Adaptacyjne sterowanie robotem IRb-6 instrukcja nr 508

Transkrypt

1 Adaptacyjne sterowanie robotem IRb-6 instrukcja nr Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie sie z programowaniem robota przemysłowego IRb-6 wyposażonego w czujnik zbliżeniowy z wykorzystaniem informacji o scenie robota w celu adaptacji do zainstniałej sytuacji. 2 Podstawy teoretyczne. Sformułowanie sterowanie adaptacyjne wystepuj ace w tytule instrukcji nie jest ścisłe z punktu widzenia teorii sterowania (patrz [3]) i zostało ono użyte w sensie potocznym. Sens takiego sterowania adaptacyjnego robota polega na tym, że robot za pośrednictwem sygnałów otrzymanych z urz adzeń sensorycznych (czujników) uzyskuje pewn a wiedze o aktualnej sytuacji na scenie i na podstawie tej informacji planuje swoje działanie, np. poprzez zmiane trajektorii ruchu, kolejność wykonywania procesów w ci agu technologicznym, itp. Rodzaj i ilość informacji, a co za tym idzie również sposób jej wykorzystania, zależ a od rodzaju użytego oczujnikowania robota. Najprostszymi rodzajami czujników s a czujniki kontaktowe daj ace informacje o kolizji, zbliżeniowe wykorzystuj ace zjawisko odbicia fal od przeszkody lub czujniki magnetyczne. Bardziej skomplikowane s a czujniki pobieraj ace informacje o szerszym otoczeniu robota takie jak sonary ultradźwiekowe, systemy wizyjne czy dalmierze laserowe, które s a kosztowne, wymagaj a dodatkowego uzbrojenia technologicznego robota i potrzebuj a znacznej mocy obliczeniowej w celu przetworzenia informacji o jego scenie [2]. W ćwiczeniu zapoznamy sie ze sposobem wykorzystania informacji otrzymywanej przez robota z prostego czujnika zbliżeniowego. 1

2 3 Stanowisko laboratoryjne. Stanowisko laboratoryjne składa sie z robota przemysłowego IRb-6 firmy ASEA oraz z dwóch palet i rynienki umieszczonych w przestrzeni roboczej robota. Robot wyposażony jest w prosty fotoelektryczny czujnik zbliżeniowy umieszczony na krawedzi chwytaka. Czujnik ten jest zbudowany z diody emituj acej promieniowanie podczerwone oraz fototranzystora reaguj acego na promieniowanie odbite od przeszkody, umieszczonych we wspólnej obudowie. Tranzystor wysterowany przez promieniowanie odbite zał acza sygnał STOP SZUKANIA w układzie sterowania robota. W przypadku znalezienia przedmiotu ustawiany jest wskaźnik o numerze 32, w przeciwnym razie wskaźnik ten jest kasowany. Wartość tego wskaźnika jest wykorzystywana podczas programowania ruchu z poszukiwaniem. 4 Programowanie robota. 4.1 Programowanie poszukiwania. Poszukiwanie odbywa sie pomiedzy dwoma punktami w przestrzeni roboczej. Pierwszy z tych punktów jest punktem startowym, drugi zaś punktem końcowym poszukiwania. Punkt startowy poszukiwania zapamietujemy DOKŁADNIE lub ZGRUBNIE. O tym, że chcemy szukać przedmiotu wzdłuż pewnej krzywej, informujemy układ sterowania podczas pozycjonowania punktu końcowego przeszukiwania. Instrukcja pozycjonowania do punktu końcowego musi zawierać argument określaj acy funkcje poszukiwania. Robot IRb-6 umożliwia przeszukiwanie przestrzeni roboczej przy użyciu instrukcji DOKŁADNIE, ZGRUBNIE i LINIOWO. Opis argumentów tych funkcji zamieszczono w Tablicy 1. Aby zaprogramować operacje szukania należy najpierw na wyświetlaczu cyfrowym podać argument wybranej opcji przeszukiwania a nastepnie przycisn ać przycisk ż adanej instrukcji. Jeżeli w czasie szukania robot nie otrzyma sygnału STOP SZUKANIA, to osi agnie punkt końcowy przeszukiwanej trajektorii w taki sposób, jak przy normalnie zaprogramowanym pozycjonowaniu. Jeżeli jednak w czasie szukania robot znajdzie przedmiot, co oznacza otrzymanie sygnału STOP SZU- KANIA przed zakończeniem trajektorii, to robot przemieści sie jeszcze o pewn a odległość - tym wieksz a, im wyższa jest zaprogramowana predkość szukania. W przypadku przeszukiwania przy użyciu instrukcji DOKŁADNIE lub ZGRUBNIE predkość ruchu można zmniejszyć przy pomocy przeł acznika PRACA na panelu programowania. W przypadku przeszukiwania liniowego predkość ruchu 2

