Laboratorium Podstaw Robotyki ĆWICZENIE 2

Podobne dokumenty
Laboratorium Podstaw Robotyki ĆWICZENIE 2

Laboratorium Podstaw Robotyki ĆWICZENIE 2

1 Zasady bezpieczeństwa

Laboratorium Maszyny CNC. Nr 4

Sterowanie, uczenie i symulacja robotów przemysłowych Kawasaki

Programowanie robotów Kuka

Kalibracja robotów przemysłowych

R 3. Programowanie robota o 7 stopniach swobody. Pracownia Nauki Programowania i Aplikacji Robotów Przemysłowych. Instrukcja laboratoryjna

Sterownik KR C4(8.x)

Robot EPSON SCARA T3-401S

Materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych

Obrabiarki CNC. Nr 10

Projektowanie systemów zrobotyzowanych

ROBOTY PRZEMYSŁOWE LABORATORIUM FANUC S-420F

Projektowanie systemów zrobotyzowanych

Laboratorium z Napęd Robotów

Cel ćwiczenia: Nabycie umiejętności poruszania się w przestrzeni programu Kuka.Sim Pro oraz zapoznanie się z biblioteką gotowych modeli programu.

Instrukcja programowania wieratko-frezarki BFKO, sterowanej odcinkowo (Sinumerik 802C)

R 1. Robot o równoległej strukturze kinematycznej i czterech stopniach swobody. Pracownia Nauki Programowania i Aplikacji Robotów Przemysłowych

Przygotowanie do pracy frezarki CNC

Tablet bezprzewodowy QIT30. Oprogramowanie Macro Key Manager

Windows 10 - Jak uruchomić system w trybie

Kinematyka manipulatora równoległego typu DELTA 106 Kinematyka manipulatora równoległego hexapod 110 Kinematyka robotów mobilnych 113

etrader Pekao Podręcznik użytkownika Strumieniowanie Excel

Laboratorium Napędu Robotów

Wprowadzenie do robotyki

Instrukcja obsługi programu MPJ6

Frezarka serii HY-TB3 trzyosiowa Instrukcja obsługi

STEROWNIK LAMP LED MS-1 Konwerter sygnału 0-10V. Agropian System

Symulacja działania sterownika dla robota dwuosiowego typu SCARA w środowisku Matlab/Simulink.

Instrukcja z przedmiotu Napęd robotów

Frezarka serii HY-TB4 czteroosiowa Instrukcja obsługi

Program APEK Użytkownik Instrukcja użytkownika

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi funkcjami i pojęciami związanymi ze środowiskiem AutoCAD 2012 w polskiej wersji językowej.

KUKA Roboter CEE GmbH. Konfiguracja i połączenie układów bezpieczeństwa w gniazdach zrobotyzowanych na przykładzie robotów KUKA

Następnie uruchom b-link z Menu Start lub ponownie uruchom komputer.

Rys. 1. Brama przesuwna do wykonania na zajęciach

Rys. 18a). Okno kalibracji robotów, b)wybór osi robota, która wymaga kalibracji.

OPIS PROGRAMU USTAWIANIA NADAJNIKA TA105

Program V-SIM tworzenie plików video z przebiegu symulacji

Katedra Automatyzacji

INSTRUKCJA OBSŁUGI. Przekaźnik czasowy ETM ELEKTROTECH Dzierżoniów. 1. Zastosowanie

Strategiczny program badań naukowych i prac rozwojowych Profilaktyka i leczenie chorób cywilizacyjnych STRATEGMED

Wprowadzenie do rysowania w 3D. Praca w środowisku 3D

STEROWNIK TUBY LED STM-64

Ustawienia ogólne. Ustawienia okólne są dostępne w panelu głównym programu System Sensor, po kliknięciu ikony

1. Wybierz polecenie rysowania linii, np. poprzez kliknięcie ikony W wierszu poleceń pojawi się pytanie o punkt początkowy rysowanej linii:

TWORZENIE OBIEKTÓW GRAFICZNYCH

1. Panel sterowniczy KUKA. rys. (1) 2. Ogólnie

Katedra Energetyki. Laboratorium Podstaw Elektrotechniki. Badanie silników skokowych. Temat ćwiczenia:

