SCARA robot Projekt a) SCARA roboti ‐ Preglejte splet za primeri SCARA robotov. Opišite osnovno konfiguracijo in lastnosti teh robotov. ‐ Za kakšne delovne naloge so primerni roboti s SCARA konfiguracijo? Utemeljite odgovor. b) Analiza laboratorijskega SCARA robota ‐ Analizirajte konstrukcijo laboratorijskega robota in skicirajte delovni prostor (mejne vrednosti označite številčno). ‐ Opišite, kje so nameščeni pogoni in kateri elementi so uporabljeni za prenos moči ter na kakšen način. Kakšne so prednosti takšne rešitve? c) Kinematični model SCARA robota ‐
Izpeljite direktni geometrijski model SCARA robota, določa položaj vrha robota oziroma bremena Projekt: SCARA robot . Direktni geometrijski model , glede na zasuk posameznih motorjev: Stran 1 ,
,
,
, 0 , Pri tem je izmerjen zasuk prvega motorja, Upoštevajte prestavno razmerje. ‐
pa izmerjeni zasuk drugega motorja. Določite tudi hitrost vrha robota kot funkcijo hitrosti motojev in : ,
,
,
, 0 , ‐
‐
Določite pospešek vrha robota kot funkcijo pospeškov posameznih motorjev. Zakaj je potreben direktni in inverzni kinematičen model robota? d) Osnovne funkcije krmilnika robota Sprogramirajte krmilnik robota. ‐
‐
‐
‐
Na robota priključite DSP‐2 robotski krmilnik. Preskusite delovanje obeh inkrementalcev. Uporabite blok SCARA position&speed. Oglejte si kako je blok izgrajen. Upoštevajte prestavno razmerje in ločljivost inkrementalnega dajalnika (144x4 pulzov/obrat). Preskusite delovanje bloka Sin2 reference. Komentirajte problem izvedljivosti gibov. Z uporabo bloka SCARA Set current preskusite delovanje motorjev. Zamislite si in izdelajte zaščito za obe osi robota v primeru trka med osjo robota in njegovo konstrukcijo. e) Regulacija gibanja ‐ Izdelajte P regulator položaja za vsako os mehanizma. Preskusite regulator kot opisano spodaj. ‐ Nato izdelajte še PD regulator položaja. Ponovno preskusite regulator na enak način kot je opisano. ‐ Primerjajte rezultate dobljene z obema regulatorjema. PRESKUS REGULATORJA: o
o
o
o
Izmerite odziv v primeru če se gibata oba člena sinhrono. Komentirajte velikost položajnega pogreška za vsak člen posebej. Izberite gibanje samo prvega člena. Referenca mirujočega člena naj bo nič, na njem pa naj še zmeraj deluje regulator. Opazujte tok pogona drugega (mirujočega) člena. Pri PD regulatorju izberite gibanje samo drugega člena in opazujte njegov položajni pogrešek. Kakšen je ta pogrešek v primerjavi s pogreškom, ki se pojavi, kadar se gibata oba člena? Razložite opažanja. Preskusite delovanje regulatorja tudi v primeru nesinhronega gibanja obeh členov. Projekt: SCARA robot Stran 2 DODATNO KOMENTIRAJTE Komentirajte, zakaj je tok mirujoče osi različen od nič, čeprav je njen referenčni položaj nič. Kateri so tisti dinamični vplivi, ki se prenašajo na mirujočo os? So to vplivi zaradi vztrajnost, trenja, gravitacije, centrifugalnih, Coriolisovih ali kakšnih drugih sil? V katerem delu giba se pojavljajo največji pogreški in zakaj? f) Dinamični model robota ‐ Komentirajte katere dinamične vplive mora kompenzirati posamezni motor robota. Odgovore utemeljite. Pri tem si pomagajte z izpeljanim modelom dvoosnega robota. ‐ Določite parametre dinamičnega modela. ‐ Komentirajte vpliv trenja v mehanizmu. ‐ Izmerite vpliv trenja za vsako os robota posebej. Iz izmerjenih rezultatov določite model trenja za robota in z njim dopolnite dinamični model. DODATNO PRESKUSITE IN KOMENTIRAJTE Na kak način bi lahko izpeljan dinamični model uporabili pri izboljšanju kvalitete vodenja robota? Preskusite! g) Implementacija kinematičnega modela v krmilniku ‐ V krmilniku robota uporabite direktni kinematični model robota tako, da bo možno med gibanjem robota spremljati položaj in hitrost vrha robota. ‐ Prikažite rezultate za nekaj gibov. ‐ Raziščite, kaj bi bilo potrebno narediti, da bi se vrh robota gibal po premici z želeno hitrostjo in pospeškom. ‐ Raziščite, kaj bi bilo potrebno narediti, da bi se vrh robota gibal po krožnici z želeno hitrostjo in pospeškom. h) Dodatno ‐ Izdelate in implementirajte program za inicializacijo obeh osi robota. ‐ Izdelajte simulacijski model robota v MATLAB/Simulinku, ki bo enakovreden praktično izvedenemu krmilniku. Primerjajte rezultate simulacije in meritve ter komentirajte odstopanja. Projekt: SCARA robot Stran 3