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.
- 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.
| Korak | Radnja | Trajanje u ćeliji ZR-1 |
|---|---|---|
| 1 | provjera prisutnosti sirovca | 0,2 s |
| 2 | prilaz i zahvat sirovca | 4,5 s |
| 3 | čekanje otvaranja vrata stroja | ovisno o stroju |
| 4 | izuzimanje obrađene prirubnice | 6,0 s |
| 5 | ulaganje sirovca u napravu | 5,5 s |
| 6 | izlazak i pokretanje obrade | 3,0 s |
| 7 | odlaganje gotovog komada na paletu | 8,0 s |
| 8 | povratak u sigurnosni položaj | 2,5 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;
ENDPROCZapamtite
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.
| Situacija | Kako se otkriva | Razumna reakcija |
|---|---|---|
| Nema sirovca na ulaganju | senzor prisutnosti prije zahvata | poruka i čekanje uz nadzor vremena |
| Prihvatnica nije zatvorila | izostanak signala u zadanom vremenu | zaustavljanje i poruka o kvaru prihvatnice |
| Predmet ispao u prijenosu | gubitak signala tijekom gibanja | prekid ciklusa, povratak u sigurnosni položaj, poziv operatera |
| Stroj ne otvara vrata | istek vremena čekanja | poruka s oznakom stroja, robot ostaje izvan prostora obrade |
| Paleta puna | brojač dosegnuo 48 | signal PLC-u i čekanje zamjene palete |
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.
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.
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
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Prilazna točka | Točka iznad predmeta iz koje alat prilazi okomito i pravocrtno. |
| Potvrda zahvata | Signal koji potvrđuje da je prihvatnica zatvorena i da drži predmet. |
| Provjera prisutnosti | Očitanje senzora kojim se utvrđuje je li predmet na očekivanom mjestu. |
| Nadzor vremena | Najdulje dopušteno trajanje čekanja uz granu za slučaj isteka. |
| Vrijeme ciklusa | Trajanje jednog prolaza programa za jedan komad. |
| Rezerva u taktu | Razlika 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.