1. No category

Poglavje 7
Industrijski robot ABB IRB 1600-7/145
Industrijski robot ABB IRB 1600-7/145 je robot s šestimi prostostnimi stopnjami gibanja antropomorfne konfiguracije. Robot je namenjen izvajanju razliˇcnih operacij v industrijskem okolju, kot so
npr. manipulacija objektov, varjenje, lakiranje ali nanašanje lepila. Sposoben je prenašati breme 7 kg.
Tip
Horizontalni Doseg
Nosilnost nominalna/maksimalna
Ponovljivost pozicioniranja
Maksimalna hitrost
Delovni prostor
Teža
I/O linije
Zavore
Delovni pogoji
Os 1
Os 2
Os 3
Os 4
Os 5
Os 6
Os 1
Os 2
Os 3
Os 4
Os 5
Os 6
temperatura
vlažnost
vibracije
79
ABB IRB 1600-7/145
1.45 m
7/10 kg
±0.05mm
180 0 /s
180 0 /s
180 0 /s
320 0 /s
400 0 /s
460 0 /s
+180/ − 180 0
+150/ − 90 0
+65/ − 245 0
+200/ − 200 0
+115/ − 115 0
+400/ − 400 0
250 kg
28 elektriˇcnih, (10 napajalnih) , 2 pnevmatski
vseh šest osi
5 − 45o C
max 95 % RH brez kondensa
manj kot 4.5 m/s2 (0.5G)
Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145
80
Os 3
-
Os 4
+
Os 5
-
+
-
+
Os 2
+ -
Os 6
+
Os 1
+
-
Slika 7.1: Konfiguracija in delovno obmoˇcje robota IRB 1600-7/145
7.1 ROBOTSKI KRMILNIK IRC5
7.1
81
Robotski krmilnik IRC5
Krmilnik za vodenje robota ABB IRB 1600-7/145 je zgrajen na osnovi industrijskega osebnega racˇ unalnika, ki za vodenje posameznih osi uporablja PCI regulatorske karte. Zasnovan je modularno z
loˇcenim moˇcnostnim in krmilniškim delom. Modularna zasnova omogoˇca vodenje veˇc robotov hkrati
z enim samim krmilnikom.
Slika 7.2: Robotski krmilnik IRC5
A Glavno stikalo
A
B Tipka za izklop v sili
C MOTORJI AKTIVNI (svetlobni signal)
B
C
• stalno gori: pripravljen za izvajanje programa
• hitro utripanje: robot ni kalibriran
• poˇcasno utripanje: izklop varnostnega stikala
D Izbira naˇcina delovanja (kljuˇc)
D
Avtomatski naˇcin delovanja
E
Roˇcni naˇcin vodenja z zmanjšano hitrostjo
100%
Roˇcni naˇcin vodenja z maksimalno hitrostjo
F
E LED signalizacija varnostnih stikal
F Ethernet in USB prikljuˇcek
Slika 7.3: Operaterski panel na krmilniku
Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145
82
7.2
Roˇcna uˇcna naprava FlexPendant
Kot uporabniški vmesnik za roˇcno vodenje robota, uˇcenje toˇck in razvoj robotskega programa služi
roˇcna uˇcna naprava imenovana FlexPendant. Napravo odlikuje zaslon obˇcutljiv na dotik ter krmilna
palica s tremi prostostnimi stopnjami gibanja.
G
C
B
E
H
A Konektor
B Zaslon obˇcutljiv na dotik (ang. Touch Screen)
C Tipka za izklop v sili
D Omogoˇcitvena tipka (stisk do polovice!)
