Instytut Automatyki Politechniki Łódzkiej FTIMS, Informatyka wtorek 10:15 12:00 Laboratorium Sterowania Robotów Sprawozdanie Skład grupy laboratoryjnej: Krzysztof Łosiewski 127260 Łukasz Nowak 127279 Kacper Wołyński 127352
Ćwiczenie L1, L2 Cel: Celem cwiczenia było zapoznanie sie z działaniem dwóch robotów L1 i L2, a nastepnie wykonanie odpowiedniego zadania. Robot L1 miał na celu podniesienie klocka i przeniesieniu go do chwytaka robota L2. Po odebraniu klocka, robot L2 przenosił je w odpowiednie miejsce i wrzucał do pudełka. Opis stanowiska: Układ napędowy i sterowania: Głównym elementem układu jest komputer PC wyposaŝony w odpowiednie karty wejść/wyjść, klawiaturę oraz panel sterowania, dostępny z poziomu programu. Układ napędowy kaŝdej osi zawiera sterownik, silnik krokowy oraz wyłącznik krańcowy. Układ pracuje w pętli otwartej, co powoduje konieczność kaŝdorazowego jego bazowania. Układ manipulatora: Robot L1 jest robotem kartezjanskim ze sferycznym nadgarstkiem. Posiada 6 stopni swobody i elektryczny chwytak. Robot L2 ma łancuch kinematyczny typu PUMA z 5 stopniami swobody Efektor stanowi pudełko do odbierania detalu. Schematy obu robotów przedstawione są na poniŝszych rysunkach (po lewej robot L1, po prawej robot
L2) Przebieg ćwiczenia: Podstawowym problemem przy realizacji tego zadania był dość długi czas potrzebny na kaŝdorazowe bazowanie robotów a takŝe brak precyzji końcówki manipulatora w robocie L2. Kluczowy problem synchronizacji dwóch współpracujących ze sobą robotów nie nastręczył nam większych problemów. Wnioski: Programowanie robotów L1 i L2, ze względu na brak układu pomiarowego, wymagało znajomości dokładnych współrzędnych kolejnych połoŝeń, co znacząco wydłuŝyło czas realizacji zadania. Ćwiczenie to pokazało nam jak mogą współpracować ze sobą dwa roboty przy wykonywaniu określonego zadania. Realizacja zadania okazała się jednak niemoŝliwa z powodu awarii chwytaka robota L1. Ćwiczenie C Cel: Celem tego ćwiczenia było poznanie środowiska Easy-Rob pozwalającego na symulację pracy robota.
Opis stanowiska: Stanowisko pracy przeznaczone do realizacji zadania zostało wyposaŝone w komputer PC z systemem operacyjnym MSWindows i wgranym 32-bitowym programem symulatora Easy-Rob ver. 2.6, wykorzystującym biblioteki graficzne OpenGL. Opis środowiska Easy-Rob Easy-Rob jest środowiskiem słuŝącym symulowaniu pracy robota. Wykorzystuje ono język zbliŝony do występującego na rzeczywistym stanowisku sterowania robotem. Dodatkowo program Easy-Rob uzupełniony został o funkcje pozwalające na wizualizację procesu modelowania wykorzystujące darmową bibliotekę graficzną OpenGL. Praca w środowisku Easy-Rob przebiega zawsze w następujących etapach: załadowanie wybranego przez uŝytkownika robota edycja programu wybranego robota uruchomienie stworzonego programu obserwację przebiegu działania robota z moŝliwością rejestracji wybranych przebiegów Zadania do wykonania: Zadanie 1 Celem tego zadania było wykreślenie w przestrzeni dwuwymiarowej kwadratu wpisanego w okrąg. Do realizacji tego zadania przeznaczony był najprostszy z manipulatorów planarnych tj. podwójne ramie (1dh.cel) Zadanie 2 Celem tego zadania było obrysowanie w przestrzeni trójwymiarowej sześcianu. Do realizacji tego zadania przeznaczony był robot (IR364WS.cel)
Rysunek 1 : Robot IR354WS.cel Przebieg ćwiczenia: Trajektoria ramienia robota tworzona była poprzez podawanie kolejnych połoŝeń ustalanych z obserwacji przestrzeni roboczej programowanego robota oraz bieŝącym podglądzie zaprogramowanego ruchu i jego korekcji. Środowisko Easy- Rob okazało się dosyć niestabilne i wymagało dość częstego ponownego uruchamiania, aby móc kontynuować realizację zadania. Wnioski: Środowisko symulacyjne Easy-Rob pozwala na zapoznanie się z technikami programowania robotów, bez ponoszenia ewentualnych strat spowodowanych stworzeniem niewłaściwego programu. Środowisko to pozwala takŝe na szybkie sprawdzenie poprawności stworzonego oprogramowania, jednak nie pozwala na przewidzenie pewnych nietypowych sytuacji towarzyszących programowaniu rzeczywistego robota. Dodatkowo tryb śledzenia trajektorii manipulatora robota pozwala na dokładne śledzenie i analizę trajektorii manipulatora robota, co ułatwia korygowanie ewentualnych błędów.
Ćwiczenie E Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z budową, działaniem i programowaniem robota dydaktycznego sterowanego za pomocą przemysłowego sterownika programowalnego. Opis stanowiska: Układ laboratoryjny to manipulator o kartezjańskim łańcuchu kinematycznym firmy FESTO, wyposaŝony w czujniki i sterownik przemysłowy, podłączony do komputera. Jedna oś manipulatora napędzana jest silnikiem prądu stałego, a dwie pozostałe siłownikami pneumatycznymi. Do pobierania elementów słuŝy przyssawka. Zadanie do wykonania: Zaprogramować robota tak, aby w zaleŝności od kształtu podłoŝonego elementu, przenosił go na wyznaczoną pozycję. Program ma być napisany w języku FESTO- Interpreter. Opis wykonania zadania: Pierwszą częścią zadania było zaprogramowanie robota tylko dla jednego elementu, w jednej osi. Na sygnał z czujnika o podłoŝeniu elementu robot opuszczał przyssawkę, włączał ssanie, podnosił przyssawkę i przenosił element na wyznaczone miejsce. Następnie przyssawka została opuszczona, ssanie wyłączone, a robot mial powrócić do pozycji startowej. Ruch manipulatora odbywał się tylko w dwóch osiach x oraz z. Gotowy program musiał zostać załadowany do sterownika. Drugą częścią zadania było zmodyfikowanie programu o rozpoznawanie elementów i odkładanie ich na róŝne pozycje z wykorzystaniem wszystkich trzech osi układu kartezjańskiego. Program po powrocie do pozycji startowej miał zostać zapętlony. Język FESTO-Interpreter umoŝliwił podzielenie programu na kroki, oraz uŝywanie procedur. Na potrzeby naszego programu stworzyliśmy procedurę Timer a, której celem było zatrzymanie programu na czas określony w przekazywanym parametrze. Algorytm działania programu przedstawiony został na poniŝszych diagramach:
Diagram 1: Ogólny schemat działania programu
Diagram 1.1: Odkładanie elementu po osi Y
Diagram 1.2: Odkładanie elementu po osi X
Diagram 1.3: Odkładanie elementów po osiach X,Y