Top Banner
ROBOTTECHNIKA ROBOTTECHNIKA Ipari robotok Ipari robotok ir ir á á ny ny í í t t á á sa, programoz sa, programoz á á sa sa 5. el 5. el ő ő ad ad á á s s Dr. Pint Dr. Pint é é r J r J ó ó zsef zsef
47

Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Sep 17, 2019

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

Ipari robotok Ipari robotok

iriráánynyííttáása, programozsa, programozáásasa

5. el5. előőadadááss

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 2: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKATARTALOMJEGYZÉK

1. VEZÉRLÉS, SZABÁLYOZÁS FOGALMA2. ROBOTVEZÉRLÉSEK TÍPUSAI3. ROBOTOK PROGRAMOZÁSA

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 3: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKAVezérlés esetén (1. ábra) az xr rendelkezőjel végighalad a vezérlő berendezés alkotó szerkezeti egységein, az un. szerveken. Az 1. ábrán látható működési vázlat utolsó szerve a beavatkozó szerv, amelynek feladata a vezérelt berendezés (-szakasz) anyag- és energiafolyamatának célirányos befolyásolása.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 4: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKAVezérlésnél az irányító személy (vagy önműködő berendezés) az irányított folyamatban ténylegesen lejátszódó változásokról nem rendelkezik folyamatos információval, így azokat figyelembe venni sem tudja. A beavatkozás eredménye tehát nem hat vissza a vezérlőberendezésre, a rendszerre hatózavaró hatásokat nem képes kiküszöbölni. A vezérlés hatáslánca nyitott.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 5: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

A szabályozás művelete során (ábra) az xr rendelkező jel egy előzetesen megadott xa alapjelnek és az - xsszabályozott jellemző pillanatnyi értékétől függő - xeellenőrző jelnek a különbsége. Az xr rendelkező jel (más néven hibajel) - rendszerint egy jelformáló és erősítő szerven végigfutva - az xb beavatkozó jellel működésre készteti a beavatkozó szervet. A beavatkozó szerv kimenő jele, az xmmódosított jellemző olyan hatást vált ki a szabályozott berendezésben, amely az xs szabályozott jellemzőnek az előírt értéktől való eltérését megszüntetni igyekszik. A megkívánt, előírt hatás kiváltásával, elérésével a szabályozás művelete befejeződött.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 6: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

A szabályozott berendezésre természetesen hatnak az xz zavarójellemzők. Segítségükkel a nemkívánatos zavaró hatásokat kiküszöböljék.A szabályozás művelete tehát úgy befolyásolja a műszaki folyamatot, hogy az xs szabályozott jellemző megváltozása visszahat a hatáslánc elejére; ha eltérés mutatkozik az xa alapjel és az xe ellenőrző jel között, létrejön egy un. szabályozási eltérés, egy xr rendelkező jel (hibajel), amely az előzőekben leírt módon fejti ki hatását.

Page 7: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

Szabályozásnál a szabályozott jellemző értékét egy ellenőrzőszerv (érzékelő) figyeli, és eltérés esetén (azaz abban az esetben, ha a folyamat lefolyása eltér az előírttól) megváltoztatja a rendelkező jelet, és mindaddig korrigál, amíg a folyamat ismét az előírás szerint zajlik. A szabályozás hatáslánca zárt. A szabályozási művelet a negatív visszacsatolás elve alapján valósul meg.A vezérlés és a szabályozás között tehát alapvető eltérés az, hogy amíg a vezérlés hatáslánca nyitott, addig a szabályozás hatáslánca zárt.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 8: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

Összefoglalásképpen a vezérlés és a szabályozás összehasonlítása alapján az alábbi következtetéseket vonhatjuk le:

A zavaró jellemzők hatása vezérléssel csak részben küszöbölhető ki, olyan mértékben, amilyen mértékben azok előzetesen ismertek. Az előre számításba nem vehetőzavaró jellemzők teljesen érvényre jutnak. A szabályozott rendszerekben viszont a zavaró hatások - bizonyos korlátok között - kiküszöbölhetők.

A működési sajátosságok szempontjából fontos eltérés, hogy a nyitott hatásláncú vezérlés mindig stabilisan működik, míg a zárt hatásláncú szabályozásokban labilis működés is bekövetkezhet.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 9: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

Az ipari robotok vezérléseiben nagyszámú szabályzó kör és a vezérlés található, ezek egymással kapcsolódnak, alá- és fölérendeltségi viszonyban vannak. A legmagasabb hierachiai szinten a vezérlések állnak, ezért beszélnek robotvezérlésről annak ellenére, hogy jónéhányszabályozókör is működhet bennük a legmagasabb szintűrobotvezérlésnek alárendelve.