Rozdział 5. Administracja kontami użytkowników

dr inż. Tomasz Krzeszowski

PROGRAMOWALNE STEROWNIKI LOGICZNE

MODEL MANIPULATORA O STRUKTURZE SZEREGOWEJ W PROGRAMACH CATIA I MATLAB MODEL OF SERIAL MANIPULATOR IN CATIA AND MATLAB

STEROWNIK LAMP LED MS-1 Agropian System

PROGRAMOWANIE OBRABIAREK CNC W JĘZYKU SINUMERIC

Przełącznik KVM USB. Przełącznik KVM USB z obsługą sygnału audio i 2 portami. Przełącznik KVM USB z obsługą sygnału audio i 4 portami

Instrukcja ręcznej konfiguracji połączenia z Internetem przez. modem ED77 w systemie Windows XP

T13 Modelowanie zautomatyzowanych procesów wytwórczych, programowanie maszyn CNC

TITAN 2.0. Analiza czasowo- przestrzenna. Opis zmian wprowadzonych do wersji 2.0 w odniesieniu do wersji 1.0

Programowanie obiektowe

Laboratorium Napędu robotów

Laboratorium Elektrycznych Systemów Inteligentnych

IRB PODSUMOWANIE:

Laboratorium Podstaw Robotyki I Ćwiczenie Khepera dwukołowy robot mobilny

POLSKI. Macro Key Manager Podręcznik użytkownika

Ćwiczenie 3. I. Wymiarowanie

Laboratorium Podstaw Robotyki ĆWICZENIE 1

EasyLink. Instrukcja obsługi. Sterownik klawiatury brajlowskiej pod Windows wersja 1.2. Poznań, Sierpień 2009 r.

VComNet Podręcznik użytkownika. VComNet. Podręcznik użytkownika Wstęp

HELIOS pomoc społeczna

Badanie ruchu złożenia

Sterowanie obrabiarką numeryczną

Instrukcja instalacji i obsługi modemu ED77 pod systemem operacyjnym Windows 98 SE (wydanie drugie)

Planowanie trajektorii narzędzia skrawającego koparki hydraulicznej

KGGiBM GRAFIKA INŻYNIERSKA Rok III, sem. VI, sem IV SN WILiŚ Rok akademicki 2011/2012

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

Informatyka Arkusz kalkulacyjny Excel 2010 dla WINDOWS cz. 1

Kultywator rolniczy - dobór parametrów sprężyny do zadanych warunków pracy

INTERFEJS DIAGNOSTYCZNY BMW INPA / ADS/ GT1/ DIS / EDIABAS INSTRUKCJA OBSŁUGI Strona 1

Programowanie kontrolera RH robota S-420S Opracował: Karol Szostek

Sterownik KR C4(8.x)

Tworzenie zespołu. Laboratorium Technik Komputerowych I, Inventor, ćw. 4. Wstawianie komponentów i tworzenie wiązań między nimi.

Oprogramowanie testowe CSMIO/IP v3.000 dla programu Mach4.

Tylna strona Vibstand a 2 zawiera panele zawierające przyłącza komunikacyjne, zasilające oraz bezpieczniki.

Pracownia internetowa w każdej szkole (edycja jesień 2005)

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Kurs SINAMICS G120 Konfiguracja i uruchomienie. Spis treści. Dzień 1

Expo Composer Garncarska Szczecin tel.: info@doittechnology.pl. Dokumentacja użytkownika

Analiza mechanizmu korbowo-suwakowego

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA ENERGOELEKTRYKI LABORATORIUM INTELIGENTNYCH INSTALACJI ELEKTRYCZNYCH

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium Programowanie obrabiarek CNC. Nr 2

Laboratorium z Grafiki InŜynierskiej CAD. Rozpoczęcie pracy z AutoCAD-em. Uruchomienie programu

Laboratorium Podstaw Robotyki Zasady BHP

1. Kiść. 1. Kiść 5. Podstawa 2. Przedramię 6. Przewody łączeniowe 3. Ramię 7. Szafa sterownicza 4. Kolumna obrotowa

Roboty przemysłowe. Wojciech Lisowski. 8 Przestrzenna Kalibracja Robotów

Automatyzacja i robotyzacja procesów technologicznych

Informatyka Arkusz kalkulacyjny Excel 2010 dla WINDOWS cz. 1

System wizyjny OMRON Xpectia FZx

Transkrypt:

