrukcji, zapisywanie lub odczytywanie programu). Ma odpowiednik na panelu programowania.
4
2.3
Lampki sygnalizacyjne
Sieć – żółta lampka oznaczajaca obecność zasilania.
Program 1–4 – żółte lampki wskazujace wybrane programy (pamieci programu). W trybie automatycznym lampka aktualnie uruchomionego programu nie gaśnie (mimo wyłaczenia pamieci),
dopóki program sie nie zakończy.
Akumulatory – praca – czerwona lampka sygnalizujaca pobieranie pradu z akumulatorów.
Utrata programu – czerwona lampka sygnalizujaca po właczeniu zasilania, że zawartość pamieci
programu została utracona (brak zasilania akumulatorowego, lub za niskie napiecie). Gaśnie
przy synchronizacji.
Przekroczenie temperatury – czerwona lampka ostrzegawcza sygnalizujaca podwyższona temperature we wnetrzu szafy sterownika ( 45oC). Po obniżeniu sie temperatury lampka gaśnie. Po
przekroczeniu drugiego progu ( 55oC) nastepuje awaryjne zatrzymanie robota.
Bład obsługi – czerwona lampka (ma odpowiednik na panelu programowania) sygnalizujaca niewłaściwe użycie przycisków i przełaczników (np. właczenie dwóch pamieci przy pracy recznej
itp.). Na wyświetlaczu panelu programowania jest wyświetlany kod błedu.
Stop awaryjny – czerwona lampka zapalana przy zatrzymaniu awaryjnym (przez przycisk Stop
awaryjny, sygnał zewnetrzny, przeciażenie silnika, opóźnienie nadażania w trakcie zadanego
ruchu). Po usunieciu przyczyny zatrzymania można ja zgasić przyciskiem Kasowanie stopu
awaryjnego.
3 Panel programowania
Panel programowania (rys. 3) jest wbudowany do przenośnej kasety połaczonej z szafa sterownika
przy pomocy kabla.
Znajdujace sie na nim przełaczniki i przyciski służa do programowania ruchów robota i recznego
sterowania położeniem poszczególnych osi. Klawiatura numeryczna pozwala wprowadzać parametry
dla instrukcji programu, a czterocyfrowy wyświetlacz numeryczny pozwala obserwować numery linii
programu, kody instrukcji lub kody błedów oraz wprowadzane wartości parametrów.
3.1
Przełaczniki
Predkość – praca auto pozwala ustawiać predkość pozycjonowania dla poszczególnych instrukcji
Zgrubnie i Dokładnie przy ich wpisywaniu do pamieci w czsie programowania. W trakcie
wykonania programu w trybie automatycznym ogranicza maksymalna predkośc ruchu do ustawionej wartości. 100% odpowiada 8000∆, na sekunde, gdzie ∆ oznacza elementarny przyrost
ruchu. Przy pracy krokowej w trybie recznym narzucone jest ograniczenie do 50% predkości
maksymalnej.
Predkość – praca reczna pozwala ustawiać predkość pozycjonowania recznego w w celu uzyskania
dużej dokładności pozycji ustalanej w trakcie programowania (w ustawieniu ∆ każde naciśniecie
przycisku przesuwania osi zmienia pozycje o jeden elementarny przyrost).
5
INSTRUKCJE
1
DOKŁADNIE
2
ZGRUBNIE
3
LINIOWO
4
CHWYTAK
5
WYJ.ZAŁ.
6
WYJ.WYŁ.
7
CZEKANIE
8
KONIEC
POŁOŻ.
KRAŃC.
PRZYJECIE
BŁAD
INSTR.
OBSŁUGI
KOD BŁEDU
TYP INSTR.
NR INSTR.
9
CZEK.WAR.
10
SKOK PROGR.
11
SKOK WAR.
12
SKOK
13
POWT.
14
KONIEC POWT.
15
WZÓR
16
MODYF.