Az ipari robotoknak az alábbi három alapfeladatot mindenképpen meg kell oldania:pontos pozicionálásaz előírt mozgássebességek biztosításaa mozgásszekvenciák biztosítása

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 10: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

Pick and place robot (manipulátor) vezérlések

Pontvezérlésű robotokPályavezérlésű robotok

A ROBOTOK IRÁNYÍTÁSAA robotkar egy előre definiált útvonalon, pályán visz végig egy szerszámot, megfogót, szórópisztolyt, stb., és a pálya bizonyos pontjain ezekkel különféle műveleteket végez. Felépítésük mozgásuk meghatározottsága

alapján a robotvezérlések típusai:

Teach-in play-back (lejátszós) robot vezérlés

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 11: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKAPick and place robot (manipulátor) vezérlések

Koordinátánként két (esetleg néhány) diszkrét pozícióba vezérelhetők.

A mozgások sorrendjét (szekvenciáját) egyszerű vezérlő (pl. PLC adja).

A poziciók kijelölése mechanikus ütközőkkel, vagy más kétállású szenzorral történik. Programozáskor az ütközők állítandók és a vezérlés szekvenciája átprogramozandó.

Egyszerű feladatokhoz (pl. adagolás, rakodás) használhatók.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 12: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKAPontvezérlésű robotok A robot programozott pontja áthalad egy

pontsorozattal adott útvonalon, de két – szomszédos –pont között a pálya csak hozzávetőlegesen ismert, mert a csuklók nincsenek egymással szinkronizálva.

A vezérlés az adott pontokból – inverz transzformációval – kiszámítja a csukló koordinátákat, és alapjelként átadja a szervohajtásoknak végrehajtásra.

Programozásuk – a pontsorozat megadása útján történik betanítással, vagy számítógépes támogatással.

Ezt a vezérlést PTP (Point to Point) irányításnak nevezik.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 13: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKAPályavezérlésű robotok CP (Continuous Path)A (csuklónként elhelyezett) szervohajtások közös

órajellel működő alapjelképzőről (interpolátor) kapják alapjelüket, amelyet követnek, ezért a tengelyek sebessége egymáshoz szinkronizált, és a robot követi az előírt pályát.

A legáltalánosabban használható, összetett robotvezérlés.

Szereléshez, megmunkáláshoz, hegesztéshez is alkalmasak.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 14: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

Teach-in play-back (lejátszós) robot vezérlésEgy nagy kapacitású információtároló (pl. mágneses

adathordozó), melyen a betanítás szakaszában felvett csukló koordinátákat tárolja a futó idő függvényében.

Felépítése egyszerű. Nem tartalmaz aritmetikai egységet és interpolátort.Rendszertechnikailag jelentősen eltér az előző

típusoktól.Alkalmazási területe: festés, csiszolás.A program módosítása körülményes.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 15: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKA

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

A következő egységek szükségesek egy robot vezérlési feladatainak elvégzéséhez:

CPU és aritmetikai processzor modulMemória modul a program illetve pályaadatok tárolásáhozKülső adattárolóKezelő egység (terminál)Kézi vezérlő egységI/O modulBináris I/OAnalóg egységDigitális soros/párhuzamos egységEgyéb interface-ekSzervo modul a motorszabályozáshozEgyéb közvetlen szerszámvezérlő egységek

Page 16: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

ROBOTTECHNIKAROBOTTECHNIKARobotok programozásaA robotok programozásának lehetséges módszerét döntő módon meghatározza

a vezérlés típusa és intelligenciája.

Elterjedt módszerek:Egyszerű betanításProgramnyelvi

utasításokkal történőprogramozás

Kombinált módszerekIGM-KUKA hegesztőrobot

programozó-konzoljaDr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 17: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Egyszerű betanításElsősorban teach-in play-back vezérlésű

robotok programozási módja, de lehet ilyen a pont- és a pályavezérlésűrobotoknál is.

Betanításkor: a robotcsuklókat mozgatószervók ellazíthatók, kézzel mozgathatók, ezalatt a vezérlés a futó idő függvényében „lerakja” a csuklókoordinátákat.