Laboratorium Podstaw Robotyki Politechnika Poznańska Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów ĆWICZENIE 2 Podstawy obsługi i programowania manipulatora KUKA KR30 Celem ćwiczenia jest zapoznanie ze strukturą oraz sposobem działania i obsługi systemu sterowania z manipulatorem przemysłowym typu KUKA KR30. Ćwiczenie prezentuje możliwości ruchowe manipulatora, zasady obsługi systemu z poziomu użytkownika (operatora), sposoby definiowania zadań i realizacji ruchu robota w różnych przestrzeniach, a także prezentuje sposób tworzenia i uruchamiania prostych programów użytkowych. 1 System sterowania z manipulatorem KUKA KR30 System sterowania KUKA składa się z następujących podstawowych elementów (rys. 1): szafy sterowniczej KR C1 zawierającej nadrzędny komputer sterujący, wzmacniacze mocy i sterowniki napędów oraz układy wejścia/wyjścia, ręcznego panelu sterującego KCP (skrót od słów: Kuka Control Panel), ramienia manipulacyjnego KR 30 o sześciu stopniach swobody (element wykonawczy systemu). Sterownik KR C1 pracuje pod kontrolą systemu operacyjnego Windows 95 z wbudowanym jądrem VxWorks, którego głównym zadaniem jest realizacja w czasie rzeczywistym programów sterujących (rys. 4). Komputer główny realizuje wszystkie obliczenia tzw. wysokiego poziomu, czyli zadanie kinematyki odwrotnej, generację trajektorii zadanych, obsługę sygnałów zewnętrznych, procedury obliczeniowe związane bezpośrednio z programem użytkownika oraz wizualizację i komunikację z operatorem. Programy użytkowe tworzy się z wykorzystaniem tzw. formularzy ruchu lub w przypadku użytkowników zaawansowanych za pomocą instrukcji języka KRL (Kuka Robot Language). Dostęp programowy do systemu jest możliwy na jednym z trzech poziomów: poziom User kalibracja robota, kalibracja narzędzia, tworzenie i realizacja prostych programów użytkowych, realizacja ruchu w trybie Teach And Repeat, poziom Expert programowanie zaawansowane, tworzenie i realizacja złożonych struktur programowych, realizacja ruchu bez nauczania, poziom Administrator konfiguracja sterownika, zmiana parametrów systemu, dokładanie dodatkowych stopni swobody, tworzenie komend użytkownika. Ręczny panel sterujący KCP wyposażony jest w klawiaturę oraz szereg klawiszy funkcyjnych. Spełnia on rolę interfejsu operatora z komputerem nadrzędnym i służy do tworzenia, modyfikacji i testowania programów użytkowych oraz do zmiany/wyboru parametrów całego systemu (rys.). 1

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 2 Rys. 1: Struktura blokowa systemu sterowania KUKA z manipulatorem KR30. Manipulator KR 30 jest przemysłowym ramieniem manipulacyjnym o sześciu stopniach swobody i udźwigu nominalnym 30[kg], składającym się z podstawy, kolumny obrotowej, przedramienia, ramienia i kiści sferycznej (rys. 2). Wszystkie stopnie swobody napędzane są synchronicznymi silnikami bezszczotkowymi, a przeniesienie napędu zrealizowano poprzez przekładnie redukcyjne. Wybrane parametry i osiągi manipulatora KR 30 zestawiono w tabeli 1, a przestrzeń roboczą manipulatora przedstawia rys. 3. Opisany system zrobotyzowany dedykowany jest do realizacji jednego z następujących zadań użytkowych: zgrzewanie punktowe, montaż, obróbka, spawanie, transport, klejenie. Dodatkowych Parametr Opis Wartość m w masa własna 867[kg] m u udźwig nominalny 30[kg] m umax udźwig maksymalny 65[kg] ω AXISmax maksymalna prędkość w złączu (złącze 6) 298[deg/s] k powtarzalność w przestrzeni kartezjańskiej 0.15[mm] V objętość przestrzeni roboczej 28.7[m 3 ] Tab. 1: Wybrane parametry i osiągi manipulatora KUKA KR 30. i bardziej szczegółowych informacji związanych z systemem sterowania KUKA można znaleźć w literaturze [2, 1]. W dalszej części uwaga zostanie skupiona na zasadach obsługi i możliwościach programowych systemu sterowania z manipulatorem KUKA KR30.

