MODUL 4 · PROGRAMSKI ALATI U INDUSTRIJSKOJ ROBOTICI
Nastavna jedinica 4.11
Projektni zadatak: paletizacija pozicija s CNC stroja
Sve dosad obrađeno spaja se u jedan zadatak: robot poslužuje CNC glodalicu i gotove prirubnice slaže na paletu. Zadatak se rješava redoslijedom kojim se rješava i u praksi — od ulaznih podataka i ustroja programa, preko ispitivanja po koracima, do popisa nalaza koji se predaje prije prijenosa na stroj.
- prikupiti i urediti ulazne podatke projektnog zadatka
- razložiti program na glavni dio i potprograme s jasnim zadaćama
- ugraditi razmjenu signala s PLC-om i strojem u ustroj programa
- ispitati program po koracima i zabilježiti nalaze
- sastaviti popis nalaza i preporuka prije prijenosa na stroj
- provjeriti usklađenost takta robota i takta stroja
Ulazni podaci zadatka
Prvi korak nije crtanje nego prikupljanje. Podaci se prikupljaju iz triju izvora: tehničke dokumentacije stroja, crteža obratka i zahtjeva naručitelja o taktu i količini. Ćelija ZR-1 opisana je sljedećim podacima, koji se u cijelosti prenose u model.
| Podatak | Vrijednost | Izvor |
|---|---|---|
| Robot | šestoosni, nosivost 20 kg, doseg 1650 mm | izbor prema dosegu i nosivosti |
| Stroj | CNC glodalica s automatskim vratima | dokumentacija stroja |
| Takt stroja | 96 s po komadu | tehnološki list obrade |
| Obradak | aluminijska prirubnica 180 × 180 × 20 mm, 1,8 kg | crtež dijela |
| Paleta | 1200 × 800 mm, 4 × 3 po sloju, 4 sloja | zahtjev naručitelja |
| Upravljanje ćelijom | PLC Siemens S7-1500, mreža PROFINET | shema ćelije |
| Zaštita | ograda 2000 mm, svjetlosna zavjesa na ulaganju | procjena rizika |
Iz tih podataka odmah slijede dvije provjere. Prva: nosivost 20 kg uz obradak od 1,8 kg ostavlja dovoljno za dvostruku prihvatnicu, čime se izmjena komada u stroju obavlja u jednom ulasku. Druga: takt od 96 sekundi mnogostruko premašuje ciklus robota od približno 30 sekundi, pa robot nije usko grlo.
Ustroj programa
Program se razlaže tako da glavni dio bude čitljiv kao popis koraka, a pojedinosti ostanu u potprogramima. Takav ustroj olakšava i ispitivanje, jer se svaki potprogram može pokrenuti zasebno.
PROC main()
Inicijalizacija;
WHILE TRUE DO
IF brojPozicija >= 48 THEN
ZamjenaPalete;
ENDIF
CekajStroj;
IzmjenaKomada;
OdloziNaPaletu brojPozicija;
brojPozicija := brojPozicija + 1;
MoveJ pSigurno, v1000, z50, tPrihvat;
ENDWHILE
ENDPROC| Potprogram | Zadaća | Ključna provjera |
|---|---|---|
| Inicijalizacija | postavlja izlaze u poznato stanje i vodi robota u sigurnosni položaj | prihvatnica otvorena, robot izvan stroja |
| CekajStroj | čeka signal o završenoj obradi i otvorenim vratima | nadzor vremena i poruka pri isteku |
| IzmjenaKomada | izuzima obrađeni komad i ulaže sirovac | potvrda zahvata prije izlaska iz stroja |
| OdloziNaPaletu | računa poziciju iz rednog broja i odlaže komad | doseg u najvišem sloju |
| ZamjenaPalete | javlja punu paletu i čeka potvrdu zamjene | vraćanje brojača tek nakon potvrde |
Razmjena signala
Robot ne odlučuje sam kada smije u stroj. O tome odlučuje PLC, koji poznaje stanje vrata, zabravljenja i svjetlosne zavjese. Zato se ustroj programa oslanja na uređenu razmjenu potvrda u kojoj svaki korak čeka potvrdu prethodnoga.