3 NAZWA ARGUMENT OPIS INSTRUKCJI DOKŁADNIE 0002 operacja szukania miedzy dwoma dowolnymi punktami 0003 operacja szukania wzdłuż linii pionowej lub poziomej 0002 operacja szukania miedzy dwoma dowolnymi punktami ZGRUBNIE 0003 operacja szukania wzdłuż linii pionowej lub poziomej LINIOWO 02XX pozycjonowanie prostoliniowe z poszukiwaniem, czas w dziesi atych cześciach sekundy XX=02-99 Tablica 1: Instrukcje realizuj ace przeszukiwanie przestrzeni roboczej. 3

4 ARGUMENT OPIS 00XX zwykłe pozycjonowanie prostoliniowe. Czas w dziesi atych cześciach sekundy, XX = XX zwykłe pozycjonowanie prostoliniowe. Czas w sekundach, XX = XX pozycjonowanie prostoliniowe z przeszukiwaniem. Czas w dziesi atych cześciach sekundy, XX = punkt odniesienia. Tablica 2: Lista wybranych argumentów dla instrukcji LINIOWO. można zmniejszyć zwiekszaj ac czas XX podawany jako argument do instrukcji przeszukiwania LINIOWO. Instrukcje szukania służ a do znalezienia przedmiotu w przestrzeni roboczej robota, najcześciej na palecie. 4.2 Metoda punktu odniesienia. Kolejn a czynności a po znalezieniu przedmiotu na palecie powinno być pobranie lub poddanie go dalszej obróbce. W tym celu niezbedne jest wykonanie różnych czynności wzgledem punktu znalezienia robota, którym jest dowolny punkt przeszukiwanej trajektorii. Przesuniecie układu współrzednych do punktu zatrzymania robota i wykonywanie kolejnych ruchów wzgledem punktu w przestrzeni, w którym znajduje sie robot, nazywane jest metod a punktu odniesienia. Metoda punktu odniesienia wymaga aby po przeszukiwaniu z użyciem instrukcji szukania kolejne pozycjonowania wykonywać przy użyciu instrukcji LINIOWO. W takim przypadku kierunek i odległość do nastepnego punktu s a obliczane wzgledem poprzedniego punktu, w którym robot sie znajdował. Lista wybranych argumentów dla instrukcji LINIOWO znajduje sie w Tablicy 2. Przykładowe zadanie do realizacji: Robot ma wykonać pewien rodzaj obróbki wzdłuż krzywej określonej punktami P 3, P 4 i P 5, punkt pocz atkowy krzywej może znajdować sie w dowolnym położeniu pomiedzy punktami P 1 i P 2. Robot rozpoczyna swój ruch w P 1, a po zakończonej obróbce musi powrócić do punktu P 6. Schematyczna trajektoria ruchu robota podczas wykonywania przykładowego zadania została pokazana na rysunku 1 [1]. Z kolei czynności, jakie należy wykonać w celu zrealizowania takiego zadania, zostały przedstawione w Tablicy 3. 4

5 Czynności programisty Wskazanie wyświetlacza cyfrowego 1. pozycjonowanie robota do P wybór predkości w pracy AUTO dla ruchu do P ZGRUBNIE pozycjonowanie do P Podanie argumentu (kodu) przeszukiwania i czasu wykonania 5 s LINIOWO Pozycjonowanie do P Podanie argumentu (kodu) dla punktu odniesienia LINIOWO Pozycjonowanie do P Podanie argumentu czasu wykonania ruchu liniowego czas wykonania 12. LINIOWO Pozycjonowanie do P Podanie czasu wykonania czas wykonania 15. LINIOWO Pozycjonowanie do P Wybór predkości w pracy AUTO Zgrubnie 70 Tablica 3: Program realizuj acy przykładowe zadanie. 5

