Katedra Automatyzacji

Transkrypt

1 Polit echnik a Lubelsk a, Wydział Mechaniczny Katedra Automatyzacji ul. Nadbystrzycka 36, Lubl i n tel./fax.:(+48 81) e-mai l :automat@pol l ub.pl; wm.ka@pol l ub.p LABORATORIUM PODSTAW ROBOTYKI Instrukcja do ćwiczenia nr R6 PODSTAWY PROGRAMOWANIA ROBOTA PRZEMYSŁOWEGO KAWASAKI Wydział Mechaniczny Sala 406

2

3 I. Cel ćwiczenia Celem dydaktycznym jest zapoznanie z budową oraz podstawami obsługi oraz programowania wieloosiowego robota przemysłowego. Celem praktycznym jest zaprogramowanie 6-osiowego szeregowego robota przemysłowego Kawasaki RS003N w języku AS. II. Stanowisko ćwiczeniowe Stanowisko ćwiczeniowe składa się z (rys.1): - robota Kawasaki RS003N (a), - sterownika robota E70 (b), - programatora ręcznego (ang. Teach Pendant) (c). Rys. 1. Elementy stanowiska ćwiczeniowego: a) 6-osiowy robot przegubowy Kawasaki RS003N, b) programator ręczny, c) sterownik robota E70 [1] 1

4 Robot Kawasaki RS003N Jest to robot przemysłowy ogólnego przeznaczenia, zbudowany z sześciu szeregowo połączonych przegubowych osi ruchu. Podstawowe dane techniczne robota: - udźwig 3 kg, - powtarzalność pozycjonowania +/- 0,05 mm, - zasięg 620 mm, - masa ramienia 20 kg, - maksymalna prędkość 6000 mm/s, Wymiary urządzenia oraz zakres ruchu zostały przedstawione na rys. 2. Przykładowe zastosowania robota: - montaż części, - przemieszczanie obiektów, paletyzacja, - gradowanie, malowanie, spawanie, wycinanie. Rys. 2. Podstawowe wymiary oraz zakresy ruchów robota Kawasaki RS003N [1]. 2

5 Sterownik robota E70 Układy napędowe ramienia robota kontrolowane są przez cyfrowy układ sterowania zabudowany w oddzielnej obudowie (tzw. sterownik lub kontroler). Sterownik realizuje następujące zadania: - steruje i synchronizuje ruch wszystkich osi robota, - pozwala na obsługę robota z programatora ręcznego (ang. teach pendant) lub zdalną (przez łącze RS232 oraz ethernet), - przechowuje i realizuje programy użytkownika (sekwencję komend dla robota), - posiada 32 wejścia binarne oraz 32 wyjścia binarne do interakcji robota ze środowiskiem jego pracy. Programator ręczny Programator ręczny robota to przenośny pulpit wyposażony w specjalizowaną klawiaturę oraz wyświetlacz LCD z ekranem dotykowym (rys. 1.). Przeznaczony jest przede wszystkim do ręcznego sterowania napędami ramienia robota i jego osprzętu (np. chwytaka) oraz do testowania i modyfikowania programów użytkownika (sekwencji ruchów). Ze względu na uproszczoną klawiaturę i ograniczone możliwości wyświetlacza nie praktykuje się pisania programów z użyciem programatora ręcznego. Do tego celu wykorzystuje się komputer podłączony do sterownika robota łączem szeregowym lub przez ethernet. Język programowania AS Jest to język komend, za pomocą którego programowane są manipulatory firmy Kawasaki. Podstawy języka zostały opisane w załączniku: Instrukcja R6_Zał0 Robot KAWASAKI Instrukcja skrócona lektura obowiązkowa! Podstawowe tryby pracy robota Kawasaki RS003N Układ sterowania robota może znajdować się w jednym z trzech głównych trybów pracy: Teach, Repeat, 100%. Wybór trybu pracy dokonywany jest trzypozycyjnym przełącznikiem obrotowym na przedniej ścianie sterownika robota. Dodatkowo, na programatorze ręcznym znajduje się dwupozycyjny przełącznik Teach LOCK. Sposób wyboru oraz przeznaczenie każdego z trybów opisuje tabela: 3

