Wydział: BMiI

Rok akademicki 2013/2014

Sem. 5

Grupa SiS

Laboratorium Obrabiarek Skrawających i Robotów

Ćwiczenie nr 6: Manipulatory i roboty.

Drzewiecki Michał

1. Cel ćwiczenia :

- zapoznanie się z budową manipulatora RIMP

- zapoznanie się z zasadami programowania manipulatora

- zapoznanie się z budową robota SMART

- zapoznanie się z zasadami programowania robota

1. Wstęp teoretyczny :

Jednym z fundamentalnych pojęć związanych z robotyką jest pojęcie maszyny cybernetycznej, jestto sztuczne urządzenie przeznaczone do częściowego lub całkowitego zastępowania funkcjienergetycznych, fizjologicznych i intelektualnych człowieka. Poprzez funkcje energetyczne należyrozumieć zastępowanie pracy fizycznej, funkcje fizjologiczne jako zastępowanie organów,natomiast funkcje intelektualne jako właściwości adaptacyjne maszyny w zmieniającym sięśrodowisku.Przy takiej definicji maszyny cybernetycznej, mechanizm cybernetyczny można zdefiniować jakoczęść maszyny cybernetycznej zastępującej czynności ruchowe człowieka.Manipulator jest to mechanizm cybernetyczny przeznaczony do realizacji niektórych funkcjikończyny górnej człowieka. Należy wyróżnić dwa rodzaje funkcji manipulatora: manipulacyjną,wykonywaną przez chwytak i wysięgnikową, realizowaną przez ramię manipulatora.

Robot jest to urządzenie techniczne przeznaczone do realizacji niektórych funkcjimanipulacyjnychi lokomocyjnych człowieka, posiadające określony poziom energetyczny, informacyjny iinteligencji maszynowej. Inteligencja maszynowa to autonomia działania w pewnym środowisku.

Schemat blokowy robota

A - układ zasilania, B- układ sterowania, C - układ ruchu.

1. Przebieg ćwiczenia:

• Manipulator RIMP 401 – WPJ

Manipulator ten jest zbudowany z następujących składowych:

- korpus

- ramię z wysuwanym tłoczyskiem i mechanizmem obrotu chwytaka,

- uchwyt pojedynczy ramienia,

- chwytak dźwigniowy umożliwiający przykręcenie, odpowiednich dla potrzeb użytkownika, szczęk,

- wąż zasilający manipulator sprężonym powietrzem

- przewód łączący szafę sterowniczą z manipulatorem,

- zestaw narzędzi.

Manipulator RIMP 401 – WPJ

Wyposażenie specjalne obejmuje:

- ramię (dodatkowe) z wysuwanym tłoczyskiem o skoku 400 lub 600 mm z mechanizmem obrotu chwytaka,

- ramię (dodatkowe) z wysuwanym tłoczyskiem o skoku 400 lub 600 mm bez mechanizmu obrotu chwytaka,

- ramię specjalne (wg wymagań odbiorcy),

- chwytak dźwigniowy (dodatkowy),

- przegub ramienia,

- uchwyt do mocowania dwóch ramion jednocześnie,

- uchwyt do mocowania ramion specjalnych,

- komplet przewodów pneumatycznych zasilania dodatkowe go ramienia,

- chwytak z przyssawkami,

- chwytak z elektromagnesami,

- podwozie.

Manipulator z którym obchodziliśmy się na ćwiczeniu był zasilany pneumatycznie. Manipulator ten może wykonywać jedynie ruchy ustalone. Jego ramiona poruszają się od początku do końca. Ich ruchy ograniczone są krańcówkami, nie mogą zatrzymać się pomiędzy krańcówkami. Sterowany jest sterownikiem PLC. Podczas obracania się manipulator musi mieć wsunięte ramiona. Przy pierwszym wysunięciu ramiona wysuwają się za daleko, przy kolejnych powtórzeniach jest już dobrze.

Programowanie odbywa się poprzez wprowadzanie do sterownika ruchów które ma wykonać. Następnie zapisuje się całą sekwencję ruchów, jest możliwość zadania wielokrotnego powtórzenia danej sekwencji ruchów.

Nasze zadanie polegało na zaprogramowaniu manipulatora tak aby przeniósł belkę z jednego stojaka na drugi.

Sekwencja ruchów potrzebnych do wykonania tego zadania:

1. Obrót manipulatora w prawo

2. Wysunąć ramię

3. Zacisnąć szczęki

4. Wsunąć ramię

5. Obrót manipulatora w lewo

6. Obrót chwytaka do dołu

7. Wysunięcie ramienia

8. Popuszczenie szczęk

9. Wsunięcie ramienia

10. Obrót chwytaka do góry

Motoman UP 6

Motoman UP6 jest to kompaktowy i szybki robot, który wymaga niewiele miejsca. Oferując wysoką wydajność do spawania i zgrzewania aplikacji. Jego cienki spód i konstrukcja ramienia pozwala na bliskie umieszczenie urządzenia dla poprawy dostępności części. UP6 posiada funkcje kolizji, która blokuje go przy uderzeniu i pozwala na dwa lub trzy roboty do współpracy ze sobą w celu zwiększenia wydajności. UP6 oferuje najszerszy zakres pracy w swojej klasie z 1373 mm zasięgiem.

