Politechnika Wrocławska Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki
Bianka Gruszka 209230
Prowadzący laboratoria: dr inż. Paweł Wachel

Sprawozdanie z laboratorium:

1. IRB 1400 – sterowanie, budowa i dane techniczne:

IRB jest robotem przemysłowym firmy ABB, specjalizującą się w branży automatyki i energetyki. Robot ten składa się z manipulatora oraz sterownika (urządzenie pozwalające programować robota). Sterownik posiada dwa komputery sterujące układami sterowania silników, sprzęgi komunikacyjne i wydajną jednostkę centralną. Robota programuje się w języku wysokiego poziomu Rapid, on-line (polega na „uczeniu” robota ruchów za pomocą panelu sterowania) bądź off-line (na wcześniejszym napisaniu programu, a następnie wprowadzeniu go do robota). Program napisany przy użyciu zewnętrznego komputera może być wczytany przez sterownik ze standardowego dysku 3,5”/1.44MB. Język Rapid jest bogaty w zestaw instrukcji ruchu. Istnieje możliwość sterowania zarówno we współrzędnych wewnętrznych, jak i zewnętrznych.

Panel sterowania zawiera elementy interfejsu użytkownika. Przy jego pomocy przeprowadzane są wszystkie operacje programowania i sterowania ręcznego robota.

[Sterowanie ręczne] Do sterowania robotem służy joystick umieszczony na panelu sterowania, który posiada trzy stopnie swobody. Sterowanie w trybie ręcznym jest możliwe wtedy gdy zasilanie do silników jest załączone. Na panelu sterowania znajduje się przycisk zezwolenia na załączanie zasilania silników. Sterowanie w trybie ręcznym nie jest możliwe gdy załączony jest przycisk „STOP awaryjny”.

Sterowanie ręczne robota może odbywać się we współrzędnych wewnętrznych (tj. sterowanie każdą z osi z osobna) bądź we współrzędnych zewnętrznych. Po wyborze trybu sterowania we współrzędnych wewnętrznych (za pomocą panelu operatora) w oknie dialogowym wyświetlana jest pozycja każdej osi w stopniach. W trybie sterowania we współrzędnych zewnętrznych istnieje możliwość sterowania położeniem efektora lub jego orientacja.

Szafa sterownicza zawiera układy peryferyjne oraz układy elektroniczne konieczne do sterowania manipulatorem.

Na panelu operatora można znaleźć przycisk ”STOP awaryjny”, wyłącznik zasilania silników, przełącznik wyboru trybu pracy oraz licznik roboczogodzin manipulatora.

Przełącznik trybu pracy umożliwia wybranie jednego z trzech trybów pracy robota:

• praca automatyczna

• praca w trybie sterowania ręcznego z ograniczeniem prędkości ruchu do 250mm/s

• praca w trybie sterowania ręcznego bez ograniczeń

Manipulator posiada sześć stopni swobody. Poszczególne osie napędzane są silnikami prądu zmiennego i posiadają elektromechaniczne hamulce. Manipulator ma możliwość zainstalowania chwytaka, którego maksymalna masa wraz z ładunkiem wynosi 5kg. Robot posiada złącza RS232, RS422 oraz dwa złącza CAN przeznaczone do obsługi sensorów zewnętrznych, posiada również wejścia i wyjścia analogowe i dwustanowe, a także dodatkowe układy wykonawcze umożliwiające dołączenie dodatkowych, zewnętrznych silników. Dzięki dużej sztywności konstrukcji oraz dobrej dokładności odtwarzania zadanej trajektorii, robot ma szeroki zakres zastosowań. Po wyposażeniu w odpowiednie urządzenia wykonawcze, robot może służyć do wykonywania operacji montażu, malowania, spawania itp.

Położenia osi mierzone są za pomocą koderów przyrostowym. Dzięki podtrzymaniu bateryjnemu zasilania, informacja o położeniu osi nie jest tracona po wyłączeniu sterownika. Rozwiązanie takie pozwala uniknąć każdorazowej synchronizacji robota po wyłączeniu zasilania. Przyjęta numeracja osi została przedstawiona na rysunku:

Dane techniczne IRB 1400:
Producent:
Model:
Wymiary:
Waga:
Udźwig:
Max. Zasięg manipulatora:
Precyzja:
Ruchliwość:
Manewrowość:
Prędkość pracy manipulatora:
Oprogramowanie:
Typ mocowania:

1. Chwytaki - typy i zastosowania:

Chwytaki w robotyce stanowią oprzyrządowanie manipulatorów robotów, dzięki którym możliwe jest chwycenie oraz przeniesienie przedmiotu w ramach precyzyjnych, zautomatyzowanych czynności wchodzących w skład zadań robota. Chwytak bardzo często jest wyposażany w różne narzędzia takie, jak lutownica czy spawarka, umożliwiające wykonanie różnorakich, powtarzających się bądź niebezpiecznych dla człowieka prac niższym kosztem i szybciej, niż w przypadku niezautomatyzowanej, siły roboczej.

Do zadań chwytaków, w które wyposażane są roboty należy:

• uchwycenie obiektu, włączając w to zapewnienie mu odpowiedniej orientacji,

• utrzymanie owego obiektu,

• postawienie obiektu w miejscu przeznaczenia przy zachowaniu odpowiedniej jego orientacji.

Chwytaki można podzielić na kilka kategorii:

• Ze względu na ilość szczęk:

  • Dwuszczękowe - charakteryzują się szczękami:

    • równoległymi,

    • kątowymi, rozwarcie do 40º,

    • promieniowymi, o rozwarciu do 180º.

  • Trójszczękowe

• Ze względu na napęd:

  • Mechaniczne,

  • Pneumatyczne.

• Ze względu na zasadę działania:

  • Kształtowe,

  • Siłowe,

  • Siłowo-kształtowe.

Istnieją również inne rodzaje chwytaków, lepiej dostosowane do indywidualnych potrzeb firm wykorzystujących robota.

1. Podstawowe człony dynamiczne:

• proporcjonalny

• inercyjny pierwszego rzędu

• całkujący idealny

• całkujący rzeczywisty

• różniczkujący idealny

• różniczkujący rzeczywisty

• oscylacyjny

• opóźniający

Bibliografia: instrukcja IBR 1400, Jerzy Honczarenko Roboty przemysłowe: budowa i zastosowanie, Warszawa, WNT, 2004