KASOWANIE
SYMUL.
NR INSTR.
TYP INSTR.
2.5%
1.3%
31% 50%
1.3%
75%
100%
! !
RAMIE
9
4
5
6
1
2
3
0
START
PROGRAMU
PRACA RECZNA
PRACA AUTO
15%
8
R
PREDKOŚĆ
5%
7
∆
!
15%
PRZEGUB
50%
! ! ! ! !
STOP
PROGRAMU
CHWYT 1
CHWYT 2
ZWALN. 1
ZWALN. 2
Rysunek 3: Panel programowania robota IRb–6
3.2
Przyciski
Instrukcje – 16 przycisków oznaczonych numerami i nazwami instrukcji (dokładny opis w tab. 2).
6
Służa one do wpisywania programu do pamieci.
Kasowanie służy do usuwania z pamieci instrukcji, której numer jest aktualnie wyświetlony (można
go ustawić recznie przy pomocy klawiatury numerycznej).
Symul. służy do symulowania zwarcia styków wejść w trybie pracy recznej przy testowaniu programu.
Nr instr. ustawia licznik programu na wartość wprowadzona na wyświetlacz przy pomocy klawiatury numerycznej. Umożliwia wprowadzanie dodatkowych instrukcji, ich kasowanie, uruchamianie programu od określonego miejsca itp.
Typ instr. – naciśniecie tego przycisku powoduje wyświetlanie typu instrukcji (górne dwie cyfry) o
bieżacym numerze wraz z jej argumentem (dolne dwie cyfry). Po zwolnieniu na wyświetlaczu
pojawia sie numer instrucji (licznik programu).
Ramie – grupa trzech par przycisków pozwalajacych zmieniać położenia trzech głównych osi robota (obrót podstawy, ramie, przedramie) w trybie pracy recznej. Ruch odbywa sie w kierunku określonym strzałka tak długo, jak długo przycisk jest naciśniety. Predkość ruchu zależy
od ustawienia przełacznika Predkość – praca reczna. Jeśli robot jest zsynchronizowany, to
osiagniecie położenia krańcowego dla danej osi jest sygnalizowane lampka Położ. krańcowe
świecaca do zwolnienia przycisku ruchu osi. Przy braku synchronizacji opisana wyżej kontrola
zakresu ruchu nie jest wykonywana, co może spowodowć dotarcie do fizycznych ograniczników i przeciażenie silników (objawiajace sie intensywniejszym dźwiekiem dochodzacym z
szafy). Dłuższe przeciażenie silników może spowodować awaryjne zatrzymanie robota (lampka
Stop awaryjny na panelu operacyjnym).
Przegub – grupa dwóch par przycisków pozwalajacych zmieniać położenia osi nadgarstka robota
(pochylenie i skrecenie kiści) w trybie pracy recznej. Ich działanie jest analogiczne do opisanych wyżej.
Chwyt 1–2, Zwaln. 1–2 – przyciski zamykajace i otwierajace chwytaki w trybie pracy recznej. W
przypadku chwytaka pneumatycznego należy używać par: (Chwyt1, Zwaln.2) oraz (Chwyt2,
Zwaln.1) w celu przełaczenia obu elektrozaworów sterujacych siłownikiem.
Start programu, Stop programu – odpowiedniki przycisków o tych samych nazwach na panelu
operacyjnym.
Klawitura numeryczna – cyfry od 0 do 9 pozwalaja wprowadzać na wyświetlacz liczby (numery i
argumenty instrukcji).
R (reset) służy do zerowania wyświetlacza przed wprowadzeniem nowej liczby.
3.3
Elementy sygnalizacyjne
Wyświetlacz cyfrowy może pokazywać:
numer instrukcji (akcja domyślna w trakcie wykonywania i edycji programu);
typ instrukcji (przy naciśnietym przycisku Typ instr. – dwie starsze cyfry oznaczaja typ
instrukcji, a dwie mniej znaczace – wartość argumentu – tab. 2);
7
kod błedu (przy zapalonej lampce Bład obsługi – dwie młodsze cyfry – tab. 1).
