Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji

Transkrypt

1 Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji LABORATORIUM OBRABIAREK INSTRUKCJA Temat: Budowa i zasada sterowania manipulatora PR 16 P-A Opracował mgr in. Arkadiusz Krzempek Bielsko-Biała 2005

2 1. Cel wiczenia Celem wiczenia jest zapoznawanie z budow i zasadami programowania manipulatora PR 16 P-A. 2. Opis ogólny manipulatora PR 16 P-A Manipulator PR 16 P-A wyposaony w układ sterowania numerycznego przeznaczony jest do transportu midzyoperacyjnego w zakresie podawania i wymiany przedmiotów. Wyposaony jest w chwytak z dwoma uchwytami przystosowanymi do wymiany przedmiotów ukształtowanych w postaci wałków lub tulei. Manipulator składa si z (rys.l): podstawy (5), korpusu (4), korpusu ramienia (3), ramienia (2) chwytaków (l). Rys.1. Podstawowe elementy manipulatora i moliwe ruch Poszczególne ruchy manipulatora (ich zakres) s sterowane poprzez zderzaki mechaniczne. Manipulator PR 16 P-A moe wykonywa nastpujce ruchy: 1. Wysuw korpusu ramienia (Y) maksymalnie korpus moe ustawia si w trzech pozycji pionowych, zalenie od liczby zamontowanych zderzaków. 1

3 2. Obrót (B), równie moliwe jest ustawienie trzech pozycjach (0-360 ) na skali ktowej obrotu ramienia. 3. Wysuw ramienia (X) maksymalnie w trzech połoeniach, zalenie od liczby zamontowanych zderzaków. 4. Obrót chwytaków w zakresie dwóch pozycji A(0-180 ) oraz minimalne przesunicie chwytaków w osi Z (mikroposuw). W skład całego zespołu wchodz: szafa z układem sterowania i pulpitem, podajnik czci, przenonik łacuchowy. W nastpnych rozdziałach instrukcji opisano dokładniej wymienione wyej elementy oraz sterowanie i obsług manipulatora. 3. Dane techniczne manipulatora PR 16 P-A Udwig maksymalny kg Udwig nominalny kg Wysoko podnoszenia minimalna i maksymalna (ustawienie w trzech pozycjach)... 0, m Zakres wysuwu ramienia (w trzech pozycjach)... 0,1 1 m Zakres kta obrotu kolumny (ustawienie w trzech pozycjach)... 0,47 6,28 rad Prdko podnoszenia kolumny w osi Y... 0,19 0,08 m/s Prdko obrotu ramienia w osi...1,16 rad/s Prdko wysuwu ramienia w osi X...0,55 m/s Prdko obrotu zespołu chwytaków...1,57 m/s Zakres obrotu zespołu chwytaków (moliwo ustawienia dwóch pozycji) ,76 rad Pozycjonowanie ruchów manipulatora: Wymiary gabarytowe manipulatora: Masa manipulatora 530 kg Parametry zasilania: w osi X... ± 0,0002 m w osi Y... ± 0,0003 m w osi B... ± 0,0002 rad długo mm wysoko mm szeroko mm czstotliwo prdu Hz ±2% napicie zasilania... 3 x 380 V moc zainstalowana...2,1 VA 2

