Materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych Badanie napędów elektrycznych z luzownikami w robocie Kawasaki FA006E wersja próbna Literatura uzupełniająca do ćwiczenia: 1. Cegielski P. Elementy programowania systemu spawalniczego z robotem Kawasaki FA006E materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych 2. Cegielski P. Automatyzacja i robotyka w budowie maszyn Skrypt PW (Tempus), 1997r. 3. Honczarenko J. Roboty przemysłowe. Elementy i zastosowanie WNT, Warszawa 1996r. 4. Olszewski M. Manipulatory i roboty przemysłowe WNT, Warszawa 1992. 5. Zdanowicz R. Robotyzacja dyskretnych procesów produkcyjnych Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009r. 6. Dokumentacja techniczna i instrukcje robota Kawasaki FA006E (dostępne na ćwiczeniu). 7. http://www.astor.com.pl/robotyka/ Strona 1
1. Wprowadzenie Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z układem napędowym robota Kawasaki FA006N. Badania obejmować będą badanie zachowania silników elektrycznych współpracujących z układem hamującym. 1.1 Obsługa robota Sterowanie robotem odbywa się za pomocą ręcznego panelu operatorskiego Strona 2
Strona 3
Strona 4
Oprócz sterowanie przycisków, część funkcji jest także dostępna z poziomu ekranu dotykkowego - ustawianie prędkości ręcznego poruszania ramienia robota. Joint Mode (tryb osi) - każda os robota porusza się niezależnie. Base Mode (tryb podstawowy) - robot porusza się we współrzędnych globalnych związanych z podstawą robota Tool Mode (tryb pracy wg współrzędnych narzędzia) robot porusza się w układzie współrzędnych narzędzia. Strona 5
W dolnej części ekranu wyświetlane są informacje o stanie osi. Konfiguracja opcji wyświetlania dostępna jest po naciśnięciu przycisku MENU lub po dotknięciu ekranu dotykowego w polu dolnego obszaru. Dostępne są między innymi następujące informacje opisujące stan osi: pozycja osi prędkość obrotowa silnika wartość sprzężenia zwrotnego sygnał z enkodera prąd silnika RĘCZNE MANIPULOWANIE RAMIENIEM ROBOTA Robot Kawasaki FA006E może poruszać się w następujących układach współrzędnych: Złączowym (JOINT) poruszanie każdą osia z osobna (rysunek poniżej). Bazowym (BASE) poruszanie w kartezjańskim układzie współrzędnych związanych z podstawą (bazą) robota. Narzędzia (TOOL) poruszanie w układzie współrzędnych związanych z narzędziem. Użytkownika, podobnie jak w układzie BASE - jest to układ BASE przesunięty o wektor. W celu poruszania, a następnie programowania robota należy wykonać kolejno czynności: włączyć kontroler główny włącznik w pozycji ON i poczekać na załadowanie systemu, odblokować przycisk awaryjnego zasilania (o ile był wciśnięty), wcisnąć przycisk zerowania błędu ERROR RESET (o ile potrzeba), przełącznik wstrzymaj/włącz do pozycji włącz - RUN. Strona 6
przełączyć kontroler do pozycji TEACH. włączyć zasilanie serwonapędów MOTOR POWER na ekranie dotykowym panelu programowania wybrać układ współrzędnych, np. JOINT Na ekranie dotykowym panelu programowania wybrać prędkość ruchu w trybie TEACH. Trzymać Deadman Switch w położeniu pośrednim. Poruszać osiami robota za pomocą klawiszy JT1 JT7 na panelu programowania. 