E Krmilna palica za roˇcno vodenje
F “Hold-to-Run” gumba
G Uporabniško programabilne tipke
H Tipke za testno izvajanje programa: START,
KORAK NAPREJ, KORAK NAZAJ, STOP
Slika 7.4: Roˇcna uˇcna naprava FlexPendant
ˇ
ˇ
7.2 ROCNA
UCNA
NAPRAVA FLEXPENDANT
83
A ABB meni (programi, nastavitve in aplikacije)
B Statusna vrstica (informacije o
sistemu in sporoˇcilih)
C Osrednji prikaz aplikacij
D Tipka za zapiranje trenutnega
pogleda ali aplikacije
E Orodna vrstica za prikaz odprtih
pogledov ali aplikacij
F Hitri meni - bližnjica do roˇcnega
vodenja in nastavitev
Slika 7.5: Delovno okno roˇcne uˇcne naprave FlexPendant
Slika 7.6: Izhodišˇcni meni ABB
Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145
84
7.3
Roˇcno vodenje robota
Roˇcno vodenje je naˇcin vodenja robota s pomoˇcjo krmilne palice. Robot lahko roˇcno vodimo glede na
položaje sklepov ali glede na razliˇcne koordinatne sisteme. Izbrano delovanje gibanja in/ali koordinatnega sistema doloˇca naˇcin premikanja robota. V linearnem naˇcinu gibanja se toˇcka središˇca orodja
(TCP - tool center point) premika po ravni cˇ rti v prostoru, oz. v smeri osi izbranega koordinatnega
sistema. V naˇcinu gibanja “os-za-osjo” pa se premika doloˇcena os robota. Ker ima krmilna palica
tri prostostne stopnje gibanja, lahko naenkrat spreminjamo pozicijo le treh koordinat.
V oknu za roˇcno vodenje (ang. Jogging), do katerega dostopamo preko glavnega menija ABB,
so prikazani parametri roˇcnega vodenja:
A Izbrana enota - robot
B Popolna natanˇcnost
C Izbran naˇcin gibanja
D Izbran koordinatni sistem
A
B
C
D
E
F
G
H
I
E Izbrano orodje
J
F Izbran “work-object”
K
G Izbrano breme
L
H Izbrana zapora usmerjanja krmilne
palice
I Izbira inkrementov premika
J Izpis pozicij posameznih osi
K Format izpisa pozicij
L Prikaz smeri krmilne palice
Slika 7.7: Meni za roˇcno vodenje Jogging
ˇ
7.3 ROCNO
VODENJE ROBOTA
85
2
Dostop do okna:
A
B
C
D
1 Hitri meni
2 Roˇcno vodenje
E
F
G
H
1
A-D Izbira koordinatnega sistema:
A World - vodenje glede na referenˇcni
koordinatni sistem (enak kot bazni)
B Base - vodenje glede na bazni koordinatni sistem
E-H Izbira naˇcina roˇcnega vodenja:
E Axis 1-3 - vodenje osi sklepov 1, 2
in 3
F Axis 4-6 - vodenje osi sklepov 4, 5
in 6
C Tool - vodenje glede na koordinatni
sistem orodja
G Linear - vodenje vrha robota vzdolž
osi izbranega koordinatnega sistema
D Work Obj - vodenje glede na uporabniški koordinatni sistem (ang.
work object)
H Reorient - vrtenje vrha robota okrog
osi izbranega koordinatnega sistema
Slika 7.8: V oknu za izbiro naˇcina gibanja roˇcnega vodenja izbiramo koordinate vzdolž katerih vodimo robot s pomoˇcjo krmilne palice
2
Dostop do okna:
1 Hitri meni
2 Nastavitev koraka premika
1
Slika 7.9: V oknu za izbiro koraka premika izbiramo med zveznim gibanjem in postopnim premikanjem za natanˇcno pozicioniranje (v majhnih, srednjih ali velikih korakih)
Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145
86
7.4
Kalibracija orodja
Orodje je objekt, ki ga namestimo na vrh robota. Orodje je potrebno definirati s toˇcko TCP (Tool
Center Point), ki podaja lego vrha orodja glede na zadnji segment robota. Koordinatni sistem orodja
je definiran glede na pozicijo, orientacijo in geometrijo orodja. Gibanje glede na koordinatni sistem
orodja uporabljamo kadar robot izvaja operacije navijanja, vrtanja ali gibanja po krožnici.