Robotok programozása

A betanítás másik módja: a robot szimulátorral (a robot kicsinyített hasonmása, amelyet kézzel mozgatnak) történő mozgatása. A robot követi a szimulátor csuklóinak mozgását és tárolja a koordinátákat

(FANUC - Teach Pendant)

Page 18: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Programnyelvi utasításokkal történőprogramozás

A programnyelv szintaktiaki szabályok szerint épül fel.

A koordinátákat előzetes számítás útján kell meghatározni és programozni.

Ismertebb programozási nyelvek:AL, VAL, ROBEX, stb.

A robotprogramozási nyelvek felépítése hasonlit a számítástechnikai programnyelvekhez.

Programozási szintjük megfelel a robotvezérlés intelligencia szintjének.

Page 19: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaAz ipari robotok működése program szerint valósul meg.A program tartalmazza:

a geometriai-,a programlefolyási-,az ellenőrző és felügyeleti-, valaminta kommunikációs utasításokat.

A geometriai utasítások pontok, egyenesek, pályák, felületek, terek megadására vonatkozhatnak.A programlefolyási utasítások többek között logikai utasításokat, „ugrásokat”, „hurkokat”, vagy például „állj”utasítást jelenthetnekAz ellenőrző- és felügyeleti utasítások zavar- és hiba-, illetve vészállapot jelzésére szolgáló utasítások.A kommunikációs utasítások a kiszolgált, robotizáltfolyamattal való kapcsolattartást jelentő elsősorban input, illetve output utasításokat jelentik.

Page 20: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

Utasítástípusok: a.Környezetet definiáló, leíró utasítások (POINT,

DEFINE)b.mozgást leíró utasítások (MOVE, SPEED..)c.Logikai, aritmetikai utasítások (AND, OR, +, -,

DISTANCE)d.a végrehajtás sorrendjét meghatározó

utasítások, szubrutin definiáló és hívóutasítások (JUMP, CALL)

e.megfogó (effektor) működtetés (OPEN, CLOSE)f. Input, output utasítások (INPUT, OUTPUT )

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 21: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

Kombinált módszerek

Általában programnyelvi utasításokat használ, de a kritikus koordináta pontok betaníthatók a robot mozgatása útján, és a program hivatkozhat ezekre a pontokra (VAL).

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 22: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

Minden egyes szerszámra vagy megfogóra egy úgynevezett szerszám-középpontot ( TCP, ToolCenter Point) definiálunk. Ez lehet a festékszórópisztoly szórófeje, vagy az a pont, ahol az ujjak megfogják a munkadarabot. Pályabejárás alatt mindig a TCP adott pályájú mozgását értjük. Ezalatt a TCP pozíciója és orientációja (elfordulása) is a megkívánt módon változik.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 23: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

A pályabejárás megtervezésénél még egyéb tényezőkre is ügyelnünk kell. Figyelembe kell vennünk a robot munkaterét:

Milyen messze tud kinyúlni a kar, mit tudunk vele elérni pl. a szerelőasztalon?

Hol vannak azok a „holt terek” az elvileg ideális munkatéren belül, amelyeket az okoz, hogy a robot izületei csak bizonyos szögtartományban képesek elfordulni, elcsavarodni?

Milyen akadályok nehezítik a robot szabad mozgását?

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 24: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

A robotprogramozás két nagy csoportra osztható:• ONON--LINE, LINE, •• OFFOFF--LINE.LINE.ON-LINE programozás: magát a robotot programozzák.

Előnye, hogy a programozó számításba tudja venni a munkaterületen elhelyezkedő tárgyakat és azonnal ellenőrizni tudja a működést.

Hátránya: különösen ipari szempontból jelentős a programozás idejére a robotot le kell állítani,

tehát ezalatt nem dolgozik.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 25: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaA robotok programozásának módjaiA sokfajta elvégzendő munkafolyamat, illetve az ezekhez tervezett különféle robotok más és más programozási technikákat igényelnek. Az ún. ON-LINE programozás megköveteli a robot jelenlétét: a robotot vagy annak modelljét mozgatva tanítjuk be a bejárandó útvonalat. Az OFF-LINE programozási mód alkalmazásakor nincs szükségünk a robotra, egy számítógép mellett ülve, 3 dimenziós objektum-szimuláció segítségével, vagy egyszerű szöveges bevitellel írjuk meg a programot.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 26: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

ON-LINE programozás 1.Az online programozás fogalma különböző technikákat takar:

Direkt betanítás (Direct Teach-In): Olyan helyeken alkalmazzák, ahol a robot folytonos pályairányítással vagy sebességvezérléssel mozgatja a szerszámot, viszonylag bonyolult pályát bejárva (például autókarosszériák festésénél). A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység folyamatosan feljegyzi a robotkar helyzetét, így később önállóan visszajátszhatja azt. Nagyméretű robotoknál a robotkar könnyített, hajtások nélküli modelljét mozgatja a betanító. Ezt a módszert angolul Master-Slave Teach-in (mester-szolga betanítás) néven említik.·

Page 27: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

ON-LINE programozás 2.