4 Typ sterowania numerycznego... RS-1C Istnieje moliwo zaprogramowania 520 bloków. W jednym bloku moe by wykonywana tylko jedna instrukcja (tj. jeden ruch). Napdy ruchów: Wszystkie ruchy s napdzane pneumatycznie powietrzem o parametrach: wydatek... 0,1 m 3 /s cinienie...0,6 MPa Manipulator jest wyposaony we własny zasilajcy układ pneumatyczny. 4. Przykład zastosowania i przestrze manipulatora Manipulator PR16 P-A moe by stosowany do pobierania przedmiotów nieobrobionych z jednego transportera (np. pochylni wyposaenie stanowiska laboratoryjnego) i zakładania nieobrobionych przedmiotów na obrabiark, gdzie nastpuje wymiana obrobionego ju przedmiotu na przedmiot nowy. Nastpnie przedmiot obrobiony, pobrany przez manipulator z obrabiarki, odkładany jest na kolejny transporter (np. transporter łacuchowy wyposaenie stanowiska laboratoryjnego), po czym manipulator powtarza te czynnoci cyklicznie. Dla tego przykładu w punkcie 7 został napisany program sterujcy wraz z opisem kolejnych działa oraz schemat tego układu (rys.5). 5. Opis trybu pracy rcznej Pulpit do obsługi rcznej manipulatora (rys.2) słuy do nastawania włczników kracowych, tak aby w trybie pracy automatycznej wszystkie zadane ruchy mechanizmów były dokładne i jednoznacznie okrelone. Za pomoc przełcznika wyboru stanowiska (1) wybieramy ruch, którym chcemy sterowa (Manipulator 0, Pochylnia 1, Transporter 2) i po naciniciu przycisku pozycjonujemy odpowiedni ruch. Po tej czynnoci ustawia si wyłczniki kracowe. W ten sposób przeprowadza si pozycjonowanie wszystkich potrzebnych ruchów wykorzystywanych dalej w trybie pracy automatycznej. Przełcznikiem (2) nastawiamy tryb pracy manipulatora rczny lub automatyczny. Na pulpicie do obsługi rcznej znajduj si lampki kontrolne: gotowo pracy manipulatora sygnalizuje lampka, pozycja 1, gotowo pracy układu Sterowania Numerycznego sygnalizuje lampka, pozycja 2, prawidłowe zasilanie robota prdem 3 fazowym, pozycja 3, prac krok po kroku moemy włczy przełcznikiem, pozycja 5. 3

5 Rys.2. Widok pulpitu do obsługi rcznej Na powierzchni czołowej pulpitu znajduje si: stacyjka z kluczykiem, wyłcznik główny, sygnalizacja włczenia. 6. Programowanie pracy automatycznej Programowanie pracy automatycznej przeprowadza si wykorzystujc pulpit programowania automatycznego (klawiatura) (rys.3). Program przechowywany jest w pamici operacyjnej (ram). Przez wywołanie opcji FUN program mona zapisa w pamici EPROM. Naley pamita aby pami była pusta. Do pisania i realizacji programu nie jest wymagane umieszczenie w gniedzie pamici EPROM naley jednak pamita, e w przypadku wyłczenia szafy sterowniczej napisany program zostanie utracony i trzeba go wprowadza ponownie. Pami EPROM mona wykasowa przez nawietlenie wiatłem ultrafioletowym lub długotrwałe nawietlanie wiatłem dziennym dlatego pami EPROM naley przechowywa w odpowiednim pojemniku. Wprowadzaniem i wykonywaniem programu steruje system operacyjny, który jest wbudowany w szaf sterujc. 4

6 Rys.3. Pulpit programowania oraz pami EPROM NOP 0 LBL CHR 1 RET INR 2 CALL DRC 3 CIF ADP 4 JUMP SUB 5 JIF LDA 6 MAIL STA 7 OPTI LDAI 8 LIN LDL 9 LOUT STL ON CPL OFF AND TIME OR PAUS SET STOP RST I APLI CLR 2 nd UNIT UNIT GOT O RUN IOCC FUN PRO INS FST DEL BTS HALT STEP Rys.4. Schemat rozmieszczenia klawiszy pulpitu programowania 5

