MODUL 4 · PROGRAMSKI ALATI U INDUSTRIJSKOJ ROBOTICI
Nastavna jedinica 4.1
Upoznavanje i osnove rada u robotskom simulacijskom okruženju
Simulacijsko okruženje nije crtaći program s robotom u njemu. To je model ćelije u kojem se izvodi ista upravljačka podrška koja je i u ormaru pokraj stroja, pa program koji ondje prođe ciklus ima realnu priliku proći ga i u pogonu. Prva jedinica modula upoznaje sučelje, način kretanja po prizoru i odnos virtualnog i stvarnog kontrolera.
- objasniti čemu služi simulacijsko okruženje i koje troškove smanjuje
- razlikovati dijelove sučelja i njihovu ulogu pri izradi stanice
- kretati se po prizoru i mijenjati poglede bez gubitka orijentacije
- koristiti knjižnice robota, alata i opreme te razlikovati model od stvarne opreme
- objasniti odnos virtualnog kontrolera prema stvarnom upravljačkom sustavu
- procijeniti uštedu vremena uvođenja ćelije uz simulaciju i bez nje
Zašto se program ne piše na stroju
Robot koji se programira ne proizvodi. Dok netko na privjesku za učenje uči točke, ćelija stoji, stroj kraj nje stoji, a s njima stoji i sve što je u pogonu iza njih. U seriji u kojoj je takt vezan uz stroj svaki sat programiranja znači izgubljene komade, pa se posao prirodno seli onamo gdje ništa ne stoji — u računalo.
Druga polovica razloga je sigurnost. Program koji se prvi put izvodi na stvarnom robotu nosi rizik sudara s napravom, s vratima stroja ili s ogradom. U modelu sudar nema posljedica: zaustavi se izvođenje, pomakne se točka i pokrene se ponovno. Zato se u simulaciji ispituju upravo oni dijelovi programa koji su na stroju najopasniji, primjerice ulazak alata u radni prostor glodalice.
| Pitanje | Bez simulacije | Uz simulaciju |
|---|---|---|
| Dohvaća li robot sve točke | utvrdi se nakon montaže | utvrdi se prije naručivanja robota |
| Ima li sudara | otkriva se pokusnim vožnjama | otkriva se automatskim nadzorom u modelu |
| Koliko traje ciklus | mjeri se na gotovoj ćeliji | procjenjuje se iz modela |
| Gdje se program piše | na stroju, uz zastoj | na računalu, bez zastoja |
| Trošak izmjene | raste s napretkom montaže | gotovo je nepromijenjen |
Treći razlog je ponuda. Prije nego što se ćelija naruči, simulacija odgovara na pitanje je li zamišljeni raspored uopće izvediv i koji je robot za njega dovoljan. Model s prikazom putanje i izmjerenim taktom uvjerljiviji je dio ponude od opisa u rečenicama.
Ustroj sučelja
Iako se paketi razlikuju, raspored sučelja gotovo je uvijek isti. U sredini je prizor, trodimenzionalni prikaz stanice. S jedne strane je stablo stanice u kojem su svi elementi poredani hijerarhijski: robot, alat pričvršćen na njegovu prirubnicu, predmeti rada, strojevi i oprema. S druge strane su svojstva odabranog elementa, među kojima su i njegov položaj i zakret.
Iznad je vrpca s naredbama podijeljena po fazama posla: izrada stanice, modeliranje, programiranje i pokretanje simulacije. Ispod prizora obično je dnevnik poruka, i to je dio sučelja koji početnici najčešće previde. Upravo ondje se pojavljuje obavijest da točka nije dostižna, da je konfiguracija promijenjena ili da je zabilježen sudar.
Zapamtite
Stablo stanice pokazuje kome je što pridruženo. Ako je alat u stablu ostao izvan robota, on se u simulaciji neće gibati s rukom, ma koliko točno bio postavljen u prostoru.
Kretanje po prizoru
Rad u trodimenzionalnom prizoru počiva na tri kretnje: zakretanje pogleda oko promatranog mjesta, pomicanje pogleda ustranu i približavanje. U većini paketa izvode se srednjom tipkom miša, njezinom kombinacijom s tipkom za pomak i kotačićem. Uz to postoje unaprijed zadani pogledi — tlocrt, nacrt i bokocrt — kojima se pogled vraća u poznat položaj kada se izgubi orijentacija.
Postoje dvije navike koje uvelike ubrzavaju rad. Prva je da se prije svake fine izmjene pogled postavi okomito na ravninu u kojoj se radi; u kosom pogledu oko lako pogriješi za nekoliko desetaka milimetara. Druga je da se opsežni modeli, poput ograde i zidova hale, privremeno sakriju dok se radi na unutrašnjosti ćelije. Prikaz tada postaje pregledniji, a program brži.
