Preskoči na sadržaj
FORTRONIQ

MODUL 4 · PROGRAMSKI ALATI U INDUSTRIJSKOJ ROBOTICI

Nastavna jedinica 4.8

Izrada programa za rukovanje predmetima rada

Uzimanje i odlaganje predmeta najčešći je posao industrijskog robota i najbolji primjer na kojem se vidi razlika između programa koji radi i programa koji izdrži smjenu. Razlika nije u putanji nego u onome što program čini kada predmeta nema, kada prihvatnica ne potvrdi zahvat i kada stroj kasni.

Moći ću:
  • razložiti ciklus rukovanja na prilaz, zahvat, prijenos i odlaganje
  • napisati upravljanje prihvatnicom s potvrdom stanja
  • ugraditi provjeru prisutnosti predmeta prije i poslije zahvata
  • obraditi slučaj u kojem predmeta nema i slučaj izgubljenog predmeta
  • izmjeriti i raščlaniti vrijeme ciklusa rukovanja
  • procijeniti trajanje ciklusa uzimanja i odlaganja iz njegovih dijelova

Ustroj ciklusa rukovanja

Ciklus rukovanja u ćeliji ZR-1 ima stalan oblik. Robot čeka u sigurnosnom položaju, provjeri je li sirovac na mjestu ulaganja, uzme ga, pričeka da glodalica otvori vrata, izvadi obrađenu prirubnicu, uloži sirovac, zatvori vrata, pokrene obradu i za to vrijeme obrađeni komad odloži na paletu. Taj raspored nije slučajan: dok stroj radi svojih 96 sekundi, robot ima vremena obaviti sve ostalo.

KorakRadnjaTrajanje u ćeliji ZR-1
1provjera prisutnosti sirovca0,2 s
2prilaz i zahvat sirovca4,5 s
3čekanje otvaranja vrata strojaovisno o stroju
4izuzimanje obrađene prirubnice6,0 s
5ulaganje sirovca u napravu5,5 s
6izlazak i pokretanje obrade3,0 s
7odlaganje gotovog komada na paletu8,0 s
8povratak u sigurnosni položaj2,5 s

Zbroj robotskih koraka iznosi oko 30 sekundi, što je znatno manje od takta stroja od 96 sekundi. Ta razlika je rezerva koja robotu dopušta i da posluži drugi stroj i da obavi mjerenje ili odlaganje škarta bez utjecaja na proizvodnost ćelije.

Prilazne točke i zahvat

Svaki zahvat ima tri točke: prilaznu iznad predmeta, točku zahvata i odlaznu, koja je najčešće ista kao prilazna. Prilaz i odlazak izvode se pravocrtno kako bi se znalo kuda alat prolazi, a razmak od 100 do 200 mm bira se tako da prsti prihvatnice slobodno prolaze iznad naprave.

Prihvatnica se ne zatvara naredbom pa odmah dalje. Nakon naredbe slijedi čekanje na potvrdu: ili na signal senzora u prihvatnici, ili, ako senzora nema, na isteklo vrijeme dovoljno da pneumatski cilindar odradi hod. Prvo je bolje, jer daje stvarnu informaciju; drugo je prihvatljivo samo kod jednostavnih zahvata.

PROC UzmiSirovac()
    IF DInput(diPredmetUNapravi) = 0 THEN
        TPWrite "Nema sirovca na mjestu ulaganja.";
        RETURN;
    ENDIF
    MoveJ Offs(pUlaganje, 0, 0, 150), v800, z30, tPrihvat;
    MoveL pUlaganje, v150, fine, tPrihvat;
    SetDO doPrihvatZatvori, 1;
    WaitDI diPrihvatZatvoren, 1 \MaxTime := 2 \TimeFlag := istek;
    IF istek THEN
        TPWrite "Prihvatnica nije potvrdila zahvat.";
        Stop;
    ENDIF
    MoveL Offs(pUlaganje, 0, 0, 150), v300, z30, tPrihvat;
ENDPROC

Zapamtite

Svako čekanje na signal dobiva najdulje dopušteno vrijeme i granu za slučaj isteka. Čekanje bez granice pretvara sitnu smetnju u zastoj smjene.

Provjera prisutnosti i slučaj bez predmeta

Provjera prisutnosti radi se dvaput. Prije zahvata pita se je li predmet ondje gdje se očekuje; ako nije, robot ne kreće. Poslije zahvata pita se drži li prihvatnica predmet; ako ne drži, robot ga je izgubio i cijeli ciklus treba prekinuti prije nego što alat uđe u stroj prazan.

Reakcija na slučaj bez predmeta ovisi o tome što se u ćeliji doista događa. Ako sirovce donosi operater, razumno je čekati uz poruku. Ako ih donosi transporter, razumno je zatražiti pomak trake i pokušati ponovno. Ako se predmet izgubio u prijenosu, robot mora u sigurnosni položaj i tražiti zahvat čovjeka, jer ne zna gdje je komad pao.