Indirekt betanítás (Indirect Teach-In, vagy egyszerűen Teach-In):Egy kézi vezérlőberendezés segítségével a robotot a pálya lényeges pontjaiba mozgatjuk, és ezek helyzetét memorizáljuk. A robot feladata lesz a pontok közötti pálya megtervezése és kiszámítása.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 28: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

ON-LINE programozás 3.Pontvezérlésű robotok programozásaLényege, hogy a robotot a kezelő számítógép, vezérlőkonzol vagy kézi vezérlőkészülék segítségével tanítja meg a szükséges mozgásokra. A tanítás során a kezelő pontonként halad, és az egyes pontokat külön-külön beírja a robot memóriájába. A vezérlőkonzol a robotra vagy mellérögzített kezelőpult, míg a kézi vezérlőkészülék egy kisméretű, hordozható billentyűzet. A mozgáspontok rögzítése után valamilyen programnyelven meg kell írni azt a programot, amelyik közli a robottal, hogy mit kezdjen az előzetesen letárolt pontokkal.

Page 29: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaON-LINE programozás 4.Pályavezérlésű robotok programozása

A programozó kézzel végigvezeti a robotkart az elvégzendőfeladat útvonalán. A mozgás paramétereit ennek során a robot vezérlőegysége önállóan rögzíti. Ehhez természetesen szükséges, hogy a programozó az adott feladat elvégzésében járatos legyen (pl. hegesztésnél tudja a hegesztés mozzanatait stb.). Ezzel a programozási móddal igen bonyolult működések is elérhetők, de óriási memóriakapacitás kell az útvonal paramétereinek rögzítéséhez.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 30: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

OFFOFF--LINELINE programozás 1.Ennek során a programozó egy számítógép termináljánál, a robottól függetlenül fejleszti ki a működést irányító programot.

Ez azt jelenti, hogy nem kell a gép mellett lenni, hanem egy számítógépnél egy konzollal végre lehet hajtani a programozást, le lehet szimulálni a robot és a munkadarab viszonyát 3D-ben.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 31: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

OFFOFF--LINELINE programozás 2.Ezután ezt a programot rögzítik a robot memóriájában. A legnagyobb előnye ennek az eljárásnak, hogy a programozás illetve a programfejlesztés alatt a robotot nem kell kikapcsolni. Ennek az ipari alkalmazásokban van nagy gazdasági jelentősége. Ugyanakkor igen nehéz feladat ilyen programot írni, különösen, ha a működési területen sok tiltott zóna van. Off-line programozásnál a robot működésének definiálása általában valamilyen magas szintűnyelven történik.

Page 32: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozása

OFFOFF--LINELINE programozás 3.A program megírása előtt minden esetben be kell táplálni a bejárandó mozgáspálya kitüntetett pontjait. Ez történhet on-line betanítással, vagy a robottól teljesen függetlenül, szöveges vagy grafikus adatbevitellel. Bár a TCP helyzetének és orientációjának leírásához elég a robot izületeinek aktuális állását rögzíteni, a programozószámára ez nem elég szemléletes, és nehezen kiszámítható. Éppen ezért a robot munkakörnyezetében különbözőkoordináta-rendszereket definiálunk, és a pontokat ezekre vonatkoztatjuk. A következő ábra néhány általánosan használt koordináta-rendszert mutat be.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 33: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFFOFF--LINELINE programozás 4.

KOORDINÁTARENDSZEREK

A világ (vagy bázis) koordinátarendszer a teljes munkaterület alap-koordinátarendszere. A TCP mozgását az egyszerűbb esetekben erre vonatkoztatjuk.A robot alap-

koordinátarendszerét legtöbbször – a könnyebb számolás kedvéért – a világ koordináta-rendszerrel azonosnak tekintjük. Ha több robot dolgozik együtt a munkatérben, akkor ez nem valósítható meg.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 34: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 5.KOORDINÁTARENDSZEREK (folytatás)

A munka- vagy más néven aktuális koordináta-rendszer az éppen végzett munkafolyamat alapját jelöli. Ehhez a koordináta-rendszerhez rendelhetjük a munkadarabok helyzetét. A munkadarabokhoz további koordináta-rendszereket is rendelhetünk.