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 3 Rys. 2: Manipulator KUKA KR30 z szafą sterowniczą: 1 - ramię, 2 - kiść, 3 - przedramię, 4 - kolumna obrotowa, 5 - podstawa, 6 - przewody łączące, 7 - szafa sterownicza. 1.1 Uruchamianie systemu Procedura uruchamiania systemu jest bardzo prosta i polega na załączeniu zasilania szafy sterowniczej KR C1 poprzez przekręcenie dużego pokrętła w lewym górnym narożniku szafy o 90 stopni w prawą stronę. Po tej czynności następuje ładowanie i inicjalizacja całego systemu, przy czym manipulator pozostaje w pozycji początkowej (zwykle jest to tzw. pozycja domowa HOME). Zasilanie napędów następuje automatycznie tylko podczas realizacji ruchu ramienia i wymaga załączenia jednego z przycisków zezwolenia znajdujących się na panelu KCP (patrz opis dalej). Wyłączenie systemu polega na przekręceniu dużego pokrętła w lewym górnym narożniku szafy o 90 stopni w stronę lewą. Po tej czynności automatycznie wykonywana jest procedura zapisu stanu i zamykania systemu. Wszystkie dane i stan systemu z chwili poprzedzającej wyłączenie zostanie zachowany i przywrócony po ponownym załączeniu zasilania. 1.2 Ręczny panel sterujący KCP (Kuka Control Panel) Podstawowym interfejsem użytkownika pozwalającym na komunikację ze sterownikiem głównym robota jest ręczny panel sterujący KCP (skrót od słów Kuka Control Panel). Za pomocą KCP użytkownik przeprowadza wszelkie operacje systemowe (pisanie i zapis programów, operacje na plikach itp.), zezwala na ruch manipulatora, steruje realizacją programów oraz wybiera bądź zmienia wartości parametrów systemu. Panel sterujący przedstawiono na rys. 5, gdzie oznaczono podstawowe grupy przycisków wykorzystywanych podczas obsługi systemu. Ich opis zawiera tabela 2. Stacyjka MODE (oznaczona numerem 6 na rys. 5) służy do zmiany trybu pracy systemu. Dostępne są cztery tryby pracy, które mają bezpośredni wpływ na ruch robota oraz sposób realizacji programów użytkowych: tryb T1 (Test1) jest to pierwszy tryb testowy, w którym prędkość ruchu końcówki manipulatora jest ograniczona (zarówno przy ruchu ręcznym jak i podczas wykonywania programu) do wartości 0.250[m/s]; aby ruch był możliwy przycisk Enable switch musi pozostawać wciśnięty (rozmieszczenie tych przycisków przedstawia rys. 6), tryb T2 (Test2) jest to drugi tryb testowy, w którym prędkość ruchu końcówki manipulatora

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 4 Rys. 3: Przestrzeń robocza manipulatora KUKA KR30. przy ruchu ręcznym jest ograniczona do wartości 0.250[m/s]; podczas wykonywania programu prędkość ruchu końcówki robota nie jest dodatkowo ograniczana i wynika z wartości parametru POV; aby ruch był możliwy przycisk Enable switch musi pozostawać wciśnięty (rozmieszczenie tych przycisków przedstawia rys. 6), tryb Auto (Automatic) jest to tryb automatycznego wykonywania programu z prędkością ustawioną w programie użytkownika; aby rozpocząć realizację ruchu, należy załączyć napędy (przycisk 7 na rys. 5) oraz uruchomić program (przycisk 4 lub 5 na rys. 5); podczas realizacji programu w tym trybie przycisk Enable switch nie musi być wcisnięty, tryb AutoExt (Automatic External) jest to również tryb automatycznego wykonywania programu i posiada prawie wszystkie cechy trybu Auto; jedyną różnicą jest źródło sygnału START uruchamiającego wykonanie programu, które pochodzi z zewnętrznych urządzeń automatyki. Przycisk E-STOP (oznaczony numerem 9 na rys. 5) służy do natychmiastowego zatrzymania manipulatora. Przycisku tego należy użyć zawsze wtedy, gdy zachodzi niebezpieczeństwo zagrożenia zdrowia lub życia operatora, niebezpieczeństwo uszkodzenia elementów stanowiska zrobotyzowanego lub samego manipulatora! 1.3 Układy współrzędnych W systemie KUKA wyróżnia się cztery rodzaje układów współrzędnych, w których można realizować ruch manipulatora oraz definiować zadanie (rys. 7): I. osiowy układ współrzędnych (Axis-specific coordinate system) związany z sześcioma osiami obrotu w złączach manipulatora, II. globalny układ współrzędnych (WORLD coordinate system) układ związany na stałe z nieruchomą podstawą robota, III. bazowy układ współrzędnych (BASE coordinate system) układ związany z detalem lub punktem przestrzeni roboczej, IV. układ współrzędnych narzędzia (TOOL coordinate system) układ związany z narzędziem robota.