Położenie krańc. – czerwona lampka sygnalizuje naciśniecie przycisku ruchu recznego dla osi, która
osiagneła położenie krańcowe (ruch nie jest wykonywany).
Przyjecie instr. – zielona lampka sygnalizuje wpisanie instrukcji do pamieci po naciśnieciu przycisku instrukcji.
Bład obsługi – czerwona lampka sygnalizuje popełnienie błedu w trakcie operowania przyciskami
na panelu programowania, lub operacyjnym. Na wyświetlaczu pojawia sie kod błedu (tab. 1).
4 Uruchamianie robota IRb-6
Uruchamianie robota przebiega w kilku etapach:
Właczenie zasilania sieciowego przez obrót przełacznika do położenia 1. Powoduje to:
zapalenie lampki Sieć,
ładowanie akumulatorów (jeśli sa właczone),
zapalenie lampki Stop awaryjny.
Wlaczenie gotowości przez naciśniecie przycisku Gotowość. Nastepuje właczenie i sprawdzenie
napieć zasilajacych układy elektroniczne (w przypadku braku lub niewłaściwej wartości któregoś z nich stan gotowości jest wyłaczany). Jeśli wynik testu jest poprawny, to:
zapala sie lampka Gotowość,
gaśnie lampka Stop awaryjny (o ile nie utrzymuje sie przyczyna stopu – wciśniety przycisk, sygnał zewnetrzny),
rozpoczyna prace mikrokomputer sterownika,
zapala sie lampka Synchronizacja,
zapala sie lampka Utrata programu (o ile zasilanie rezerwowe nie zapewniło jego utrzymania w pamieci),
zapala sie lampka Rodzaj pracy – reczna (można używać panelu programowania do
wprowadzania lub poprawiania instrukcji nie wymagajacych ruchu – silniki nie sa zasilane),
W stanie gotowości można wybrać dowolny z czterech rodzajów pracy robota.
UWAGA: w stanie gotowości nie należy używać przycisków na panelu programowania zmieniajacych położenie w trybie recznym (sterownik spowoduje przejście do nowej pozycji
po właczeniu zasilania silników (stan Praca), co może spowodować kolizje, lub przeciażenie
silników i zatrzymanie awaryjne).
8
Tablica 1: Opis błedów w sterowniku IRb-6
kod przyczyna błedu
1 właczenie kilku programów w trybach pracy recznej, pisania lub
czytania pamieci kasetowej
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
20
21
22
23
30
31
32
eliminacja błedu
wyłaczenie zbednych programów lub przejście do
trybu pracy automatycznej
wciśniecie przycisku Start programu bez wybranego programu zwolnienie Start pro(wszystkie tryby) lub gdy wskazywana przez wyświetlacz in- gramu lub naciśniecie
strukcja jest pusta (tryby pracy auto i recznej)
Stop programu
wciśniecie Start programu przed zsynchronizowaniem robota
zwolnienie Start programu lub naciśniecie
Stop programu
przejście (po instrukcji Koniec lub Skok progr.) do właczonego wyłaczenie pustego proprogramu, który jest pusty (tryb pracy auto)
gramu
brak instrukcji Koniec (tryb pracy recznej lub automatycznej) – wyłaczenie programu lub
próba wykonania instrukcji pustej
(po ew. przejściu do trybu
recznego) przycisk R
skok do instrukcji pustej
jak w 5
równoczesne wciśniecie kilku przycisków instrukcji
przycisk R
przepełnienie pamieci przy wprowadzaniu instrukcji
przycisk R
próba wprowadzenia instrukcji po instrukcji Koniec
przycisk R, skasowanie instrukcji Koniec
nieprawidłowy argument instrukcji (czas, numer we/wy, adres przycisk R
skoku, ilość powtórzeń), nieprawidłowe programowanie ruchu
poziomego lub pionowego (ruch dwoma osiami lub brak ruchu)