Dane techniczne Motoman UP 6

-posiada 6 stopni swobody

-Napędzany jest sprężonym powietrzem

-posiada 3 układy odniesienia (kartezjański, własny robota oraz użytkownika)

-posiada 2 tryby (pracy i uczenia)

-wyposażony jest w szafę sterowniczą

-może być programowany z pilota

-wykazuje szerokie pole działania

Przykładowy program:

0000 NOP

0001 MOVL V=300

0002 MOVL V=300

0003 MOVL V=300

0004 MOVL V=300

0005 MOVL V=300

0006 DOUT OT#(4) OFF

0007 MOVL V=300

0008 MOVL V=300

0009 MOVL V=300

00010 DOUT OT #(4) ON

00011 MOVL V=300

00012 MOVL V=300

00013 CALL JOB : EDC

00014 END

MOVL (MOVe Linear) – przemieszczenie zespołów robota w taki sposób, aby aktualny punkt kodowy po zakończeniu ruchu przyjął zadane położenie przy ruchu z interpolacją liniową. Ruch po zadanym torze odbywa się z prędkością zadeklarowaną jako jeden z parametrów funkcji. Zadany punkt końcowy ruchu jest zapamiętywany jako aktualne położenie zespołów robota.

NOP – (start) instrukcja pusta bez reakcji sterownika.

END – (koniec) instrukcja zakańczająca wykonywanie programu.

DOUT – var 1, var 2

Ustawienia (var 2=1) lub zeruje (var2=0) bit(y) adresowane zmienną var 1.

var 1 : #OT(),#OGH()#OG()

var 2 : const(ON,OFF),B

DOUT #OT23 ON

CALL JOB :EDC – wywołanie podprogramu o podanej nazwie EDC. Może być wykonane bezwarunkowo lub po pozytywnym sprawdzeniu warunku logicznego.

• Robot COMAU SMART 50

Jest to robot 6 osiowy. Jego sekcje posiadają napęd od silnika elektrycznego przekładnie zębate bezluzowe. Z tyłu robota znajduje się przeciw waga, która pomaga mu w poruszaniu się. Szczęki sterowane z wyjścia cyfrowego : 0 – otwarte, 1- zamknięte. Programowanie może odbywać się poprzez tzw. uczenie się robota. Przed rozpoczęciem uczenia należy robota skalibrować. Odbywa się to przez ustawienie robota w każdej osi na znacznik referencyjny. W naszym przypadku nie udało się ustawić osi 5 i 6 na znacznik referencyjny, ponieważ trzeba by wjechać robotem z podłogę. Programowanie polega na wykonaniu ruchu robotem a następnie zapamiętaniu punktu.

Nasze zadanie było podobne jak w przypadku manipulatora, należało przenieść belkę z jednego stojaka na drugi.

Dane techniczne robota:

- robot ma sześć stopni swobody czyli posiada sześć osi obrotu

- ruch każdego członu zależny jest od serwonapędu czyli układu nadążnego

- powtarzalność ruchów (dokładność pozycjonowania) co pozwala na wykonywanie dość precyzyjnych manewrów

- ciężka żelazna podstawa , z tyłu robota zastosowane jest dodatkowe obciążenie- przeciwwaga

- robot ma smukły profil i wykazuje szerokie pole działania

- posiada szafę sterowniczą

Kolejne czynności przy korzystaniu z robota :

1. Włączyć zasilanie.

2. Wybrać na pulpicie sterowniczym opcję DRIVES ON + RESTORE (załączenie napędu).

3. W tym momencie należy wykonać kalibrację we wszystkich 6 osiach.

4. Po wykonaniu kalibracji konieczne jest wybranie w opcji „MONITOP” opcję PROGram.

5. Po wybraniu tej opcji układ sterowania prosi o wprowadzenie z klawiatury nazwę programy.

6. Po wprowadzeniu nazwy programu otwierają się linie jego kodu źródłowego.

7. Kolejne bloki dotyczące instrukcji ruchu lub obrotu/otwarcia zamknięcia chwytaka wprowadzane są z panelu programisty.

8. Po wprowadzeniu programu należy przełączyć się na szafie sterowniczej z trybu uczenia w tryb wykonywania programów sterujących.

Uwaga!!!

Przed rozpoczęciem programowania tego robota zawsze należy po włączeniu systemu wykonać kalibrację poszczególnych osi. Rozpoczęcie programowania powinno być poprzedzone wprowadzeniem z klawiatury panelu programisty procentowej wartości szybkości wykonywania ruchów przez poszczególne człony robota.

1. Wnioski :

- roboty są bardziej złożonymi urządzeniami niż manipulatory

- manipulatory pozwalaną na wykonywanie prostych czynności jak np. przenoszenie przedmiotów

- roboty są bardzo wszechstronnymi urządzeniami mogą zarówno przenosić przedmioty jak i wykonywać różnego rodzaju operacje technologiczne

- roboty mogą wyręczać ludzi przy pracach niebezpiecznych dla zdrowia ludzkiego