Laboratorium Napędu Robotów

Transkrypt

1 POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY INSTYTUT MASZYN, NAPĘDÓW I POMIARÓW ELEKTRYCZNYCH Laboratorium Napędu Robotów Wieloosiowy liniowy napęd pozycjonujący robot ramieniowy RV-2AJ

2 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

3 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

4 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 podstawa 2 korpus obrotowy 3 ramię 4 przedramię 5 przegub 2 1 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

5 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: 1. Wykonanie w programie Cosimir wizualizacji stanowiska pracy robota. RV 2AJ MITSUBISHI 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.

6 2.2. Przeniesienie trzech elementów (klocków) z PALETY B na PLANSZĘ po wskazanej przez prowadzącego trajektorii oraz wskazanej kolejności przenoszonych elementów 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.