instrukcja o wybranym numerze jest pusta (przy kasowaniu lub przycisk R
sprawdzaniu typu)
błednie wybrany numer instrukcji (0000–0009)
przycisk R
błedna próba pozycjonowania liniowego (przekroczenie przycisk R
predkości – zbyt krótki czas)
próba startu z wnetrza powtarzanego wycinka programu
przycisk R
bład zapisywania/odczytywania kasety
przejście do pracy recznej
strat wpisywania do kasety przy właczonym pustym programie
przejście do pracy recznej
zbyt długi program na kasecie (brak miejsca w pamieci sterow- przejście do pracy recznej
nika)
kaseta chroniona przed zapisem
przejście do pracy recznej
próba pozycjonowania liniowego z nałożonym (błednie zaprogra- przycisk R
mowanym) ruchem
próba wykonania pozycjonowania liniowego z nałożonym ru- przycisk R
chem, gdy został zmieniony program w bloku petli lub przed nim,
bez ponownego wykonania petli
próba pozycjonowania liniowego z nałożonym ruchem, gdy czas przycisk R
wykonania jest krótszy od okresu oscylacji
9
Wyjście ze stanu gotowości jest możliwe przez wyłaczenie zasilania (pozycja 0 przełacznika
Sieć) lub przejście do stanu Praca.
Właczenie stanu Praca nastepuje przez naciśniecie przycisku Praca w stanie gotowości. W stanie
tym:
zapala sie lampka Praca,
gaśnie lampka Gotowość,
jest właczone zasilanie silników (robot utrzymuje zadane położenie).
UWAGA: jeśli jest zapalona lampka Synchronizacja, to robot powinien zostać zsynchronizowany.
Synchronizowanie robota polega na doprowadzeniu manipulatora do wyróżnionego położenia synchronizacji, rozpoznawanego przez sterownik dzieki czujnikom wbudowanym w napedy poszczególnych osi. W trakcie synchronizowania każda oś wykonuje ruch z niewielka predkościa
w ustalonym kierunku do chwili otrzymania sygnału z czujnika położenia synchronizacji. Przed
naciśnieciem przycisku Synchronizacja należy właczyć stan pracy i recznie doprowadzić manipulator do odpowiedniego położenia wyjściowego:
obrót podstawy – ok. 30o na lewo od położenia środkowego (widok z przodu),
przedramie – poziomo,
ramie – pionowo,
kiść (przegub) – pochylenie 45o w dół,
chwytak – obrócony tak, by przewody pneumatyczne były na dole.
W tej pozycji należy nacisnać przycisk Synchronizacja i trzymać do chwili zgaśniecia lampki
(powinna wtedy również zgasnać lampka Utrata programu).
5 Programowanie robota IRb-6
Ruchy robota IRb-6 sa programowane w trybie pozycjonowania od punktu do punktu (PTP - Point To
Point) metoda uczenia. Polega ona na recznym doprowadzeniu manipulatora do żadanej pozycji, wybraniu predkości ruchu przełacznikiem Predkość – auto i naciśnieciu przycisku wybranej instrukcji
(wybrana predkość i położenia silników odczytane z liczników sterowników osi sa zapamietywane
jako jej argumenty). Dostepne sa również inne instrukcje (obsługa chwytaka, wyjść dodatkowych,
czasów oczekiwania, skoków warunkowych i programowych itp.). Poza instrukcjami skoków program jest wykonywany sekwencyjnie, zgodnie z uporzadkowaniem instrukcji według ich numerów
(od 10 do 9999) pokazywanych na wyświetlaczu. Przy wprowadzaniu kolejnych instrukcji numer
jest zwiekszany o 10, by ułatwić wstawianie instrukcji w czasie poprawiania programu. Typ (kod) instrukcji o aktualnie wyświetlanym numerze oraz jej argument można wyświetlić naciskajac przycisk
Typ instr. (kod – dwie górne cyfry, argument – dwie dolne).