6 Oznaczenie trybu pracy (pozycja przełącznika sterownika) Wymagana pozycja przełącznika Teach LOCK Podstawowe przeznaczenie oraz właściwości trybu Teach ON - swobodne pozycjonowanie ramienia robota z programatora ręcznego (można sterować każdym przegubem niezależnie lub stosować interpolację liniową, możliwość wyboru układu współrzędnych odniesienia), - nastawiana prędkość ruchu (lecz ograniczona do ok. 20% prędkości maksymalnej), - testowanie programów w trybie krokowym (po jednej komendzie) zarówno do przodu jak i wstecz, - możliwość śledzenia trajektorii ruchu w przód oraz wstecz (w ramach każdej komendy ruchu), - napędy robota pracują tylko wtedy gdy operator trzyma przycisk przytomnego operatora w programatorze ręcznym, - komendy sterujące przesyłane ze zdalnego terminala są ignorowane. Repeat OFF - testowanie i śledzenie wykonywania programów (praca ciągła lub krokowa), - nastawiana prędkość ruchu (od minimalnej do maksymalnej), - testowanie programów w trybie krokowym (po jednej komendzie) tylko do przodu, - nie jest wymagana obecność operatora, tzn. przycisk Przytomny operator w programatorze ręcznym nie musi być trzymany, - komendy zdalnego sterowania (także uruchomienie programu) mogą być przesyłane ze zdalnego terminala. 100% OFF - tylko praca automatyczna (wykonywanie programu) z prędkościami zapisanymi w kodzie programu, - nie jest wymagana obecność operatora, tzn. przycisk Przytomny operator w programatorze ręcznym nie musi być trzymany. III. Pytania kontrolne 1. Objaśnij składnię oraz przeznaczenie polecenia HERE. 2. Wyjaśnij różnice pomiędzy poleceniami JMOVE oraz LMOVE. 3. Objaśnij polecenie JAPPRO lub LAPPRO. Źródła: [1] 4

7 IV. Przebieg ćwiczenia UWAGA! ZAKAZ SAMODZIELNEGO WŁĄCZANIA ZASILANIA ROBOTA (POPROŚ O POMOC NAUCZYCIELA) UWAGA! W PRZYPADKU ZAGROŻENIA NALEŻY NATYCHMIAST WCISNĄĆ CZERWONY PRZYCISK EMERGENCY STOP NA STEROWNIKU RĘCZNYM LUB PRZEDNIEJ ŚCIANIE STEROWNIKA ROBOTA. Przygotowanie robota do włączenia 1. Upewnij się, że w zasięgu ramienia robota nie znajdują się osoby ani żadne przedmioty niebędące częścią stanowiska (np. torby, zeszyty, narzędzia itp.). 2. Ustaw przełącznik trybu pracy na sterowniku w pozycję Teach. 3. Odrygluj przycisk wyłącznika bezpieczeństwa na sterowniku (obróć przycisk w lewo ). 4. Na programatorze ręcznym ustaw przełącznik Teach LOCK w pozycję ON. 5. Odrygluj przycisk wyłącznika bezpieczeństwa na programatorze ręcznym. 6. Poproś nauczyciela o pozwolenie na włączenie zasilania robota. Uruchomienie napędów robota 7. Użyj przycisków A(Alt)+HOLD/RUN aby uaktywnić kontrolkę RUN w prawym górnym rogu wyświetlacza:. 8. Użyj przycisków A(Alt)+JOG/MOTOR_ON aby uaktywnić kontrolkę MOTOR. 9. Wciśnij do pierwszego oporu i trzymaj jeden z żółtych przycisków na spodniej części programatora ręcznego - tzw. przycisk przytomnego operatora (z ang. live-man switch albo dead man s switch ). Powinien być słyszalny klik zwolnienia hamulców elektromagnetycznych oraz charakterystyczny cichy pisk wydobywający się z układów napędowych robota. 5