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 5 Rys. 4: Struktura oprogramowania w systemie sterowania KUKA. Wykorzystywanie poszczególnych układów wynika z konkretnych przesłanek praktycznych, przy czym ruch robota w trzech ostatnich układach wymaga uprzedniej kalibracji manipulatora. Układy II do IV mogą być definiowane przez użytkownika. Ruch manipulatora we wszystkich układach współrzędnych można zrealizować na dwa sposoby: stosując sterowanie ręczne z wykorzystaniem myszy 6D (oznaczonej numerem 10 na rys. 5) lub z wykorzystaniem klawiszy wyboru (oznaczonych numerem 11 na rys. 5), realizując programową komendę ruchu (np. PTP, LIN, CIRC). Wybór rodzaju układu współrzędnych determinuje sposób realizacji ruchu. Przykładowe sposoby wykorzystania myszy 6D przedstawia rys. 8. Położenie dowolnego kartezjańskiego układu współrzędnych {U 1 } względem układu odniesienia {U 0 } jest reprezentowane w systemie KUKA jako zestaw sześciu parametrów określających współrzędne pozycji początku tego układu p 0 1 = [x 1 y 1 z 1 ] T względem pewnego układu odniesienia {U 0 } oraz orientację O1 0 = {A 1, B 1, C 1 } osi tego układu względem osi układu {U 0 }. Orientacja O jest reprezentowana w postaci zbioru trzech kątów Eulera oznaczonych jako A, B, C odpowiadających obrotom odpowiednio wokół ustalonych osi Z, Y, X układu odniesienia (patrz rys. 8). Przywiązanie charakterystycznych układów współrzędnych (układ osiowy, układ globalny, układ narzędzia oraz układ końcówki kiści/kołnierza) przedstawiono na rys. 7. 1.1 Przeprowadzić załączenie / wyłączenie systemu. 1.2 Sprawdzić typ robota i wersję oprogramowania. 1.3 Załączyć, zwolnić i potwierdzić przycisk E-STOP (wykorzystać przycisk E-STOP znajdujący się na panelu KCP). 1.4 Wybrać tryb pracy systemu T1 (Test1). 1.5 Zrealizować ruch manipulatora w przestrzeni osi (Axis-specific) oraz w układzie globalnym (WORLD), w układzie narzędzia (TOOL) i w wybranym układzie bazowym (BASE) za pomocą klawiszy oraz za pomocą myszy 6D. Realizacje ruchów przeprowadzić dla różnych wartości prędkości maksymalnych końcówki (parametr HOV).

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 6 Rys. 5: Ręczny panel sterujący (KCP) opis przycisków w tabeli 2. 1.4 Kalibracja narzędzia i układów bazowych Kalibracja narzędzia robota polega na zdefiniowaniu i przypisaniu ortogonalnego układu współrzędnych do końcówki roboczej. Po zakończeniu kalibracji i wybraniu nowoskalibrowanego układu jako aktywnego, układ ten będzie wykorzystywany przy każdym odwołanu się do pozycji i orientacji narzędzia podczas realizacji zadania. Układ współrzędnych narzędzia definiuje się względem układu związanego z kołnierzem kiści robota (sposób przywiązania układu kołnierza przedstawiono na rys. 7). W systemie KUKA wyróżnia się dwie metody kalibracji pozycji narzędzia (metoda XYZ- 4Point oraz metoda XYZ-Reference) czyli tzw. punktu TCP (Tool Center Point) oraz trzy metody kalibracji jego orientacji (metoda ABC-World5, metoda ABC-World5 oraz metoda ABC-2Point). Opis procedur kalibracji narzędzia zawiera dokumentacja [2]. Bazowe układy współrzędnych są zwykle definiowane i przywiązywane do gniazda roboczego (paleta, stół roboczy itp.) lub detalu. Przywiązanie takiego układu pozwala na definiowanie zadania w układzie lokalnym (bazowym). Po zmianie lokalizacji gniazda roboczego (przemieszczenie palety, zmiana położenia stołu) wystarczy jedynie przedefiniować układ bazowy, a cała definicja zadania będzie nadal aktualna. Definiowanie i przywiązywanie układów bazowych nazywamy kalibracją tych układów. Kalibrację przeprowadza się tzw. metodą trzypunktową (3-Point) opisaną w dokumentacji [2].

