MODUL 4 · PROGRAMSKI ALATI U INDUSTRIJSKOJ ROBOTICI
Nastavna jedinica 4.2
Izrada robotske stanice, osnovne postavke i mogućnosti
Nova stanica otvara se u nekoliko klikova, ali dio odluka donesenih u prvim minutama teško se kasnije mijenja. Mjerne jedinice, položaj ishodišta prizora, izbor robota i postolja te način na koji su uvezeni modeli postavljeni određuju hoće li stanica ostati upotrebljiva kada se zadatak promijeni.
- otvoriti novi projekt i odabrati robota prema dosegu i nosivosti
- postaviti mjerne jedinice i koordinatni sustav prizora te objasniti njihovu ulogu
- uvesti CAD model i prepoznati prikladan format razmjene
- postaviti postolje robota i odrediti njegov utjecaj na radni prostor
- prepoznati postavke koje se kasnije teško mijenjaju i unaprijed ih odrediti
- procijeniti složenost prizora prema broju i veličini uvezenih modela
Novi projekt i izbor robota
Izrada stanice počinje praznim prizorom i odabirom robota iz knjižnice. Izbor se ne donosi prema izgledu nego prema dvama podacima: dosegu i nosivosti. Doseg mora pokriti sve radne točke uz rezervu, a nosivost mora obuhvatiti masu alata, obratka i svega što visi o prirubnici, pri stvarnom položaju težišta.
U ćeliji ZR-1, koja se u ovom modulu provlači kroz sve primjere, odabran je šestoosni robot nosivosti 20 kg i dosega 1650 mm. Obradak je aluminijska prirubnica 180 × 180 × 20 mm mase 1,8 kg, pa nosivost nije ograničenje; ograničenje je doseg, jer robot mora pokriti vrata glodalice, mjesto ulaganja i paletu 1200 × 800 mm.
| Podatak | Vrijednost u ćeliji ZR-1 | Zašto je važan |
|---|---|---|
| Nosivost robota | 20 kg | obuhvaća prihvatnicu, obradak i prirubnu ploču |
| Doseg robota | 1650 mm | mora pokriti stroj, mjesto ulaganja i cijelu paletu |
| Masa obratka | 1,8 kg | mala u odnosu na nosivost, ostaje rezerva za dvostruku prihvatnicu |
| Mjere obratka | 180 × 180 × 20 mm | određuje razmak pozicija na paleti |
| Takt stroja | 96 s | gornja granica vremena kojim robot raspolaže po komadu |
Mjerne jedinice i koordinatni sustav prizora
Prije uvoza ijednog modela postavljaju se mjerne jedinice. U robotici su to gotovo uvijek milimetri za duljinu i stupnjevi za kut. Nesuglasje nastaje kada CAD model dolazi iz okruženja u kojem su jedinice metri ili palci: model se tada uveze tisuću puta manji ili dvadeset i pet puta veći, a pogreška se otkrije tek kada robot ne dohvaća ono što je očito blizu.
Koordinatni sustav prizora nosi ishodište iz kojega se mjere položaji svih elemenata. Razuman izbor je da ishodište padne na dobro određeno mjesto u stvarnoj ćeliji: presjek dvaju rubova temeljne ploče, sredina prirubnice postolja ili ugao ograde. Time se postiže da se mjera iz tlocrta može izravno upisati u svojstva elementa, bez preračunavanja.
Pažnja
Ishodište prizora naknadno se mijenja samo pomicanjem svih elemenata odjednom. Ako je stanica već izgrađena i točke naučene, takav zahvat obično znači ponovno učenje točaka. Ishodište se određuje prije uvoza prvog modela.
Uvoz modela i formati razmjene
Modeli koji nisu u knjižnici uvoze se iz CAD sustava. Formati se dijele na dvije skupine. Neutralni formati, STEP i IGES, prenose geometriju točno opisanim plohama i prikladni su za naprave i alate, gdje su mjere važne. Mrežni formati, STL i OBJ, geometriju opisuju trokutima i prikladni su za opremu kojoj je važan samo obris, primjerice za ogradu, ormar ili stroj.