8 Sterowanie ręczne robotem (tryb Teach) UWAGA! Przewiduj możliwe kolizje ramienia robota z jego otoczeniem i unikaj ich! Ruch do nowej pozycji odbywa się po trajektorii prostoliniowej (w trybie BASE) albo z interpolacją w przegubach (tryb JOINT). 10. Ustaw prędkość ruchu dla sterowania ręcznego na poziom 2: (ekran programatora ręcznego można obsługiwać dotykiem). 11. Przełącz robota w tryb ruchu z interpolacją w przegubach JOINT: (dotknij ikonę aby zmienić tryb interpolacji ruchu). 12. Użyj sześciu par przycisków + / do sterowania ruchem każdego przegubu niezależnie. Przetestuj możliwy zakres ruchów (zasięg ramienia) oraz różne poziomy prędkości (MAN.SPEED). 13. Przełącz robota w tryb ruchu z interpolacją liniową BASE:. W tym trybie tzw. punkt centralny narzędzia (środek obrotowej flanszy szóstej osi robota) będzie przemieszczał się po trajektoriach prostoliniowych w układzie kartezjańskim o początku związanym z podstawą ramienia robota (BASE z ang. baza). 14. Użyj trzech par przycisków ozn. 1/X, 2/Y, 3/Z do zadawania przemieszczeń liniowych oraz trzech par przycisków ozn. 4/rx, 5/ry, 6/rz do nastawiania kątów w trzech kolejnych stopniach swobody. Nawiązanie zdalnego połączenia ze sterownikiem robota 15. Uruchom komputer oraz program zdalnego terminala KCwinTCP. Korzystając z instrukcji programowania robota (rozdział ) nawiąż połączenie ze sterownikiem robota. W oknie terminala powinien pojawić się monit o podanie login u i hasła dostępu do sterownika (zapytaj nauczyciela o dane logowania). UWAGA! Zadaniem programu KCwinTCP jest w istocie jedynie wyświetlanie na ekranie komputera znaków (komunikatów tekstowych) odbieranych od sterownika oraz wysyłanie do niego kodów ASCII klawiszy naciskanych na klawiaturze. Zatem cała dalsza procedura edycji programu odbywa się w istocie w pamięci sterownika (komputer pełni rolę zdalnego ekranu i klawiatury sterownika robota). 6

9 Tworzenie programu 16. Przypomnij sobie przykładową aplikację manipulowania przedmiotem opisaną w rozdziale instrukcji programowania. Dzięki użyciu komend przemieszczenia względnego (względem bieżącej lub innej zdefiniowanej pozycji) wystarczy w pamięci sterownika zdefiniować dwa ustawienia ramienia robota: do uchwycenia części (#part), oraz do odłożenia części (#box). 17. Zaplanuj własne ustawienia do pobrania wirtualnej części oraz położenie pudełka. Dodatkowo określ trzecie ustawienie ramienia, w której robot pokaże Ci spód uchwyconej części (np. #pokaz). 18. Wprowadź do pamięci sterownika współrzędne twoich trzech ustawień polecenie HERE (rozdział 3.5.1). 19. Wzorując się na treści rozdziału instrukcji programowania napisz własny program przenoszący część z miejsca #part do #box. Pamiętaj, że po uchwyceniu części twój robot ma przyjąć ustawienie #pokaz. UWAGA! Najpierw usuń poprzednią wersję programu poleceniem DELETE demo. Testowanie programu (tryb Repeat) W tej części uruchomisz i przetestujesz działanie robota z twoim programem. UWAGA! Nie przekraczaj 30% prędkości znamionowej robota. UWAGA! Szczególnie podczas pierwszego uruchomienia programu (ale także po każdej jego edycji) uważnie obserwuj ramię robota i w razie nieprawidłowości natychmiast wciśnij przycisk zatrzymania EMERGENCY STOP na programatorze ręcznym lub sterowniku! 20. Korzystając z instrukcji programowania (rozdział 4.3.) przetestuj działanie swojego programu w różnych trybach (STEP: ONCE/CONTINOUS, REPEAT: ONCE/CONTINOUS). Testowanie programu w trybie Teach 21. Przestaw sterownik w tryb Teach. Przetestuj działanie swojego programu w pracy krokowej. W tym trybie możesz używać przycisków A(Alt)+CHECK/GO oraz A(Alt)+CHECK/BACK do prześledzenia trajektorii ruchu (zarówno w przód jak i wstecz). 7