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 7 Rys. 6: Umiejscowienie przycisków zezwolenia (Enabling switch) na ręcznym panel sterującym. UWAGA! Kontakt robota z człowiekiem grozi poważnym uszkodzeniem ciała! PAMIĘTAJ! Robot jest zawsze silnieszy od ciebie! 1.6 Umieścić metalowy pisak w chwytaku robota. Uwaga na szczęki chwytaka! Zachować ostrożność!. 1.7 Zdefiniować i skalibrować nowe narzędzie o nazwie SPisak i zapisać je w systemie pod numerem 8 (wykorzystać opcje menu: Setup Measure Tool; opcja Setup jest aktywna po anulowaniu programu rezydującego w pamięci sterownika: Program Cancel). Kalibrację punktu TCP narzędzia przeprowadzić metodą XYZ-4Point (patrz [2] oraz instrukcje wyświetlane na panelu podczas przeprowadzanych czynności). Kalibrację orientacji narzędzia wykonać metodą ABC-World5D (patrz [2] oraz instrukcje wyświetlane na panelu podczas przeprowadzanych czynności). 1.8 Po zakończeniu procedury kalibracji wybrać nowoskalibrowane narzędzie jako aktywne (opcje menu: Configure Cur.tool/base) i sprawdzić realizację ruchu końcówki manipulatora (za pomocą klawiszy lub myszy 6D) w układzie współrzędnych narzędzia. 1.9 Umieścić metalowy pisak w chwytaku robota. Uwaga na szczęki chwytaka! Zachować ostrożność!. 1.10 Zdefiniować i skalibrować dwa układy bazowe zaznaczone na stole treningowym kolorem czerwonym (opcje menu: Setup Measure Base). Do kalibracji wybrać metodę 3-Point (patrz [2] oraz instrukcje wyświetlane na panelu podczas przeprowadzanych czynności). Definiowanym układom przypisać następujące nazwy i numery: RedBase1 z numerem 8 oraz RedBase2 z numerem 9. Zapisać układy bazowe w pamięci sterownika. 1.11 Po zakończeniu procedury kalibracji kolejno wybrać nowoskalibrowane układy bazowe jako aktywne (opcje menu: Configure Cur.tool/base) i sprawdzić realizację ruchu końcówki manipulatora (za pomocą klawiszy lub myszy 6D) w tych układach współrzędnych. 1.5 Programowanie ruchu manipulatora Podstawowym sposobem określania pożądanych lokalizacji końcówki roboczej manipualtora w przestrzeni zadania jest metoda nauczania i odtwarzania punktów w tej przestrzeni (metoda Teach And