TCP (szerszám) koordináta-rendszer: pozíciója és orientációja a világ koordináta-rendszerhez képest egyértelműen definiálja a szerszám helyzetét. A TCP koordináta-rendszerben kiszámíthatjuk a megfogandómunkadarab távolságát és megközelítési irányát.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 35: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 6. KOORDINÁTARENDSZEREK (folytatás)

A robot-geometria direkt feladataA vezérlőegység legalapvetőbb számítási feladata az, hogy az izületi szögekből és elmozdulásokból meghatározza a TCP helyzetét (a robot alap-koordinátarendszerében). Ezt nevezzük a robot-geometria direkt feladatának. A gyakorlatban megkívánt számítás azonban ennek éppen a fordítottja, vagyis az, hogy a TCP helyzetéből meghatározzuk az izületi szögeket és elmozdulásokat, s ezáltal a robotot a megfelelő pozícióba állíthassuk. Ez a robot-geometria inverz feladata

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 36: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 7. KOORDINÁTARENDSZEREK (folytatás)

A robot-geometria inverz feladataTöbbféle módszer létezik az izületi szögek meghatározásához a TCP helyzetének ismerete alapján (inverz feladat). A számítások sokszor bonyolultak, és a kapott eredmények nem egyértelműek: van, hogy ugyanazt a TCP helyzetet az izületi szögek más-más kombinációi is előállíthatják, s ezek közül esetleg a munkatér adottságai alapján kell választanunk. Általánosan használhatómegoldási módok nemigen léteznek, inkább csak sémák, útmutatók. Minden egyes robotra meg kell találni a felépítéséből adódó legegyszerűbb számítást.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 37: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 8.

Az off-line programozás illetve a szabadon definiált koordináta-rendszerek használata több olyan lehetőséget nyújt, amelyet az egyszerűbb programozási módok nem biztosítottak:

A pálya algoritmikus módszerekkel számítható, így könnyedén beprogramozhatunk olyan ciklikusan változó paraméterű folyamatokat, mint például a rácsszerűen elhelyezkedő furatok egymás utáni elkészítése. ·

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 38: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 9.

A térpontok helyzetét mindig csak abban a koordináta-rendszerben kell megadnunk, amelyikben az a legszemléletesebb, a legkönnyebben számítható. Egy, a munkadarabon levő lyuk helyzetét a leglogikusabb magához a munkadarabhoz – illetve a hozzá rendelt koordináta-rendszerhez – viszonyítani. Ha a munkadarab valamilyen mozgást végez, annak mozgásának alapján – a későbbiekben tárgyalt módszerekkel – a lyuk mozgása is viszonylag könnyedén meghatározható bármely vonatkoztatási rendszerben.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 39: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 10.

A mozgások definiálása is szemléletesebbé válik, ha a megfelelő koordináta-rendszerre vonatkoztatjuk őket. Az ábra a szerszám szemszögéből elvégezhetőmozdulatokat mutatja be: ezek a TCP koordináta-rendszerben történőegyszerű eltolások és elforgatások eredményei.

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 40: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 11.

A koordináta-rendszereknek nem kell feltétlenül derékszögűnek lenniük. Ha a robot geometriája mást kíván meg, alkalmazhatunk henger- vagy gömb koordináta- rendszereket is (RTT illetve RRT karoknál)rendszereket is (RTT illetve RRT karoknál).

Dr. PintDr. Pintéér Jr Jóózsefzsef

Page 41: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 12.Az off-line programozás az általánosan elterjedt teach inprogramozással szemben néhány előnyt hordoz:

a program elkészíthető, optimalizálható és leellenőrizhetőegy, a robottól független számítógépen, nem vonva ki ezzel a robotot a termelésből,

elkerülhető a programtervezési és programozási hiba, a számítógép nyújtotta szoftveres támogatással, a

munkadarab mozgatás okozta időkiesés elmaradásával jelentős mérnöki munka takarítható meg,

közvetlenül illeszthető CAD programokhoz és az ezekben készített állományokhoz,

a programok adatai más számítógépes programokhoz, mint munkaidő, hozaganyag- szükséglet, költségek számításához rendelkezésre áll.