Redoslijed je sljedeći. Stroj javlja da je obrada gotova. PLC otvara vrata i, kada su zabravljena u otvorenom položaju, javlja robotu da smije ući. Robot ulazi, obavlja izmjenu i javlja da je izašao. PLC zatvara vrata i javlja robotu da su zatvorena. Robot tada daje zahtjev za pokretanje obrade. Nijedan korak ne preskače potvrdu, jer bi preskakanje značilo ulazak alata u prostor u kojem se vrata zatvaraju.
Pažnja
Signal o otvorenim vratima nije isto što i signal da robot smije ući. Vrata mogu biti otvorena, a sigurnosni krug još nije potvrdio zabravljenje. Robot uvijek čeka dozvolu ulaska, a ne položaj vrata.
Ispitivanje po koracima
Ispitivanje se ne provodi pokretanjem cijelog programa. Provodi se u pet koraka, pri čemu se svaki sljedeći pokreće tek kada prethodni prođe bez primjedbe. Takav redoslijed skraćuje traženje uzroka, jer se u svakom trenutku zna što je novo.
| Korak | Što se ispituje | Uvjet za prolaz |
|---|---|---|
| 1 | gibanja bez prihvatnice i bez signala | sve točke dostižne, nema sudara |
| 2 | upravljanje prihvatnicom i pridruživanje komada | komad se hvata i otpušta na pravom mjestu |
| 3 | razmjena signala sa strojem | svaki korak čeka potvrdu, nadzori vremena rade |
| 4 | puni ciklus paletizacije, 48 komada | nema sudara ni u najvišem sloju |
| 5 | posebni slučajevi | nema sirovca, izgubljen komad, puna paleta |
Usporedba vremena koje robot troši po komadu s taktom stroja i s vremenom otvaranja i zatvaranja vrata. Zadane vrijednosti odgovaraju ćeliji ZR-1.
Popis nalaza prije prijenosa
Zadatak se ne predaje rečenicom da program radi. Predaje se popis nalaza u kojem je za svaku provjeru zapisano što je ispitano, kakav je rezultat i što je poduzeto. Popis je kratak, ali obvezujući, i uz njega ide datoteka stanice, program i tablica signala.
Tipični nalazi u ovom zadatku ponavljaju se iz projekta u projekt. Doseg u poziciji najbližoj robotu u četvrtom sloju obično je na granici. Prilaz vratima stroja gotovo uvijek traži međutočku kako bi se izbjegla promjena konfiguracije. Vrijeme čekanja na stroj u modelu je nula, pa izmjereni takt u pogonu ispada dulji. I gotovo uvijek nedostaje grana za slučaj u kojem sirovca nema.
Primjer
Nalaz 3: pozicija 47 dostižna je s rezervom od 120 mm. Preporuka: paletu pomaknuti 150 mm od robota ili sniziti postolje za 100 mm. Poduzeto: paleta pomaknuta, doseg ponovno provjeren za sve četiri ugla svakog sloja.
Popis nalaza ima i drugu svrhu. Kada se ćelija za godinu dana prilagođava novom komadu, popis pokazuje gdje su bile granice i što je već jednom ispitano. To je najkraći put do izmjene koja ne otvara stare probleme.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Ulazni podaci zadatka | Prikupljeni podaci o stroju, obratku, taktu i zaštiti iz kojih se projektira ćelija. |
| Glavni program | Dio programa koji povezuje potprograme u ciklus i ostaje čitljiv kao popis koraka. |
| Dozvola ulaska | Signal kojim PLC potvrđuje da robot smije ući u prostor stroja. |
| Ispitivanje po koracima | Redoslijed provjera u kojem se sljedeći korak pokreće tek nakon prolaza prethodnog. |
| Popis nalaza | Zapis provedenih provjera, rezultata i poduzetih mjera prije prijenosa na stroj. |
| Usko grlo | Dio ćelije koji određuje takt jer troši najviše vremena po komadu. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Na koji signal robot čeka prije ulaska u prostor stroja?
Otvorena vrata nisu dovoljna; sigurnosni krug mora potvrditi da je ulazak dopušten.
Pitanje 2 od 3
Koji se korak ispitivanja provodi prije uključivanja razmjene signala?
Najprije se provjeravaju dostižnost i sudari, tek zatim prihvatnica i signali.
Pitanje 3 od 3
Robot troši 30 s po komadu, stroj 96 s. Takt ćelije određuje:
Dulje vrijeme određuje takt, pa je usko grlo stroj, a ne robot.
Odgovoreno 0 od 3.