Metody pozycjonowania i programowania

Transkrypt

1 Metody pozycjonowania Metody pozycjonowania i programowania 1. Pozycjonowanie zderzakowe: dochodzenie do zadanej pozycji wyznaczonej przez zderzaki; brak wpływu na kształt trajektorii 2. Pozycjonowanie PTP (point-to-point): zadawane są położenia punktu początkowego i końcowego; sposób dojścia dowolny brak wpływu na kształt trajektorii; każde ogniwo porusza się z dowolną prędkością 3. Pozycjonowanie MP (multipoint) : wielopunktowe; pomiędzy punktami skrajnymi podawane są punkty podporowe; pomiędzy punktami podporowymi ruch PTP 4. Pozycjonowanie CP (continuous path): pozycjonowanie ciągłe pozwalające na kształtowanie trajektorii; zadawane są punkty skrajne oraz rodzaj trajektorii (np. ruch po prostej, ruch po okręgu itp.); ten rodzaj ruchu nazywany jest ruchem z interpolacją

2 Metody programowania 1. Metoda obwiedzenia toru ruchu: operator ręcznie lub przy pomocy specjalnego urządzenia (przy wyłączonych napędach) przestawia końcówkę robota wzdłuż żądanej trajektorii; w trakcie tego ruchu sterownik robota zapamiętuje współrzędne punktów (z zadaną częstotliwością); podczas pracy automatycznej robot powtarza zapamiętaną trajektorię; zalety: możliwość nauczenia skomplikowanych i dziwnych trajektorii wady: brak możliwości wprowadzania poprawek (trzeba wprowadzać od nowa) 2. Metoda uczenia: operator poprzez wykorzystanie trybu pracy ręcznej doprowadza końcówkę robota do określonych punktów w przestrzeni (zapamiętywane są te punkty); następnie wykorzystując rozkazy języka programowania robota ustala sposób przejścia między tymi punktami (kształt trajektorii), prędkość ruchu i ewentualne inne parametry jak dokładność, oczekiwanie przez określony czas, oczekiwanie na zdarzenie itp. wady: kształt trajektorii między punktami ograniczony do zaimplementowanych w oprogramowaniu zalety: duża łatwość wprowadzania poprawek w programie ruchu robota

3 Języki programowania robotów Brak jednego uniwersalnego języka programowania robotów. Praktycznie każdy robot, czy grupa robotów określonego typu posiada swój własny język programowania. W zdecydowanej większości przypadków języki programowania robotów działają na zasadzie interpreterów. I. Języki bezpośredniego programowania robotów. Większość języków komputerowego programowania robotów wykazuje specjalne cechy, wynikające ze specyfiki programowania manipulatorów i dlatego są nazywane językami programowania robotów. Większość systemów, wyposażonych w język programowania robota, ma również interfejs w rodzaju ręcznego programatora klawiszowego. Istnieją trzy kategorie języków bezpośredniego programowania robotów: Wyspecjalizowane języki manipulacyjne. Takie języki programowania robotów zostały opracowane na podstawie całkiem nowego języka, przeznaczonego do wykorzystania w specyficznych dla robotów zastosowaniach i nie mogą one być traktowane jako ogólny język programowania.

4 Przykład: Język programowania robotów IRp należy do grupy języków wyspecjalizowanych (zorientowanych problemowo). Oprogramowanie dostępne jest z panelu operatorskiego i zostało podzielone na grupy ze względu na podobieństwo realizowanych funkcji (wybór grupy poprzez przyciski na panelu) MAN - ręczne operowanie systemem ED - edycja programu INS - programowanie instrukcji pomocniczych POS - programowanie instrukcji pozycjonowania START - start programu; praca automatyczna. Instrukcje pomocnicze. NARZ PRĘDK SKOK CZEKAJ WY/FLAG CHWYTAK POWT KONPOWT OSCYLUJ KONOSC - wybór definicji narzędzia wykorzystywany przez system przy obliczeniach związanych ze zmianą pozycji robota - ustawianie prędkości roboczej i maksymalnej - instrukcja skoku bezwarunkowego i warunkowego - czekanie bezwarunkowe i warunkowe - zmiana stanu wyjść cyfrowych lub flag - sterowanie chwytakiem - początek pętli programowej - koniec pętli programowej - włączenie oscylacji na ruch liniowy - wyłączenie ruchu oscylacyjnego.