Programy użytkowe sa przechowywane w pamieci sterownika o pojemności 3911+4096=8007 bajtów. Instrukcje pozycjonoania zajmuja po 14 bajtów, a inne – od 3 do 5 bajtów. Łacznie można wiec
10
na przykład zaprogramować ok. 500 instrukcji pozycjonowania i ok. 200 innych instrukcji. Każda
instrukcja zawiera kod (1 bajt), numer instrukcji w programie (2 bajty) i (ewentualnie) argumenty.
Każdy program musi być zakończony instrukcja Koniec.
5.1
Wprowadzanie nowych programów do pamieci sterownika
Wprowadzanie programu odbywa sie w trybie pracy recznej. Po wybraniu jednego z programów
przełacznikiem Program 1–4 wyświetlacz pokazuje numer pierwszej instrukcji (domyślnie 0010).
Wpisanie instrukcji Koniec powoduje skasowanie wszystkich nastepnych instrukcji programu (co
można wykorzystać do skasowania już istniejacego programu przez wpisanie Koniec pod numerem
jego pierwszej instrukcji, a nastepnie skasowanie instrukcji Koniec przyciskiem Kasowanie).
Wprowadzanie argumentów dla instrukcji odbywa sie przed wpisaniem instrukcji przez:
skasowanie wyświetlacza przyciskiem R,
wpisanie liczby z klawiatury numerycznej.
Po każdym wprowadzeniu instrukcji (przyjecie jest sygnalizowane lampka) nastepuje zwiekszenie
licznika instrukcji na wyświetlaczu o 10.
5.1.1
Instrukcje pozycjonowania
Sterowanie PTP może być zaprogramowane na trzy sposoby:
Dokładnie – wszystkie osie startuja równocześnie z predkościa zadana w trakcie programowania
przełacznikiem Predkość – auto, każda z osi zatrzymuje sie po osiagnieciu zadanej pozycji, przejście do nastepnej instrukcji nastepuje po zatrzymaniu wszystkich osi (dokładnym
osiagnieciu zadanej konfiguracji manipulatora).
Zgrubnie – podobnie jak w Dokładnie, lecz warunkiem przejścia do nastepnej instrukcji jest osiagniecie przez wszystkie osie błedu położenia mniejszego od ustalonej wartości (powoduje to
płynna kontynuacje ruchu bez zatrzymywania manipulatora, jeśli nastepna instrukcja jest instrukcja pozycjonowania).
Liniowo – wszystkie osie startuja i zatrzymuja sie równocześnie (predkości ruchu osi sa wyliczane
proporcjonalnie do długości zadanego odcinka na podstawie zadanego argumentu – czasu trwania ruchu). Przy odległym ruchu i krótkim czasie może wystapić bład nr 13.
Przy sterowaniu recznym ruch ramienia i przedramienia jest koordynowany tak, by w przypadku
użycia tylko jednego przycisku otrzymać ruch chwytaka w poziomie lub w pionie. W instrukcji
pozycjonowania zgrubnego lub dokładnego można wymusić ruch poziomy lub pionowy przez wprowadzenie argumentu 0001 (tab. 2).
11
Tablica 2: Lista instrukcji sterownika IRb-6
typ
1
nazwa
DOKŁADNIE
2
ZGRUBNIE
3
LINIOWO
argument
0001
0002
0003
0001
0002
0003
00XX
01XX
02XX
0333
N0XX
N1XX
N30P
N4XX
4
CHWYTAK
00XX
5
WYJ. ZAŁ.
00XX
6
WYJ. WYŁ.
00XX
7
CZEKANIE
00XX
8
9
KONIEC
CZEK. WAR.