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 8 Przycisk Opis 1 ESC klawisz Escape 2 klawisz wyboru okna graficznego (aktywne okno podświetla się na niebiesko) 3 STOP zatrzymuje wykonywanie programu (w trybie Auto) 4 START F uruchomienie programu w przód 5 START B uruchomienie programu w tył 6 MODE stacyjka wyboru trybu pracy robota (Test1/Teast2/Auto/AutoExt) 7 Drives ON załączenie napędów manipulatora 8 Drives OFF wyłączenie napędów manipulatora 9 E-STOP wyłącznik awaryjny (bezpieczeństwa) 10 mysz 6D pozwala na ręczne sterowanie robotem 11 klawisze statusowe / wyboru opcji, funkcji i wartości parametrów 12 Enter klawisz potwierdzenia 13 blok kursorów 14 klawiatura alfabetyczna 15 klawiatura numeryczna + funkcje specjalne Tab. 2: Opis wybranych przycisków ręcznego panelu sterującego KCP (według rys. 5). Repeat). Nauczanie pojedynczego punktu (lokalizacji) polega na ręcznym przemieszczeniu końcówki robota do pożądanego punktu w przestrzeni zadania i zapamiętaniu go w pamięci sterownika. Odtwarzanie punktu polega na automatycznej realizacji ruchu manipulatora od punktu bieżącego do nauczonego punktu w przestrzeni zadania. Dokładność odtworzenia nauczonego wcześniej punktu nazywana jest powtarzalnością manipulatora (patrz tabela 1). Ruch robota pomiędzy dwoma nauczonymi punktami wynika natomiast z przyjętej strategii zwanej interpolacją trajektorii. W systemie KUKA dostępne są następujące trzy rodzaje interpolacji determinujące trzy różne sposoby realizacji ruchu końcówki roboczej w przestrzeni zadania: interpolacja typu PTP (Point To Point) końcówka prowadzona jest wzdłuż najszybszej ścieżki łączącej oba punkty, interpolacja typu LIN (Linear) końcówka prowadzona jest wzdłuż prostej łączącej oba punkty w przestrzeni zadania, interpolacja typu CIRC (Circular) końcówka prowadzona jest wzdłuż łuku okręgu łączącego oba punkty w przestrzeni zadania. Podczas realizacji ruchu do danego punktu w przestrzeni zadania wszystkie napędy w złączach rozpoczynają i kończą ruch w tym samym czasie (tryb ruchu SYNCHRO), przy czym prędkość każdej z osi manipulatora dostosowuje się do prędkości ruchu najwolniej poruszającego się napędu. Realizacja ruchu z interpolacją PTP, LIN lub CIRC wymaga utworzenia i wykonania programu ruchu w systemie KUKA. Plik z nowoutworzonym programem domyślnie zawiera trzy niepuste linie komend (patrz rys. 9): komenda INI ładowanie danych maszynowych do pamięci sterownika, komenda PTP HOME instrukcja ruchu do położenia domowego (HOME). Tworzenie programu operatora polega między innymi na wykorzystaniu i wstawieniu w ciało programu tzw. formularzy ruchu (rys. 10), które umożliwiają wybór podstawowych parametrów realizacji ruchu takich, jak: rodzaj interpolacji, punkt do realizacji w przestrzeni zadania, stopień dokładności odtwarzania punktu, prędkość ruchu oraz inne parametry ruchu (wykaz parametrów ruchu dla wszystkich trzech typów interpolacji wraz z zakresami wartości tych parametrów zestawiono na rys. 13).

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 9 Rys. 7: Sposób przywiązania osi układów współrzędnych dla manipulatora KR30: układ osiowy, układ globalny, układ kołnierza końcówki roboczej, układ narzędzia. W przypadku, gdy ruch manipulatora zdefiniowano w przestrzeni zadania za pomocą kilku punktów, wówczas realizację tych punktów można przeprowadzić na dwa sposoby: poprzez dokładny dojazd do każdego ze wskazanych punktów z krótkim zatrzymaniem robota po osiągnięciu każdego punktu, poprzez zgrubny lecz płynny przejazd w okolicy punktów pośrednich bez zatrzymywania końcówki w tych punktach (tylko ostatni punkt z listy zostanie osiągnięty precyzyjnie z zatrzymaniem manipulatora). Wybór strategii realizacji przejazdu przez punkty pośrednie określa się bezpośrednio w formularzach ruchu (parametr CONT), a wielkość otoczenia punktów pośrednich przy realizacji przejazdu zgrubnego definiuje parametr Approximation distance (patrz rys. 13). Przykładowe kształty toru końcówki roboczej w przestrzeni zadania dla wszystkich typów interpolacji (PTP, LIN, CIRC) oraz dla dokładnej i zgrubnej realizacji punktów przedstawiono na rys. 11 oraz 12.

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 10 Rys. 8: Sposoby wykorzystania myszy 6D do ręcznego sterowania ruchem manipulatora KUKA w przestrzeni złączy oraz w globalnym układzie współrzędnych. UWAGA! Kontakt robota z człowiekiem grozi poważnym uszkodzeniem ciała! PAMIĘTAJ! Robot jest zawsze silnieszy od ciebie! 1.12 Utworzyć program ruchu przemieszczający końcówkę roboczą pomiędzy trzema punktami w przestrzeni zadania. W tym celu za pomocą panelu KCP przemieścić ramię manipulatora i nauczyć system trzech wybranych punktów P 1, P 2, P 3 z wyborem interpolacji PTP (opcja menu: Motion). Procedurę nauczania zrealizować z wybranym nowoskalibrowanym narzędziem SPisak (opcje menu: Configure Cur.tool/base). 1.13 Przetestować wykonanie programu w trybie T1 (Test1) przy założeniu dokładnej realizacji wszystkich nauczonych punktów (wybrać właściwą opcję w formularzu ruchu patrz rys. 13). Po stwierdzeniu poprawności realizcji ruchu, uruchomić program w trybie T2 (Test2) i ostatecznie w trybie Auto. UWAGA: Test programu w trybie T2 oraz Auto jest dozwolony tylko przy zamkniętej bramce wejściowej do strefy pracy robota i pod nadzorem osoby prowadzącej zajęcia!