6 P 6 P 5 P 5 P 4 P 4 P P 1 3 P 3 P 2 Rysunek 1: Trajektoria ruchu robota. 4.3 Wykorzystanie wskaźnika do modyfikacji trajektorii. Przy programowaniu robota IRb-6, w momencie wymagaj acym podjecia decyzji o sposobie dalszej egzekucji programu w zależności od sytuacji na scenie robota, niezbedne jest wykorzystanie instrukcji skoku warunkowego. Instrukcja SKOK WARUNKOWY wymaga podania na klawiaturze numerycznej numeru sprawdzanego wejścia (wskaźnika). W przypadku szukania elementu na scenie robota testowanym wskaźnikiem jest stan wejścia 32. Podczas egzekucji programu układ sprawdza wskaźnik 32 i gdy wskaźnik jest ustawiony (stan logiczny 1) układ przeskakuje nastepn a instrukcje i program jest kontynuowany. W przeciwnym wypadku program wykonuje nastepn a instrukcje. Wskutek tego, jako kolejnej instrukcji po skoku warunkowym należy użyć instrukcji skoku bezwarunkowego, której argumentem jest numer linii programu, do której ma nast apić skok. Taka sekwencja instrukcji umożliwia rozgałezienie programu i w konsekwencji pobranie znalezionego przedmiotu lub przejście do wykonywania dalszej cześci programu, gdy przedmiot nie został znaleziony. Przykładowy program służ acy do przeszu- 6

7 kiwania palety i - w razie znalezienia przedmiotu - służ acy do pobrania go, został przedstawiony w Tablicy 4. Przebieg ćwiczenia. Ćwiczenie polega na opracowaniu i uruchomieniu programu realizuj acego szczegółowe zadanie postawione przez prowadz acego. Należy wykonać nastepuj ace czynności: 1. opisać zadanie przeszukiwania pojedynczej palety i naszkicować trajektorie, 2. napisać program realizuj acy zadanie, 3. wprowadzić program do pamieci robota, 4. przetestować program w pracy krokowej, 5. wprowadzić niezbedne poprawki, 6. uruchomić program cyklicznie. Jeśli przeszukiwanie pojedynczej palety zostało zrealizowane prawidłowo, należy rozbudować program i zrealizować przeszukiwanie po kolei obu palet i w przypadku znalezienia przedmiotu zaprogramować pobranie przedmiotu i wykonanie dalszej obróbki (np. odłożenie do rynienki). Bibliografia [1] Adaptacyjne sterowanie robotem IRb-6, Instytut Cybernetyki Technicznej, raport serii usługi 13 [2] Programowanie adaptacyjne robota przemysłowego typu IRb-6, Instytut Cybernetyki Technicznej, raport serii usługi 9/90, [3] K. Tchoń, A. Mazur, I. Duleba, R. Hossa, R. Muszyński:Manipulatory i roboty mobilne-modele, planowanie ruchu, sterowanie, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa,

8 Czynności programisty Wskazanie wyświetlacza cyfrowego 1. pozycjonowanie robota do P wybór predkości w pracy AUTO dla ruchu do P ZGRUBNIE pozycjonowanie do P Podanie argumentu (kodu) przeszukiwania i czasu wykonania 5 s LINIOWO SKOK WARUNKOWY SKOK Pozycjonowanie do P Podanie argumentu (kodu) dla punktu odniesienia LINIOWO Pozycjonowanie do P Podanie argumentu czasu wykonania ruchu liniowego czas wykonania 14. LINIOWO Pozycjonowanie do P Podanie czasu wykonania czas wykonania 17. LINIOWO Pozycjonowanie do P Wybór predkości w pracy AUTO Zgrubnie 70 Tablica 4: Program realizuj acy przeszukiwanie palety i pobranie w przypadku znalezienia przedmiotu. 8

9 Opracowali: dr inż. Alicja Mazur, dr inż. Marek Wnuk. 9