00XX
10 SKOK PROGR.
00XX
11 SKOK WAR.
00XX
12
13
14
15
XXXX
00XX
-
SKOK
POWT.
KONIEC POWT.
WZÓR
16 MODYF.
-
opis
pozycjonowanie dokładne
ruch wzdłuż linii poziomej (ramie) lub pionowej (przedarmie)
szukanie wzdłuż dowolnej linii
szukanie wzdłuż linii poziomej lub pionowej
pozycjonowanie zgrubne
ruch wzdłuż linii poziomej lub pionowej
szukanie wzdłuż dowolnej linii
szukanie wzdłuż linii poziomej lub pionowej
pozycjonowanie liniowe; XX – czas w 0.1s (XX=02–99)
pozycjonowanie liniowe; XX – czas w s. (XX=01–99)
pozycjonowanie liniowe z szukaniem; XX – czas w 0.1s
(XX=02–99)
punkt odniesienia
pozycjonowanie liniowe z nałożona petla o numerze N; XX –
czas w 0.1s (XX=02–99, N=1–8)
pozycjonowanie liniowe z nałożona petla o numerze N; XX –
czas w s (XX=01–99, N=1–8)
pierwszy punkt określajacy petle; P – liczba punktów w petli, N
– numer petli (P=3–7, N=1–8)
kolejne punkty określajace petle; XX – czas ruchu w 0.1s, N –
numer petli (XX=02–99, N=1–8)
sterowanie chwytakiem; XX – czas wykonywania instrukcji w
0.1s (XX=02–99)
właczenie wyjścia (XX=1–14) lub ustawienie wskaźnika
(XX=16–32)
wyłaczenie wyjścia (XX=1–14) lub zerowanie wskaźnika
(XX=16–32)
programowanie czasu oczekiwania (opóźnienia); XX – czas
oczekiwania w 0.1s (XX=02–99)
koniec programu
zatrzymanie wykonywania programu do spełnienia warunku (sygnał wejściowy – XX=1–16, wskaźnik – XX=17–32)
przy spełnionym warunku – kontynuacja programu, przy nie
spełnionym – przejście do nastepnego z właczonych programów
(warunki - jak wyżej)
przy spełnionym warunku – przeskoczenie jednej instrukcji,
przy nie spełnionym – kontynuacja
skok do instrukcji numer XXXX
poczatek petli powtarzanej XX razy (XX=01-99)
koniec petli rozpoczetej przez POWT.
poczatek wspólnej cześci programu realizujacego działanie
według wzoru
separator kolejnych (indywidualnych) cześci programu realizujacego działanie według wzoru
12
5.1.2
Ruch z poszukiwaniem
Jeśli robot jest wyposażony w czujnik na chwytaku dajacy sygnał po natrafieniu na obiekt, to można
użyć instrukcji ruchu z poszukiwaniem przez podanie argumentu 0002 (wzdłuż dowolnej linii) lub
0003 (pionowo lub poziomo) dla typu Dokładnie lub Zgrubnie.
Jesłi w trakcie ruchu z poszukiwaniem pojawi sie sygnał z czujnika Stop szukania, to ruch zostanie
przerwany (zatrzymanie nastapi po czasie zależnym od predkości, z jaka poruszał sie robot) i
nastapi przejście do nastepnej instrukcji. W przypadku braku sygnału zostanie osiagniete położenie
docelowe i program bedzie również kontynuowany.
5.1.3
Chwytak i wyjścia dodatkowe
Programowanie ruchu chwytaka polega na wymuszeniu odpowiedniej konfigutacji siłownika pneumatycznego przez naciśniecie pary Zwoln.2–Chwyt1 lub Zwoln.1–Chwyt2, wprowadzeniu argumentu czasowego (w 0.1s) i wprowadzeniu instrukcji Chwytak.