5 Instrukcje pozycjonowania. Grupa ta zawiera jedną instrukcję pozycjonowania POZ Przy programowaniu tej instrukcji konieczne jest określenie sposobu jej wykonania. Realizowane jest to przez podanie następujących parametrów: - sposobu realizacji ruchu (QLIN- ruch quasiliniowy, LIN- ruch z interpolacją liniową, ORNT- zmiana orientacji bez zmiany położenia, KOŁO- interpolacja kołowa) - prędkości ruchu lub czasu - kąta obrotu (tylko dla ruchu z interpolacją kołową) - sposobu dojścia do punktu (dokładnie lub zgrubnie) - postaci przechowywania współrzędnych pozycji (bezwzględna lub względna).

6 Podobnie wyglądają instrukcje języka programowania dla robota FANUC M-10iA. Oprócz instrukcji pomocniczych są w nim trzy podstawowe instrukcje ruchu (pozycjonowania): J - ruch w układzie zmiennych złączowych L - ruch po linii prostej w układzie kartezjańskim (interpolacja liniowa) C - ruch po łuku okręgu w układzie kartezjańskim (interpolacja kołowa) Dla każdej z tych instrukcji podawane są parametry: - prędkość ruchu: zadawana w % prędkości maksymalnej, lub w mm/sek (cm/min) lub w o /sek - sposób osiągania nauczonego punktu: FINE dokładne dojście do punktu; robot zatrzymuje się na chwilę w danym punkcie przed przemieszczeniem się do następnego punktu; lub CNT - robot przybliża się do punktu, ale nie zatrzymuje się w nim tylko przemieszcza do następnego punktu; bliskość, w jakiej robot przemieszcza się od nauczonego punktu określona jest przez wartość od 0 do 100; dla CNT100 robot przechodzi dokładnie przez punkt ale bez zatrzymania; Np. J P[1] 50% FINE L P[2] 500mm/sec FINE oznacza dokładne dojście do punktu P[1] zapamiętanego w procesie uczenia z prędkością 50% maksymalnej; ruch w trybie złączowym; oznacza ruch do punktu P[2] po linii prostej w układzie kartezjańskim z prędkością 500 mm/sec; dokładne osiągnięcie zadanego punktu;

7 Biblioteka podprogramów robota dla istniejącego języka komputerowego. Języki programowania robotów rozwinięto na podstawie popularnego języka komputerowego (np. Pascal, BASIC) przez: modyfikację i dodanie składni i reguł do języka dołączenie biblioteki specyficznych podprogramów dla robotów. Użytkownik pisze zatem program w Pascalu korzystając z częstych przywołań pakietów podprogramów wcześniej określonych dla specyficznych potrzeb programowania robotów. Biblioteka podprogramów robota dla nowego języka ogólnego przeznaczenia. Te języki programowania robotów zostały opracowane dzięki stworzeniu nowego języka ogólnego przeznaczenia jako bazy programowej, a następnie dołączeniu biblioteki wstępnie określonych specyficznych podprogramów obsługi robotów. Przykładem takiego języka programowania robotów jest język AML, opracowany przez IBM. Język programowania robotów KAREL, opracowany przez GMF Robotics (podobny do języka Pascal a).

8 II. Języki programowania na poziomie zadania. Zalicza się tutaj języki które pozwalają użytkownikowi na wskazanie wprost pożądanych celów, zamiast wyszczególniania każdego działania robota. istnieje możliwość włączenia instrukcji do programu opracowanego na znacznie wyższym poziomie niż język bezpośredniego programowania robota. System programowania robota na poziomie zadania powinien mieć zdolność automatycznego wykonania wielu planowanych zadań. Np. po zadaniu instrukcji "chwycić przedmiot" system powinien zaplanować trajektorię manipulatora, zapewniającą uniknięcie kolizji z otoczeniem, automatyczny wybór dobrego usytuowania chwytu na przedmiocie i uchwycenie go. W programowaniu za pomocą języka bezpośredniego programowania robota wszystkie te czynności muszą być wykonane przez programistę. Systemy programowania manipulatorów na poziomie zadania dotąd nie istnieją, lecz są przedmiotem ciągłych badań.