Odabir elementa u prizoru i odabir u stablu dvije su strane iste radnje, ali u gustoj stanici odabir u stablu je pouzdaniji. Klikom u prizor lako se pogodi ograda umjesto senzora iza nje, a onda se pomakne ograda.
Knjižnice robota, alata i opreme
Svaki paket donosi knjižnicu modela: robote proizvođača kojemu paket pripada, tipske alate, postolja, transportere i zaštitnu opremu. Model robota iz knjižnice nije samo oblik. Uz njega dolaze opsezi zakreta svake osi, najveće brzine i podaci potrebni za proračun položaja, pa se robot u prizoru giba jednako kao stvarni.
Za opremu koje u knjižnici nema uvoze se CAD modeli. Tu treba razlikovati dvije razine vjernosti. Za ogradu i stol dovoljan je grub oblik, jer je važan samo prostor koji zauzimaju. Za napravu u koju robot ulaže obradak i za alat vrijedi suprotno: njihove mjere izravno određuju točke programa, pa model mora odgovarati izvedbi.
Pažnja
Model iz knjižnice opisuje robota kakav je isporučen. Ako je u pogonu na ruku dodan nosač cijevi ili drugi prirubni prsten, model to ne zna i provjera sudara propustit će upravo ono što u stvarnosti zapinje.
Virtualni kontroler i pregled paketa
Ključna razlika između crtaćeg prikaza i ozbiljnog simulacijskog paketa jest virtualni kontroler. To je izvorna upravljačka podrška robota, ista ona koja se izvodi u ormaru, samo pokrenuta na računalu. Program se zato piše u pravom jeziku robota, tumači se jednakim pravilima i daje jednake poruke o pogreškama. Vrijeme ciklusa izračunato uz virtualni kontroler blisko je stvarnome jer se u proračun uključuju ubrzanja i zaobljenja putanje.
Paketi se razlikuju po tome je li im virtualni kontroler vezan uz jednog proizvođača ili podržavaju više njih. Vezani paketi daju vjerniju sliku ponašanja i izravan prijenos programa; neovisni paketi dobivaju na širini, ali program u pravilu prevode preko postprocesora.
| Paket | Proizvođač robota | Značajka |
|---|---|---|
| RobotStudio | ABB | virtualni kontroler IRC5 i OmniCore, izravan prijenos programa |
| ROBOGUIDE | FANUC | vjerna slika izvođenja u upravljačkom sustavu R-30iB |
| KUKA.Sim | KUKA | povezivanje s podrškom KUKA.OfficeLite za vjerno izvođenje |
| MotoSim EG-VRC | Yaskawa Motoman | virtualni kontroler serije YRC i DX |
| RoboDK | neovisan | knjižnica više proizvođača, prijenos preko postprocesora |
| Visual Components | neovisan | naglasak na simulaciji cijele proizvodne linije |
Bez obzira na paket, redoslijed rada je isti: izraditi stanicu, postaviti elemente, kalibrirati alat i korisnički sustav, naučiti točke, napisati program, provjeriti ga i tek onda prenijeti na stroj. Ostatak modula slijedi taj redoslijed.
Procjena vremena od narudžbe do prvog ispravnog komada, s pripremom programa u simulaciji i bez nje. Uzima se da se uz simulaciju najveći dio programiranja obavi prije montaže, a na stroju ostaje dorada.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Prizor | Trodimenzionalni prikaz stanice u kojem se elementi postavljaju i promatraju. |
| Stablo stanice | Hijerarhijski popis elemenata koji pokazuje kome je koji element pridružen. |
| Knjižnica | Zbirka gotovih modela robota, alata i opreme koja dolazi uz paket. |
| Virtualni kontroler | Izvorna upravljačka podrška robota pokrenuta na računalu. |
| Dnevnik poruka | Popis obavijesti i upozorenja koje okruženje ispisuje tijekom rada i izvođenja. |
| Postprocesor | Dio programa koji putanju iz neutralnog zapisa prevodi u jezik određenog robota. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Po čemu se simulacijski paket s virtualnim kontrolerom razlikuje od običnog prikaza gibanja?
Virtualni kontroler je ista podrška koja je i u ormaru robota, pa se program tumači jednakim pravilima.
Pitanje 2 od 3
Zašto se opsežni modeli, poput ograde, privremeno sakrivaju tijekom rada?
Skrivanje ne mijenja model, ali čini prizor preglednijim i prikaz bržim.
Pitanje 3 od 3
Što znači da je alat u stablu stanice ostao izvan robota?
Pridruženost u stablu određuje što se s čime giba; alat izvan robota ostaje nepomičan.
Odgovoreno 0 od 3.