Ustawianie stanu wyjść odbywa sie przy pomoy instrukcji Wyj. zał. i Wyj. wył. z argumentem oznaczajacym numer wyjścia (1–14). Można również użyć argumentów (17–32), które pozwalaja ustawić
programowe wskaźniki (flagi), według których można wykonywać skoki warunkowe i programowe.
5.1.4
Sterownie przebiegiem programu
Realizacja programu może być zatrzymana na określony czas (instrukcja Czekanie z argumentem
wyrażonym w 0.1s w zakresie 0.1–9.9).
Zatrzymanie programu do czasu spełnienia warunku (sygnału na wejściu dodatkowym 1–16, lub
wskaźnika 17–32) jest programowane jako instrukcja Czek. war. z argumentem oznaczajacym numer
wejścia lub wskaźnika.
Skok warunkowy według wejścia lub wskaźnika (Skok war.) powoduje zbadanie warunku i (w razie pozytywnego wyniku testu) pominiecie nastepnej instrukcji programu, lub (w przypadku wyniku negatywnego) – jej wykonanie. Wraz z instrukcja Skok, której argumentem jest numer instrukcji docelowej pozwala on na rozgałezianie programu w zależności od warunków zewnetrznych lub
wewnetrznych.
Instrukcja Skok progr. działa podobnie, lecz powoduje przejście do nastepnego właczonego programu.
5.1.5
Instrukcje petli
Wycinek programu może być powtarzany wielokrotnie dzieki parze instrukcji Powt. i Koniec powt..
Instrukcja Powt. z argumentem oznaczajacym ilość powtórzeń jest wstawiana na poczatku, a Koniec
powt. – na końcu powtarzanego wycinka.
W przypadku konieczności powtarzania pewnego wycinka programu w ten sposób, że poczatkowa
cześć jest wspólna dla wszystkich powtórzeń, a końcowa – różna, można zastosować instrukcje Wzór
i Modyf.
Instrukcja Wzór jest wstawiana na poczatku wspólnej cześci wycinka programu, a kolejne instrukcje Modyf. rozpoczynaja wycinki indywidualne dla poszczególnych zakończeń. Przy wykonywaniu
instrukcji Modyf. (poza pierwsza) jest wykonywany skok do pierwszej instrukcji za Wzór, a po
13
zakończeniu wspólnego wycinka programu – skok do pierwszej instrukcji za kolejna instrukcja Modyf. Po wykonaniu odcinka końcowego po ostatniej instrukcji Modyf. program jest kontynuowany.
5.2
Sprawdzanie i porawianie programów
W trybie pracy recznej można sprawdzić działanie programu krok po kroku. Naciśniecie przycisku
Start programu powoduje wykonanie jednej instrukcji. Predkość ruchu jest ograniczona do 50%
predkości maksymalnej. Chwytak i wyjścia sa sterowane zgodnie z programem. W razie potrzeby
można symulować spełnienie warunków dla instrukcji warunkowych przy pomocy przycisku Symul.
Program zatrzymuje sie na instrukcji Czek. war. i rusza dalej po naciśnieciu Symul. Podobnie jest
przy Skok progr., ponieważ w trybie recznym tylko jeden program może być właczony. Przy
instrukcji Skok war. symulacje spełnienia warunku uzyskuje sie przez naciskanie przycisku Symul.
w czasie wykonywania kroku programu (naciskania Start programu).
5.3
Kasowanie instrukcji i wnoszenie poprawek
Dowolna instrukcje programu można skasować przez:
ustawienie numeru instrukcji (R, numer, Nr Instr.),
naciśniecie przycisku Kasowanie.
Licznik instrukcji wskaże numer nastepnej instrukcji programu lub zostanie zwiekszony o 10 (w
przypadku jej braku).
Zamiast kasowania, można dokonać poprawienia instrukcji o wybranym numerze. W tym celu należy
przygotować argumenty dla nowej instrukcji (np. wpisać czas, ustawić położenie manipulatora itp.) i
nacisnać przycisk nowej instrukcji.