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 11 Rys. 9: Domyślna postać nowoutworzonego pliku programu operatora w systemie KUKA. Rys. 10: Postać tzw. formularzy ruchu wykorzystywanych w programach ruchu. 1.14 Porównać wykonanie powyższego programu przy założeniu zgrubnej realizacji punktów P 1, P 2 i P 3 (dokonać odpowiednich modyfikacji w formularzach ruchu rys. 13). 1.15 Porównać wykonanie powyższego programu przy zmianie rodzaju interpolacji ruchu pomiędzy punktami P 1, P 2, P 3 na typ LIN z prędkością liniową końcówki Vel=0.5[m/s] (testy wykonać dla dokładnej i dla zgrubnej realizacji punktów P 1, P 2, P 3 ). 1.16 Zmodyfikować i wykonać program, w którym osiągane przez końcówkę roboczą punkty P 1, P 2, P 3 będą tworzyły dwa połączone łuki okręgów (iterpolacja typu CIRC), przy czym punkty P 1 i P 2 będą stanowić odpowiednio punkt pomocniczy i punkt końcowy pierwszego łuku, a punkty P 2 oraz P 3 odpowiednio punkt pomocniczy i punkt końcowy drugiego łuku (może zachodzić konieczność ponownego nauczenia punktów P 1, P 2, P 3 tak, aby realizacja obu łuków była możliwa i manipulator nie osiągał ograniczeń pozycji kątowych w złączach). 1.17 Utworzyć program ruchu przeprowadzający narzędzie robocze SPisak z prędkością Vel=0.5[m/s] wzdłuż trójkątnego konturu znajdującego się wewnątrz okręgu wykreślonego na stole treningowym. Podczas tworzenia programu i nauczania punktów skorzystać z jednego ze zdefiniowanych wcześniej bazowych układów współrzędnych RedBase1, RedBase2 związanych ze stołem treningowym. Przetestować program w trybie T1, T2 oraz Auto. UWAGA: Test programu w trybie T2 oraz Auto jest dozwolony tylko przy zamkniętej bramce wejściowej do strefy pracy robota i pod nadzorem osoby prowadzącej zajęcia! 1.18 Zmodyfikować program tak, aby przeprowadzić narzędzie robocze z prędkością Vel=0.5[m/s] wzdłuż drugiego (ukośnego) trójkątnego konturu znajdującego się na stole treningowym. Przetestować program w trybie T1, T2 oraz Auto. 1.19 Po skończonej pracy ustawić ramię manipulatora w pozycji domowej HOME realizując instrukcję programu PTP HOME Vel=100% DEFAULT.

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 12 Rys. 11: Kształt ścieżki końcówki roboczej między punktami P 1, P 2, P 3 w przestrzeni zadania dla dwóch typów interpolacji PTP i LIN oraz wpływ omijania punktów pośrednich (pozycjonowanie przybliżone) na kształt toru końcówki (tu: dla interpolacji LIN). Rys. 12: Kształt ścieżki końcówki roboczej między wybranymi punktami w przestrzeni zadania dla interpolacji CIRC oraz wpływ omijania punktów pośrednich (pozycjonowanie przybliżone) na kształt toru końcówki. Literatura [1] KUKA. KUKA College Documentation. Release 1.00. KUKA Roboter GmbH, Augsburg, Niemcy, 2005. [2] KUKA. Seminar workbook. Basic Robot Programming. Release 4.1. KUKA Roboter College, Augsburg, Niemcy, 2005.

Laboratorium Podstaw Robotyki 2 13 Rys. 13: Opis i zakresy wartości parametrów realizacji ruchu zawartych w formularzach ruchu systemu KUKA.