1.2 Napędy robota (do uzupełnienia) Wybrane funkcje robota zwiększające bezpieczeństwo pracy: ograniczenie zakresu ruchu poszczególnych osi ograniczenie prędkości ruchu ograniczenie obciążenia osi hamulce unieruchamiające osie robota W silnikach elektrycznych moment obciążenia jest funkcją prądu przepływającego przez uzwojenia. Wartość prądu silnika jest wykorzystywana jako sygnał zwrotny w układzie sterowania, jest więc ciągle monitorowany z odpowiednią dokładnością. Zastosowania limitów prądu silnika jest zatem powiązane z ograniczeniem momentu napędzanej osi. W przypadku kolizji ramienia robota z elementem zewnętrznym przekroczenie dopuszczalnego momentu spowoduje zatrzymanie pracy. Normalna praca robota wiąże się z pewnymi, zmiennymi w czasie obciążeniami osi. Obciążenia te zależą od: geometrii robota używanego narzędzia, moment jest proporcjonalny do ciężaru narzędzia położenia robota w przestrzeni, moment jest proporcjonalny do odległości środka ciężkości obciążenia od osi obrotu danej osi oddziaływaniem sił pomiędzy narzędziem, a przedmiotem. W przypadku robotów spawalniczych lub lakierniczych oddziaływanie to jest znikome dynamiki ruchu. pozostałe. Palnik spawalniczy jest połączony z urządzeniem zasilającym za pomocą złożonego kabla zawierającego doprowadzenie prądu, drutu spawalniczego, gazów Strona 7
osłonowych oraz płynów chłodzących. Kabel ten ze względu na swój ciężar oraz sztywność może wpływać na obciążenie osi robota. W przypadku robota spawalniczego największy wpływ na obciążenia osi ma dynamika ruchu. Aby zdefiniować odpowiednie wielkości limitów obciążeń należy wypracować kompromis pomiędzy poziomem zabezpieczenia, a dynamiką ruchu. Napędy robota kawasaki wyposażone zostały w luzowniki. Luzownik pełni rolę analogiczną do hamulca, różniąc się od niego jedynie kolejnością działania. W stanie bez zasilania powoduje unieruchomienie silnika, dopiero włączenie zasilania powoduje zluzowanie zacisków i zezwolenie na ruch osi. Rozwiązanie to niesie ze sobą kilka korzyści. W momencie wyłączenia zasilania ramię robota nie opada pod własnym ciężarem i nie stwarza tym samym zagrożenia. Eliminowana jest tym samym konieczność bazowania (synchronizowania) osi po każdym uruchomieniu. W trakcie normalnej pracy, podczas postoju pozycja osi utrzymywana jest poprzez zaciśnięte luzowniki, natomiast podczas ruchu poprzez odpowiedni moment obrotowy silników. Podczas rozpoczynania ruchu oraz podczas zatrzymywania ważna jest synchronizacja czasowa pomiędzy zluzowaniem zacisków a wytworzeniem momentu obrotowego przez silniki. Podczas startu i hamowania zbyt duże zwłoki powodować mogą opadanie osi, natomiast zbyt krótkie wywołują zwiększone obciążenie osi, co może spowodować zadziałanie wcześniej wyznaczonych limitów. Strona 8
2. Przebieg i wykonanie ćwiczenia 2.1 Praca z robotem Kawasaki w trybie ręcznym Zapoznanie z określoną konfigurację stanowiska zrobotyzowanego obejmuje następujące zadania: Uruchomienie robota, Wybór układu współrzędnych oraz konfiguracja parametrów ruchu Konfiguracja wyświetlania informacji o stanie osi Ręczne sterowanie ramieniem robota 2.2 Pomiary obciążeń osi w stanie statycznym Skonfigurować ekran aby wyświetlał współrzędne osiowe Znaleźć i zanotować granice zakresu ruchu osi Skonfigurować ekran aby wyświetlał obciążenie osi Wyznaczyć położenie osi w którym występuje największe obciążenie 2.1 Pomiary uchybu położenie Dobrać cztery różne położenia, w których przynajmniej jedna z osi osiąga maksymalne obciążeniem Ustawić czujnik zegarowy, aby możliwa była rejestracja uchybu podczas luzowania Dokonać dziesięciu pomiarów uchybu podczas luzowania oraz zaciskania osi Strona 9