7 6.1. Opis poszczególnych, przycisków pulpitu programowania (rys.4) 2 nd przycisk słócy do zmiany znaczenia przycisków pulpitu (aktywne napisy górne). CLR ("CLEAR") druga funkcja przycisku 2 nd. Podwójne nacinicie powoduje skasowanie wprowadzonej informacji. UNIT Po naciniciu na wywietlaczu pojawi si napis unit. Układ oczekuje na wpisanie kolejnego kroku programu. UNIT Druga opcja przycisku UNIT. Słuy do zapisania kolejnego kroku programu, ale bez sprawdzenia wykonania poprzednich kroków. ALOP Klawisz słucy do wprowadzenia arytmetyczno-logarytmicznej instrukcji programowania. Nacinicie klawisza powoduje wywietlenie ALOP na wywietlaczu. GOTO Druga opcja przycisku ALOP, która słuy do zmiany kolejnoci kroków. IOCC Po naciniciu oczekiwana jest instrukcja wejcia-wyjcia lub programowania biegunowego. Nowy krok jest programowany i wstawiany w wybrane miejsce programu. RUN Druga opcja przycisku IOCC. Nacinicie powoduje uruchomienie programu zapisanego w pamici ram. Naley wprowadzi warto 1 aby program został uruchomiony PROG wcinicie przycisku powoduje przejcie z trybu pracy rcznej w tryb pracy automatycznej. Słuy do włczenia Układu Sterowania Numerycznego i programowania. Ponowne naciniecie powoduje powrót do trybu pracy rcznej. FUN (FUNCTION), druga opcja przycisku PROG. Po naciniciu wykonywana jest pierwsza znaleziona w programie (szukana do przodu) funkcja specjalna. FST (FORE STEP), nacinicie powoduje wykonanie jednego kroku. Na wywietlaczu zostanie pokazany nastpny krok programu. INS (INSERT), druga opcja przycisku FST. Słuy do wprowadzenia jednej instrukcji w miejsce w którym zostanie wywołana. Zmiana jest automatycznie zapisywana w pamici. BST (BACK STEP), nacinicie powoduje zatrzymanie programu po jednym kroku i wywietlenie na wywietlaczu bloku w którym program został zatrzymany. DEL Przycisk ten powoduje usunicie wprowadzanego bloku instrukcji. STEP Nacinicie powoduje zatrzymanie programu i wywietlenie nastpnego bloku. Nastpne nacinicie spowoduje wykonanie wywietlonego bloku, a po wykonaniu wywietlony zostanie nastpny blok itd. Jest to jedyny klawisz, który nie posiada drugiej funkcji (HALT). 6

8 6.2. Opis znaczenia słów wprowadzanych z pulpitu w tekst programu jako słowa kluczowe (kolejno alfabetyczna) CALL wywołanie programu. CPL odwrócenie logiczne zawartoci rejestru operacyjnego. JIF skok warunkowy do etykiety (jeli rejestr operacyjny zawiera 1). JUMP skok bezwarunkowy do etykiety. LBL pusta operacja, sama etykieta. LDL przekazanie zawartoci wskazanego rejestru do rejestru operacyjnego. LIN przekazanie zawartoci wskazanego wejcia i włoenie jej do rejestru operacyjnego. LOUT - przekazanie zawartoci rejestru operacyjnego na wskazane wyjcie. NOP pusta operacja. OFF ustawienie wskazanego wyjcia na 0. ON ustawienie wskazanego wyjcia na l. OPTI uruchomienie równoległego procesu. PAUS postój w 1/10 sek. RET powrót do podprogramu. RST ustawienie zawartoci wskazanego rejestru na 0. SET ustawienie zawartoci wskazanego rejestru na l. STOP zatrzymanie wykonywania programu lub pojedynczego procesu. UN_ ruch wskazanej jednostki do wskazanej pozycji. un_ ruch wskazanej jednostki bez oczekiwania na jego ukoczenie 6.3. Instrukcje do programowania ruchów robota Jednostka pionowa UN00 0 synchronizacja, o obrabiarki, odkładanie, UN00 1 odbieranie, nad pozycj odkładania, UN00 2 nad pozycj odbierania. Jednostka obrotowa UN01 0 synchronizacja, UN01 1 odbieranie (lub odkładanie RTP2), UN01 2 obrabianie, UN01 3 odkładanie (lub odbieranie RTP2). 7