Page 42: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 13.Az off-line módszer hátrányai:Az off-line módszernek, sok előnye mellett (a programozás már a tervezési fázisban lehetséges, stb.), alapvető hibája többek között, hogy a programozás hibái sokszor csak az első próbafutás alatt derülnek ki. A hibakeresés és -javításcsak ismételt futások során végezhető, ami növeli a robotok improduktív idejét.

A másik hátrány a programozás absztraktságának következménye, nevezetesen az, hogy a robot egyes funkciókat ellátó részeit és azok kapcsolatát ideálisnak tételezik fel, így nem tud előre számolni a gyakorlatban előforduló pontatlanságokkal és egyéb zavaró körülmények (hőmérséklet, páratartalom, rezgések, stb.) hatásával.

Page 43: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 14.Azt mondhatjuk, hogy a tisztán off-line módszer nem jómegoldás. A fenti hibák viszont elkerülhetők, ha a próbafutás előtt az új programot először a terminálon szimuláljuk. Ehhez természetesen szükség van egy teljes geometriai és technológiai adatbankra, amely egyfelől az összes alkalmazni kívánt robot alkatrészeinek és perifériáinak (forgóasztalok, futószalagok, stb.) geometriai paramétereit, másfelől a munkafolyamatban szereplő egyéb adatokat (motorok és szenzorok karakterisztikái, teher-válaszfüggvények, szerszámok és munkadarabok fizikai jellemzői) tartalmazza.

A szimuláció során a kimenet real-time módon 3-dimenziós grafika formájában képernyőre kerül, ahol diagnosztizálhatók és kijavíthatók a hibák - szinkronizációs problémák, ütközések, túlterhelés, stb.

Page 44: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 15.A precíz TCP pozícionálási hibáit a szenzortechnológia alkalmazásával próbálják kiküszöbölni. Hagyományosan tapintó és vizuális elven működő szenzorokat használnak a robotok adaptív vezérlése céljából.

A program futása alatt a szenzorok tudósítják a központi műveleti egységet a robot belső "világát" érintő külsőeseményekről, amelynek következtében a robot "modell-világában" megfelelő belső események keletkeznek.

Ezáltal a szenzor által küldött információkra a robot adekvát módon képes reagálni. Ezen az elven működik például a varrat-követő szenzor (seam trace sensor).

Page 45: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 16.A hegesztendő felületen a kiinduló hegesztési pontot teach-inmódszerrel adjuk meg a robotnak. A varrat útvonala a munkadarabtól függ, a szenzor a hegesztés alatt folytonosan követi a hegesztő elektróda útját. A munkafolyamat egyes beprogramozandó lépéseinek száma és bonyolultsága lényegesen csökkenthető. Természetesen ennek a módszernek megvannak a korlátjai (alak-felismerési problémák, reach-in-the-box feladat). Ha egy dobozban, amelybe további feldolgozásra váró munkadarabok esnek, elég nagy a "rendetlenség", és a kiszemelt munkadarab kellően bonyolult alakú, akkor annak azonosítása, helyzetének meghatározása és a manipulátorral valómegközelítése túlságosan is komplexnek bizonyulhat a robot alakfelismerő programja számára.

Page 46: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

Robotok programozásaOFF-LINE programozás 17.Az ipari robotok off-line programozásának egyre elterjedten használatos módszere a robot szimulációval egybekötött programozása. A szimulációs szoftverek részben „cégspecifikusak” (Pl. Roboguide- FANUC, RobotStudio -ABB), részben általánosan alkalmazhatók (pl. RobCAD). Használatuk révén a következő előnyök érhetők el:

Kicsi a kockázat a robotos cella kialakításkor (a szimuláció eredménye)

Rövid átállási időA termelékenység javulásaRövidebb tervezési és beüzemelési idő

A szoftverekbe beépítik a robotvezérlőt lehetővé téve a valós szimulációt. A szimuláció elkészítéséhez ismerni kell a robot környezetének pontos geometriai paramétereit.

Page 47: Ipari robotok irányítása, programozásapinter/NGB_AJ017_1%20ROBOTTECHNIKA/2011_2012_tanev_I_os… · A kezelő végigvezeti a robot karját a kívánt útvonalon, miközben a vezérlőegység

KKööszszöönnööm a figyelmet!m a figyelmet!