POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA MECHATRONIKI
Laboratorium Mechaniki i mechatroniki
Nr: KUKA	Temat: Budowa i podstawy programowania robota przemysłowego.
Wykonano: 11.1.2012	Oddano:
	Prowadzący: Mgr inż. Jarosław Domin
	Nazwisko i Imię	Ocena	Data, podpis
Stacjonarne Elektrotechnika Semestr: 3 Grupa: 1 Sekcja: 1 Dz. i godz. Zajęć 13^45-15^15	1.Brzoza..Piotr………………………… 2.Malejka..Michał……………………… 3.Kaleta..Marek………………………… 4.Świercz..Rafał……………………… ……………………………………………	……… ……… ……… ……… ………

1. Cel ćwiczenia.

Zapoznanie się z budową, sposobem obsługi oraz podstawami programowania robota przemysłowego typu KUKA KR-3.

2. Wstęp.

Roboty przemysłowe są wykorzystywane na szeroką skalę w zautomatyzowanych procesach produkcyjnych. Możliwość łatwej, a jednocześnie rozbudowanej konfiguracji i możliwość dostosowania konstrukcji ramienia robota do wymaganych czynności (np. przez zastosowanie różnego typu końcówek ramienia) pozwala zastąpić człowieka w szerokim zakresie czynności (np. składanie, przenoszenie przedmiotów, spawanie). Częścią mechaniczną robota jest ramię, czyli manipulator, tworzący tzw. łańcuch kinematyczny czyli zbiór ciał sztywnych połączonych ze sobą w sposób umożliwiający względny ruch sąsiednich członów dzięki połączeniu za pomocą przegubów.

Najczęściej stosowanymi rodzajami przegubów są:

- przeguby obrotowe (oznaczane na schematach kinematyczny literą R)

- przeguby pryzmatyczne ( P)

Przeguby obrotowe to pary kinematyczne pozwalające na względny ruch obrotowy między sąsiednimi członami, zaś przeguby pryzmatyczne realizują ruch liniowy. Relacje między poszczególnymi członami przedstawiane są na schematach kinematycznych. Symbole jakimi oznaczane są przeguby na schematach kinematycznych przedstawiono na rysunku:

3. Przebieg ćwiczenia.

a) Konfiguracja kinematyczna robota

W ćwiczeniu wykorzystywany był robot KR-3 firmy KUKA. Jest to robot o 6 stopniach swobody.

Robot nie był skalibrowany gdy przyszliśmy, dlatego prowadzący pokazał nam jak kalibruje się robota przemysłowego za pomocą odpowiednich znaczników w pobliżu przegubów.

Schemat kinematyczny robota przedstawiono poniżej:

b) Zapoznanie się z panelem programowania robota

Sterowanie robotem odbywa się za pomocą podłączonej do szafy sterowniczej konsoli z wyświetlaczem i klawiaturą. Dołączone oprogramowanie pozwala na sterowanie robotem w jednym z czterech trybów: ręcznym, ręcznym z ograniczeniami, automatycznym oraz automatycznym z ograniczeniami.

W ćwiczeniu wykorzystano zarówno tryb ręczny jak i automatyczny, oba z włączonymi ograniczeniami prędkości poruszania się ramienia.

W trybie ręcznym poruszanie każdym z przegubów odbywa się za pomocą przycisków + i – po wybraniu odpowiedniego przegubu. Ruch ramieniem możliwy jest wyłącznie po naciśnięciu przycisku zabezpieczającego z tyłu konsoli. Zbyt duże wychylenie ramienia robota powodowało jego zablokowanie. Tryb ręczny pozwala na wybór „skoku” z jakim po naciśnięciu przycisku poruszają się przeguby. Możliwe do wyboru opcje to: 3˚ (10 mm), 10˚ (100 mm) i ruch ciągły.

Ruch może odbywać się albo każdym z przegubów z osobna (pierwsza ikona w menu, oznaczenia przegubów A1, A2, …, jak na schemacie), względem układu współrzędnych związanego z położeniem podstawy robota (oznaczenia osi X, Y, Z) oraz względem układy współrzędnych względem położenia głowicy ramienia. W dwóch ostatnich trybach manipulacja powoduje ruch kilku przegubów naraz.

Drugi sposób sterowania robotem umożliwia zaprogramowanie trasy po której poruszać będzie się głowica ramienia. Dokonuje się tego za pomocą edytora tekstowego wbudowanego w program KUKA System Software. Procedurę ruchu zaczyna się od zdeklarowania metody poruszania się:

PTP (Point-To-Point) – ramię porusza się od jednego zdeklarowanego punktu do drugiego.

LIN (Linear) – ramię porusza się najkrótszą drogą pomiędzy zdefiniowanymi punktami

CIRC (Circular) – ramię porusza się po łuku pomiędzy punktem początkowym, a domowym zbliżając się do punktów zdefiniowanych, ale ich nie osiągając.

c) Napisanie programu pozycjonowania typu PTP oraz LIN według wskazówek prowadzącego i jego uruchomienie

Listing programu realizującego ruch:

INI

PTP HOME Vel=100 % DEFAULT ;Ruch ramienia robota do zdefiniowanego punktu startowego

;Część programu odpowiedzialna za ruch

PTP P1 Vel= 100 % PDAT1 Tool[16]:Prg Base[0] ;Ruch do punktu P1

PTP P2 Vel= 100 % PDAT2 Tool[16]:Prg Base[0] ;Ruch do punktu P2

LIN P3 Vel= 100 % PDAT3 Tool[16]:Prg Base[0] ;Ruch do punktu P3

LIN P4 Vel= 100 % PDAT4 Tool[16]:Prg Base[0] ;Ruch do punktu P4

LIN P5 Vel= 100 % PDAT5 Tool[16]:Prg Base[0] ;Ruch do punktu P5

LIN P6 Vel= 100 % PDAT6 Tool[16]:Prg Base[0] ;Ruch do punktu P2

PTP P7 Vel= 100 % PDAT7 Tool[16]:Prg Base[0] ;Ruch do punktu P1

;Koniec części odpowiedzialnej za ruch

PTP HOME Vel= 100 % DEFAULT ;Powrót ramienia do zdefiniowanego punktu startowego.

4. Wnioski.

Wykonane ćwiczenie pokazuje ogromne możliwości robota i skalę możliwości zastosowania robota przemysłowego. Tryb ręcznego sterowania robotem nie jest skomplikowany w obsłudze kiedy sterujemy każdym z przegubów z osobna, sprawia jednak pewne trudności ze zorientowaniem wykonywanych ruchów w przestrzeni jeżeli ustawiony jest tryb ruchu względem układu odniesienia podstawy lub głowicy oraz w trybie sterowania myszą. W trybach tych nietrudno o przekroczenie dozwolonego (ograniczonego) zakresu ruchów co skutkuje zablokowaniem ramienia robota. Występuje wtedy także problem z dokładnym ustawieniem głowicy w wybranym punkcie, co było łatwe przy sterowaniu każdym z przegubów z osobna, co jednak zajmowało więcej czasu. Część programistyczna nie przysporzyła grupie żadnych problemów. Wbudowany edytor pozwolił w szybki sposób utworzyć program spełniający wymagania z zadania.