9 Jednostka pozioma UN02 0 synchronizacja, UN02 1 przed obrabiark przy obrocie łapy, UN02 2 odkładanie, UN02 3 o obrabiarki, UN02 4 obrabianie. Obrót łapy UN03 0 synchronizacja, łapa przedmiotów nie obrobionych (A) na dole, UN03 1 łapa (A) w górze. Przesuw łap UN04 0 synchronizacja, odbieranie, UN04 1 zakładanie do obrabiarki. Łapa A UN05 0 synchronizacja, łapa A otwarta, UN05 1 łapa A zamknita. Łapa B UN05 0 synchronizacja, łapa B otwarta, UN05 1 łapa B zamknita. Wysuwacze UN10 0 wysuwacz l zasunity (synchronizacja), UN10 1 wysuwacz l wysunity, UN11 0 wysuwacz l zasunity (synchronizacja), UN11 1 wysuwacz l wysunity3. Podnoszenie stołów UN12 1 podnoszenie stołu l, UN13 1 podnoszenie stołu 2. Pochylnia UN14 0 pochylnia w poziomie (synchronizacja), UN14 1 pochylnia podniesiona. Separator przygotówek UN15 0 na dole (synchronizacja), UN15 1 na górze. Transporter UN20 1 ruch transportera. 8

10 Podajnik czci UN21 0 podajnik na dole (synchronizacja), UN21 1 podajnik na górze. Wyrównywacz czci UN21 0 wyrównywacz odsunity (synchronizacja), UN21 1 wyrównywacz dosunity. 7. Przykładowy program Kada linia programu składa si z trzycyfrowej liczby porzdkowej, słowa kluczowego i polecenia (instrukcji) zakodowanego w postaci liczby piciocyfrowej: pierwsze dwie cyfry nr aktualnej jednostki, pozostałe trzy nr czynnoci wykonywanej przez dan jednostk. Przykład programu: 000 LBL pocztek programu. 001 UN ruch w pionie na pozycje UN obrót na pozycj l. 003 UN podniesienie pochylni stołu. 004 UN podniesienie widełek separatora przygotówek. 005 UN wysunicie ramienia na pozycj UN zamknicie szczk dolnych. 007 UN podniesienie głowicy chwytaka. 008 UN cofnicie ramienia do pozycji l. 009 UN obrót robota na pozycj UN ruch w pionie na póz. l. 011 UN wysunicie ramienia na pozycj UN opuszczenie głowicy chwytaka. 013 UN otwarcie szczk dolnych. 014 UN cofnicie ramienia do pozycji UN ruch o jedn pozycj przenonika łacuchowego. 016 UN podniesienie "łapki" przenonika łacuchowego. 017 UN dosunicie wyrównywacza czci. 018 UN obrót ramienia na pozycj UN obrót głowicy chwytaka o 180 stopni. 020 UN opuszczenie przenonika. 9

11 021 UN odsunicie wyrównywacza czci. 022 UN opuszczenie widełek separatora przygotówek. 023 UN powrót głowicy chwytaka do połoenia pocztkowego. 024 UN opuszczenie pochylni stołu. 025 JOMP skok do pocztku programu. 026 RUN uruchomienie programu. Wszystkie jednostki uruchamiane przez powyszy program uwidocznione s na rysunku stanowiska (rys.5) wraz z ich oznaczeniem liczbowym i z zaznaczeniem numerów przyjmowanych przez nie pozycji. Rys.5. Przykładowy schemat stanowiska 8. Zalecenia dotyczce wiczenia i sprawozdania 1. Podczas wiczenia naley zaprogramowa manipulator w taki sposób, aby przenosił on w okrelony sposób przedmiot midzy wyznaczonymi przez prowadzcego miejscami. 2. W sprawozdaniu naley umieci krótki opis manipulatora. 3. Opisa zadanie, jakie ma wykona manipulator i umieci szkic miejsca pracy i diagram. 4. Opisa struktur programu. 5. Uwagi i wnioski kocowe. Literatura 1. Dokumentacja Techniczno-Ruchowa manipulatora PR-16 P-A 10