Laboratorium z Napęd Robotów

Transkrypt

1 POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY INSTYTUT MASZYN, NAPĘDÓW I POMIARÓW ELEKTRYCZNYCH Laboratorium z Napęd Robotów Robot precyzyjny typu SCARA Prowadzący: mgr inŝ. Waldemar Kanior Sala 101, budynek A-5

2 1. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą sterowania oraz programowania robotów przemysłowych. 2. Opis stanowiska. Elementy składowe stanowiska laboratoryjnego robot RP-1AH firmy Mitsubishi oraz kontroler CR1, element wykonawczy wiertarka oraz elektromagnes, specjalne dodatkowe rozwiązania konstrukcyjne i sprzętowe, komputer z oprogramowaniem sterujące i wspomagającym procesy przemysłowe (COSIMIR). Roboty typu SCARA na przykładzie robota RP-1AH firmy MITSUBISHI. Robot o strukturze kinematycznej SCARA (Selective Compliant Articulated Robot for Assembly) zostały sklasyfikowane do grupy robotów monolitycznych o szeregowej strukturze kinematycznej. Roboty te pracują w otwartym łańcuchu kinematycznym opisywanym w literaturze często jako OOP lub POO (gdzie: O oznacza połączenie o ruchu obrotowym, a P połączenie o ruchu postępowym) w zaleŝności od konfiguracji robota i jego zastosowania. Ilość liter w zapisie odpowiada ilości członów lub ruchliwości struktury. Robot ten wyposaŝony jest w cztery serwonapędy prądu przemiennego o mocy 100 W, sterowane za pomocą 64 bitowego sterownika. Pozycje ustalane są za pomocą wbudowanych enkoderów. Serwonapęd bezszczotkowy napęd z silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi, umoŝliwia sterowanie prędkością, momentem i połoŝeniem. Głównymi parametrami opisującymi i wpływającymi na budowę manipulatorów i robotów jest dokładność i powtarzalność. Dokładność manipulatora określa jak blisko manipulator moŝe dojść do zadanego punktu w przestrzeni roboczej. Powtarzalność jest wielkością określającą jak blisko manipulator moŝe dojść do pozycji uprzednio osiągniętej.

3 Parametry robotów przemysłowych: - dokładność; - powtarzalność; - sztywność; - wielkość obszaru roboczego. Tabela 1 Parametry robota RP-1AH. Parametry Wartości Liczba stopni swobody 4 Rodzaj napędu AC servo Detekcja pozycji Enkoder absolutny Maksymalne obciąŝenie 1 [kg] Długości ramion [mm] Powierzchnia robocza X,Y 150x105 [mm] Dopuszczalne Wysokość osi Z 30 [mm] limity Obrót końcówki [ O ] W osiach X,Y 480 [ O /s] Maksymalna W osi Z 800 [mm/s] prędkość napędów Obrót końcówki 3000 [ O /s] Czas cyklu 0.28 [s] Powtarzalna W osi X,Y [mm] dokładność W osi Z [mm] pozycjonowania Obrót końcówki [ O ] Dopuszczalny moment obrotowy 0.3 x 10-3 [kg*m 2 ] Dopuszczalny zakres temperaturowy 0 40 [ O C] Waga 12 [kg] Dodatkowe wyposaŝenie 8 wejść i 8 wyjść cyfrowych do sterowania róŝnymi urządzeniami Robot ten charakteryzuje mała przestrzeń robocza rys. 1 (gdzie: A x B 105x150mm; C 234mm; D 95mm; E 30mm), a przy tym bardzo duŝa dokładność, determinuje procesy przemysłowe, do których moŝe być on przeznaczony. Powinny to być zadania wymagające duŝej precyzji jak na przykład: montaŝ elementów na płytkach elektronicznych, wypalanie płytek, czy procesy skrawania.

4 Rys. 1. Widok robota RP-1AH firmy Mitsubishi oraz jego przestrzeń robocza. 3. Przebieg ćwiczenia a) Zapoznanie się z budową robota precyzyjnego typu SCARA RP- 1AH firmy Mitsubishi, b) Zapoznanie się z układem sterowania i jego oprogramowaniem, c) Zaprojektowanie i napisanie programu do wykonania poniŝszych zadań, d) Sprawdzenie i uruchomienie programu. 4. Zadania do wykonania. ZADANIE 1. Napisać program, dzięki któremu robot przeniesie śruby z pudełka A do B (jak na rys. 2.) w kolejności zadanej przez prowadzącego. NaleŜy tak zabezpieczyć programowo proces by podczas przenoszenia śrub nie uszkodzić makiety palet na podajnikach taśmowych (np.: przenoszone śruby nie wyciągały innych). Po wykonaniu tej części zadania naleŝy dopisać program, który przeniesie śruby z powrotem z B do A. Korzystając z dostępnych materiałów zoptymalizować kod programu by zawierał jak najmniej wierszy.

5 A B 34 C Rys. 2. Makieta palet. ZADANIE 2. Tak zmienić program by robot najpierw wywiercał otwory w pudełku B, a następnie przeniósł śruby tak jak w zadaniu 1. NaleŜy zadbać by podczas czynności wiercenia prędkość osi postępowej była jak najmniejsza w celu urzeczywistnienia procesu wiercenia. ZADANIE 3. Napisać program, dzięki któremu robot wykona przejazd po zadanej trajektorii. Rys. 3. Przykładowa trajektoria ruchu ramienia robota. NaleŜy wykorzystać moŝliwość programowania przez zdefiniowanie palety.