Slika 7.10: Koordinatni sistem na vrhu orodja
7.4.1 Kreiranje orodja
korak 1 Dostop:
ABB>Jogging>Tool>New
korak 2 Name: izberi ime orodja
korak 3 Scope: doseg naj bo globalni
(za vse module)
korak 4 Storage type: izberi persistent
korak 5 ostalo nespremenjeno
Slika 7.11: Kreiranje orodja
7.4 KALIBRACIJA ORODJA
87
7.4.2 Nastavljanje parametrov orodja
korak 1 Dostop:
ABB>Jogging>Tool>Edit>Change
Declaration
korak 2 Nastavite maso orodja na 1 kg
Slika 7.12: Spreminjanje parametrov orodja
7.4.3 Definiranje orientacije orodja
korak 1 Dostop:
ABB>Jogging>Tool>Edit>Define
korak 2 Izberite želeno metodo:
TCP & Z
korak 3 Izberite število približevalnih
toˇck: 4
korak 4 Roˇcno vodite robot v isto pozicijo s štirimi razliˇcnimi orientacijami (glej sliko 7.17). Vsako potrdite z Modify Position.
korak 5 Roˇcno doloˇcite toˇcko Elongator Point Z, ki doloˇca smer z osi.
Potrdite z Modify Position.
korak 6 Doloˇcitev orientacije zakljucˇ ite s potrditvijo OK
Slika 7.13: Doloˇcanje orientacije orodja
88
Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145
Slika 7.14: Doloˇcanje orientacije orodja s štirimi razliˇcnimi legami
7.5 UPORABNIŠKI KOORDINATNI SISTEM - “WORK OBJECT”
7.5
89
Uporabniški koordinatni sistem - “Work object”
“Work object” je koordinatni sistem s posebnimi lastnostmi, ki so mu prirejene. Veˇcinoma se uporablja za poenostavitev programiranja, ko urejamo programe, zaradi prenastavitev doloˇcenih opravil,
procesov objektov, itd. “Work objecti” so velikokrat ustvarjeni za poenostavitev premikanja vzdolž
površin objektov. Lahko jih ustvarimo veˇc, zato je potrebno vedno izbrati glede na katerega izvajamo
gibanje. Aktiven koordinatni sistem izberemo v meniju ABB>Jogging>Workobject.
7.5.1 Kreiranje uporabniškega koordinatnega sistema
korak 1 Dostop:
ABB>Jogging>Workobject>New
korak 2 Name: izberi ime koordinatnega sistem
korak 3 Scope: doseg naj bo globalni
(za vse module)
korak 4 Storage type: izberi persistent
korak 5 ostalo nespremenjeno
Slika 7.15: Kreiranje uporabniškega koordinatnega sistema
7.5.2 Definiranje lege uporabniškega koordinatnega sistema
korak 1 Dostop:
ABB>Jogging>Workobject>Edit>Define
korak 2 Izberite želeno metodo: User
method: 3 points
korak 3 Roˇcno vodite robot v dolocˇ itvene toˇcke (glej sliko 7.19).
Vsako potrdite z Modify Position.
korak 4 Doloˇcitev orientacije zakljucˇ ite s potrditvijo OK
Slika 7.16: Doloˇcanje lege uporabniškega koordinatnega sistema
90
Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145
Slika 7.17: Definiranje lege uporabniškega koordinatnega sistema s tremi toˇckami
7.6 PROGRAMSKI UREJEVALNIK - “PROGRAM EDITOR”
7.6
91
Programski urejevalnik - “Program editor”
Dostop: ABB > Program Editor > Tasks and Programs > File
Kreiranje programa File > New Program
Nalaganje programa File > Load Program
Shranjevanje programa File > Save
Program As
Preimenovanje programa File > Rename Program
Brisanje programa File > Delete Program
7.6.1 Vrivanje ukazov
Dostop: ABB > Program Editor > Tasks and Programs > Add Instruction
Nabor ukazov izbiranje
Common
pod
opcijo
Vrivanje ukaza izbira ikonce ukaza
7.6.2 Osnovni ukazi za gibanje
Za programsko vodenje uporabljamo tri osnovne ukaze z razliˇcno interpolacijo. Ukaz MoveJ je ukaz
pri katerem je izvršen gib v konˇcno toˇcko glede na interpolacijo v koordinatah posameznih sklepov.
Ukaz MoveL izvrši premik v konˇcno toˇcko po premici. Ukaz MoveC pa izvrši premik v konˇcno toˇcko
preko vmesne toˇcke po krožnici.
Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145
92
MoveJ p10, v1000, z50, tool0;
Končna točka
p10
Začetna točka
MoveL p10, v1000, z50, tool0;
Končna točka
Začetna točka
p10
MoveC p5, p10, v1000, z50, tool0;
Točka na krožnici
p5
p10
Končna točka
Začetna točka
Slika 7.20: Osnovni naˇcini gibanja: a) gibanje v koordinatah sklepov, b) gibanje po premici in c)
gibanje po krožnici
7.6 PROGRAMSKI UREJEVALNIK - “PROGRAM EDITOR”
93
Trajektorijo gibanja tvori veˇc vmesnih toˇck. V vmesnih toˇckah lahko robot izbrano lego dosega
toˇcno ali pa vmesno toˇcko samo preleti. Na sliki 7.21 sta predstavljena oba primera. Obmoˇcje zaokroževanja je doloˇceno s parametrom z50, kjer številka pomeni polmer kroga zaokroževanja v mm.
Via točka
Ustavitvena točka
x
cona v mm
x p10
x
x
x
p10
x
MoveL p10, v1000, fine, tool0;
MoveL p10, v1000, z50, tool0;
Slika 7.21: Možnost gibanja v vmesnih toˇckah
7.6.3 Uˇcenje in poimenovanje toˇck leg
V procesu uˇcenja trajektorije gibanja robota robot roˇcno vodimo z lege na lego. Na želeni legi, ki naj
jo robot dosega med izvajanjem programa, v program vrinemo programsko vrstico v kateri je trenutna
ˇ želimo trenutno lego poimenovati, da jo lahko npr. uporabljamo veˇckrat
lega robota oznaˇcena z ∗. Ce
v programu, to storimo preko menija ABB>Program Data>robotarget>New. Nauˇcene lege je možno
tudi urejati.
Dostop: ABB > Program Data > robtarget >
Kreiranje leg New:
Urejanje leg Edit
94
Poglavje 7. INDUSTRIJSKI ROBOT ABB IRB 1600-7/145
7.6.4 Krmiljenje vhodno/izhodnih linij
Dostop: ABB > Program Editor > Add
Instruction >
Vklop digitalnega izhoda Set
Vklop digitalnega izhoda Reset
Slika 7.23: Krmiljenje vhodno/izhodnih linij
7.6.5 Urejanje programskih vrstic
Dostop: ABB > Program Editor > Tasks and Programs > Edit
Urejanje vrstic kopiranje, brisanje, komentiranje vrstic
Spreminjanje argumentov ukaza
izbira Change selected
Slika 7.24: Urejanje programskih vrstic
7.6 PROGRAMSKI UREJEVALNIK - “PROGRAM EDITOR”
95
7.6.6 Testiranje programa
Ko je z roˇcnim vodenjem in vrivanjem vrstic program razvit, ga najprej preizkusimo v testnem naˇcinu.
Programske ukaze izvajamo korak po koraku kot to prikazuje spodnja slika 7.25.
Programski kazalec na zaˇcetek PP to
Main
Izvajanje po programskih korakih
izbira omogoˇcitvene tipke ter
tipke > KORAKN AP REJ
Slika 7.25: Testiranje programa
7.8 IZVEDBA NALOGE
7.8
97
Izvedba naloge
Nauˇcite se osnovnega rokovanja z industrijskim robotom ABB IRB 1600-7/145. Pri uvajanju preizkusite:
• roˇcno vodenje robota s pomoˇcjo upravljalne palice v razliˇcnih koordinatnih sistemih,
• uˇcenje toˇck,
• definiranje orodja, ki je pripeto na robot,
• ukaze za linerno in krožno gibanje,
• krmiljenje vhodno/izhodnih linij.
Za nalogo praktiˇcnega dela razvijte robotski program za izvajanje simuliranega varjenja dveh
cilindrov. Varjenje izvedite z laserskim orodjem, ki je pripeto na vrhu robota (glej sliko 7.26). Za ta
namen definirajte varilno orodje, uporabniški koordinatni sistem v vogalu nosilne plošˇce ter izvedite
trajektorije gibanja na testnem objektu vzdolž posameznih robov in znotraj krožnice.