SituacijaKako se otkrivaRazumna reakcija
Nema sirovca na ulaganjusenzor prisutnosti prije zahvataporuka i čekanje uz nadzor vremena
Prihvatnica nije zatvorilaizostanak signala u zadanom vremenuzaustavljanje i poruka o kvaru prihvatnice
Predmet ispao u prijenosugubitak signala tijekom gibanjaprekid ciklusa, povratak u sigurnosni položaj, poziv operatera
Stroj ne otvara vrataistek vremena čekanjaporuka s oznakom stroja, robot ostaje izvan prostora obrade
Paleta punabrojač dosegnuo 48signal PLC-u i čekanje zamjene palete
Koliko traje ciklus uzimanja i odlaganja?Računski prikaz

Ciklus se sastavlja iz dijelova: prijelaza kroz slobodan prostor, sporih prilaza, vremena prihvatnice i čekanja. Rezultat se uspoređuje s taktom stroja od 96 sekundi u ćeliji ZR-1.

Ciklus robota—s
Rezerva do takta 96 s—s
Udio u taktu—%

Mjerenje vremena ciklusa

Vrijeme ciklusa ne mjeri se štopericom nego u programu. Na početku ciklusa pokrene se brojač vremena, na kraju se očita i zapiše. Time se dobiva niz vrijednosti iz kojega se vidi i prosjek i rasipanje, a rasipanje je zanimljivije: ako ciklusi traju 30 s, a povremeno 45 s, negdje postoji čekanje koje se ne događa svaki put.

Za skraćivanje ciklusa korisno je izmjeriti dijelove odvojeno. Uobičajena raspodjela je da polovica vremena otpada na gibanja kroz slobodan prostor, četvrtina na spore prilaze i zahvate, a ostatak na čekanja. Prvo se uklanjaju nepotrebna točna zaustavljanja i predugi prilazi, pa tek onda povećavaju brzine.

takt 96 s ulazak u stroj 12 s izmjena 18 s izlaz iz stroja 8 s nosi na paletu 18 s odlaganje 8 s povratak 10 s čekanje 22 s 0 20 40 60 80 100 Rad robota 74 s, takt stroja 96 s, rezerva 22 s.
Slika 4.8 — Vremenska crta jednog ciklusa ćelije ZR-1 u odnosu na takt stroja od 96 sekundi.

Mjerene vrijednosti vraćaju se u model. Ako simulacija daje 28 s, a stroj 34 s, razlika pokazuje koliko model ne poznaje stvarnost — najčešće su to čekanja na potvrde, koja se u modelu odvijaju trenutačno.

Provjera programa prije prijenosa

Prije nego što program ode na stroj, u simulaciji se prolazi kratak popis. Prolazi li putanja kroz vrata stroja samo dok su otvorena. Vraća li se robot u sigurnosni položaj na svakom izlazu iz potprograma. Ima li svako čekanje vremensku granicu. Postoji li grana za slučaj bez predmeta. Je li brojač palete trajan. Je li signal o punoj paleti postavljen prije, a ne poslije zadnjeg odlaganja.

Taj popis nije formalnost. Svaka njegova stavka odgovara jednoj vrsti zastoja koji se u pogonu pojavljuje redovito, i jeftinije ga je spriječiti u modelu nego objasniti u smjeni.

Ključni pojmovi

PojamZnačenje
Prilazna točkaTočka iznad predmeta iz koje alat prilazi okomito i pravocrtno.
Potvrda zahvataSignal koji potvrđuje da je prihvatnica zatvorena i da drži predmet.
Provjera prisutnostiOčitanje senzora kojim se utvrđuje je li predmet na očekivanom mjestu.
Nadzor vremenaNajdulje dopušteno trajanje čekanja uz granu za slučaj isteka.
Vrijeme ciklusaTrajanje jednog prolaza programa za jedan komad.
Rezerva u taktuRazlika između takta stroja i vremena koje robot doista troši.

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.

Pitanje 1 od 3

Zašto se prisutnost predmeta provjerava i nakon zahvata?

Ako je predmet ispao, robot ne smije nastaviti ciklus s praznom prihvatnicom.

Pitanje 2 od 3

Što mora pratiti svaku naredbu čekanja na signal?

Bez vremenske granice ćelija stoji neograničeno i bez poruke o uzroku.

Pitanje 3 od 3

U ćeliji ZR-1 robot troši oko 30 s po komadu, a takt stroja je 96 s. To znači:

Robot je znatno brži od takta stroja, pa rezerva ostaje neiskorištena.

Odgovoreno 0 od 3.