9 Klasyfikacja robotów ze względu na obszar zastosowań Roboty spawalnicze Pod pojęciem robotów spawalniczych należy rozumieć szereg różnych robotów wykorzystywanych do spawania, zgrzewania, lutowania, wykorzystywanych najczęściej w przemyśle samochodowym i elektronicznym.

10 Roboty malarskie Innym polem zastosowania robotów w przemyśle jest natryskowe malowanie wyrobów. Powtarzalność i szybkość pracy robotów pozwala uzyskać prawie doskonałe pokrycie malowanego materiału. Dodatkowym powodem stosowania robotów przy malowaniu natryskowym jest eliminacja szkodliwości stosowanych substancji dla człowieka.

11 Roboty montażowe Z analizy rozwoju robotyki wynika, iż w przyszłości największym obszarem zastosowań robotów będą prace montażowe. Prace te ze względu na dokładność i powtarzalność czynności są idealne do robotyzacji i dlatego też większość obecnie produkowanych urządzeń jest montowana automatycznie lub półautomatycznie. Procesowi montażu mogą podlegać różnego rodzaju operacje technologiczne, od mało skomplikowanych (np. zakręcanie nakrętki na śrubie) do bardzo skomplikowanych (operacje montażu układów elektronicznych).

12 Roboty do przenoszenia materiałów i załadunku palet Zastosowanie robotów do przenoszenia materiałów pozwala nie tylko zredukować koszty związane z zatrudnianiem wykwalifikowanych pracowników do obsługi urządzeń transportowych, ale także poprawić bezpieczeństwo pracy. Innym bardzo ważnym celem tego typu robotów jest zastąpienie człowieka w wykonywaniu monotonnych operacji takich jak np. układanie, sortowanie.

13 Roboty stosowane do obróbki materiałów Obecnie można spotkać roboty wykorzystywane do operacji obróbki materiałów, może to być obróbka skrawaniem jednak wraz z rozwojem nowych gałęzi przemysłu i rozwojem nowych metod wytwarzania doskonałym przykładem może być zastosowanie robotów do cięcia przy pomocy wody pod wysokim ciśnieniem. Taki sposób wykorzystania robotów umożliwia bardzo precyzyjną obróbkę nawet bardzo skomplikowanych operacji technologicznych.

14 Roboty laboratoryjne Prace laboratoryjne wymagają dużej dokładności i wiele testów wymaga przeprowadzania ich w takich samych warunkach. Często jedynym rozwiązaniem w takich wypadkach jest zastosowanie robotów. Zastosowanie robotów do tego typu prac wydaje się być uzasadnione, szczególnie w laboratoriach, w których wykorzystuje się toksyczne substancje. Robot Mitsubishi RV-2AJ podczas mieszania próbówek.

15 Roboty do utylizacji i zabezpieczania odpadów Obecnie jednym z podstawowych zastosowań robotów jest utylizacja i zabezpieczanie odpadów przemysłowych i militarnych. Roboty mogą być także wykorzystywane do zabezpieczania i utylizacji substancji radioaktywnych. W przeszłości takie operacje wykonywane były ręcznie przez operatorów, co naturalnie narażało ich na duże niebezpieczeństwo i skutkowało napromieniowaniem. Robot oraz zautomatyzowane stanowisko do badania i utylizacji odpadów

16 Roboty usługowe Robot CASPAR CASPAR (Niemcy). Jest on wyposażony w przemysłowy manipulator zamocowany na ruchomej podstawie, urządzenie do wykonywania otworów w kości ludzkiej oraz system kalibrujący. Opisany robot asystuje chirurgowi w wykonywaniu operacji ortopedycznych. Robot do tankowania Robot do prac podwodnych związanych z czyszczeniem i inspekcją obiektów Robot latający "Predator" służący do patrolowania obszaru