UWAGA: w przypadku błedu przy wprowadzaniu nowej instrukcji stara instrukcja jest kasowana.
5.4
Sprawdzanie typu i argumentów instrukcji
Podczas naciskania przycisku Typ instr. na wyświetlaczu pojawiaja sie informacje o instrukcji o
bieżacym numerze (można go zmienić w opisany wcześniej sposób):
typ (kod) instrukcji – na dwóch starszych cyfrach,
argument instrukcji – na dwóch młodszych cyfrach.
W instrukcjach Dokładnie i Zgrubnie argument oznacza odmiane ruchu (1 – poziomo lub pionowo,
2 – szukanie, 3 – szukanie poziomo lub pionowo).
W instrukcjach Liniowo, Chwytak i Czekanie argumentem jest czas w 0.1s (0.1–9.9).
W instrukcjach Wyj. zał. i Wyj. wył. argumentem jest numer wyjścia (1–14) lub wskaźnika (17–32).
W instrukcjach Czek. war., Skok war. i Skok progr. argumentem jest numer wejścia (1–16) lub
wskaźnika (17–32).
W instrukcji Powt. argumentem jest liczba powtórzeń petli (1–99).
14
Bibliografia
[1] Dokumentacja techniczno–ruchowa robotów IRb–6 i IRb–60 .
PIAP, Warszawa 1983.
[2] Drzazga A., Wnuk M., Obsługa robota złożonego IRb–6, Materiały dydaktyczne. Raport serii:
Usługi 15 84, ZPCiR, ICT PWr., Wrocław 1984.
15
ĆWICZENIE 506a
Uruchamianie, obsługa i programowanie
robota IRb–6
Cel i zakres ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie sie z uruchamianiem, obsługa i programowaniem (w podstawowym zakresie) robota IRb–6. Podstawowe zagadnienia:
Synchronizowanie robota i porusznie manipulatorem w pracy recznej.
Różne tryby pozycjonowania (dokładnie/zgrubnie/liniowo, poziomo/pionowo).
Tworzenie programów metoda uczenia.
Wykonywanie krokowe i automatyczne programu.
Zadania do wykonania
1. Uruchomić robot IRb–6 (GOTOWOŚĆ, PRACA), doprowadzić go do odpowiedniej pozycji i wykonać synchronizacje.
2. Wypróbować działanie przełaczników predkości na panelu programowania przy
recznym i programowym pozycjonowaniu robota.
3. Utworzyć i przetestować program realizujacy nastepujace zadanie:
pobranie pierwszego detalu z lewej palety;
przeniesienie detalu na prawa palete z wykorzystaniem położeń pośrednich (ZGRUBNIE);
pobranie drugiego detalu z lewej palety;
ustawienie detalu na poprzednim (“wieża”).
UWAGA: Wskazane jest utworzenie drugiego programu działajacego
przeciwnie (przywracajacego stan poczatkowy), tak by uruchomienie
obu programów pozwalało uzyskać cykl.
Materiały pomocnicze:
Wnuk M., Robot przemysłowy IRb–6
Forma sprawozdania
Należy udokumentować utworzony program w postaci szkicu sytuacyjnego przestrzeni zadaniowej i tabeli programu z opisem poszczególnych instrukcji.
16
dr inż. Marek Wnuk
Instytut Cybernetyki Technicznej
Politechniki Wrocławskiej
ul. Janiszewskiego 11 17
50-372 Wrocław
Niniejszy raport otrzymuja:
1. OINT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 1 egz.
2. Biblioteka Wydziału Elektroniki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 3 egz.
3. Laboratorium Robotyki (010/C-3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 3 egz.
4. Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 2 egz.
Razem :
Raport wpłynał do redakcji I-6
w lutym 2002 roku.
17
9 egz
"