Veličina modela nije bezazlena. Model glodalice iz kataloga proizvođača može sadržavati stotine tisuća ploha, od kojih je u ćeliji vidljiv i važan tek vanjski obris. Takav model usporava prizor i produljuje provjeru sudara, pa se prije uvoza pojednostavljuje: unutrašnjost se uklanja, a vijci, provrti i natpisi izostavljaju.
| Format | Vrsta zapisa | Prikladno za |
|---|---|---|
| STEP | plohe, točne mjere | naprave, alati, prihvatnice, obradak |
| IGES | plohe, starije okruženje | razmjena sa starijim CAD sustavima |
| STL | mreža trokuta | ograde, ormari, obrisi strojeva |
| OBJ | mreža trokuta s izgledom | modeli iz prikaznih programa |
| JT | sažeti prikaz sklopa | veliki sklopovi u razmjeni s proizvođačem |
Gruba procjena složenosti prizora prema broju modela i prosječnom broju ploha. Procjena pomaže odlučiti treba li modele pojednostaviti prije uvoza.
Postolje i položaj robota
Robot rijetko stoji izravno na podu. Između poda i prirubnice robota nalazi se postolje koje podiže radni prostor na visinu vrata stroja i palete. Visina postolja jedna je od najosjetljivijih odluka u projektiranju ćelije: previsoko postolje udaljuje robota od najniže pozicije na paleti, prenisko od gornjeg sloja.
Uz visinu bira se i način postavljanja. Robot može biti postavljen na pod, obješen o strop ili pričvršćen na zid. Obješena izvedba oslobađa podnu površinu i olakšava pristup stroju, ali traži nosivu konstrukciju i mijenja oblik dijela radnog prostora u kojem robot radi ispruženo. Svaka izvedba u simulaciji se zadaje kao položaj i zakret baze robota prema sustavu stanice.
Nakon postavljanja robota provjerava se dohvat najudaljenijih točaka. To se radi jednostavno: predmet rada privremeno se postavi na krajnje mjesto svake radne pozicije i pogleda se dolazi li robot do njega bez ispruženih zglobova. Ako dolazi tek s ispruženom rukom, robot je predaleko i prije programiranja treba pomaknuti postolje.
Postavke koje se kasnije teško mijenjaju
Neke se odluke u simulacijskom okruženju mijenjaju u sekundi, a neke povlače ponovni rad. Korisno je unaprijed znati koje su koje, jer se time izbjegava najčešći gubitak vremena početnika — izgrađena stanica koju treba rastaviti zbog jedne postavke.
| Postavka | Kada se zadaje | Posljedica naknadne izmjene |
|---|---|---|
| Mjerne jedinice | pri otvaranju projekta | svi uvezeni modeli pogrešnog mjerila |
| Ishodište prizora | prije uvoza prvog modela | pomicanje svih elemenata i ponovno učenje točaka |
| Model i inačica robota | pri izradi stanice | izmjena programa zbog drugog jezika i dosega |
| Visina postolja | pri postavljanju robota | sve naučene točke mijenjaju visinu |
| Alat i njegov TCP | prije učenja točaka | ponovna kalibracija i provjera svih točaka |
| Boja i naziv elementa | bilo kada | nema posljedica |
Zapamtite
Pravilo je jednostavno: sve što ulazi u proračun položaja zadaje se prije prve naučene točke. Sve ostalo može čekati.
Uz postavke se od početka vodi i red u imenovanju. Element nazvan Part12 za tjedan dana nikome ništa ne znači, dok paleta_gotovo ostaje razumljiv i drugoj osobi. Isto vrijedi za nazive programa i točaka, o čemu govori jedinica 4.7.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Mjerna jedinica prizora | Jedinica duljine i kuta u kojoj se zadaju svi položaji u stanici. |
| Ishodište prizora | Točka iz koje se mjere položaji svih elemenata stanice. |
| Neutralni format | Format razmjene geometrije neovisan o CAD sustavu, primjerice STEP ili IGES. |
| Mrežni model | Model opisan mrežom trokuta, prikladan za obrise i zaštitnu opremu. |
| Postolje | Konstrukcija koja robota podiže na radnu visinu i određuje položaj njegove baze. |
| Pojednostavljenje modela | Uklanjanje nevidljivih i nevažnih pojedinosti radi bržeg prikaza i provjere. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Koji je format prikladniji za model naprave u koju robot ulaže obradak?
STEP prenosi geometriju točno opisanim plohama, pa su mjere naprave pouzdane.
Pitanje 2 od 3
Zašto se ishodište koordinatnog sustava stanice postavlja prije uvoza modela?
Promjena ishodišta traži pomicanje svih elemenata, a time se gube naučene točke.
Pitanje 3 od 3
Koja postavka nema posljedica ako se promijeni nakon izrade stanice?
Naziv i boja ne ulaze u proračun položaja, pa se mijenjaju bez posljedica.
Odgovoreno 0 od 3.