Virtualna robotska stanica

Virtualna stanica je model ćelije u kojem se sve može premjestiti bez dizalice i bez zaustavljanja proizvodnje. Njezina vrijednost ovisi o jednom jedinom svojstvu: koliko vjerno odgovara stvarnosti. Model koji je lijep, a netočno razmješten, gori je od skice na papiru.

Moći ću:

popisati elemente virtualne robotske stanice i njihovu ulogu
odrediti potrebnu razinu detalja modela za pojedini element
razmjestiti elemente stanice prema tehničkoj dokumentaciji ćelije
postaviti robota tako da su stroj i cijela paleta unutar iskoristivog dosega
provjeriti međusobni odnos elemenata u pogledu funkcionalnosti i prolaza
sastaviti popis provjera koje stanica mora proći prije programiranja

Elementi stanice

Stanica se sastavlja od elemenata koji u stvarnoj ćeliji imaju svoju ulogu. Svaki element nosi svoj koordinatni sustav i svoj položaj u prostoru, a neki i vlastito gibanje. Za ovaj projekt potrebno je sedam skupina elemenata.

Tablica 5.3.1 — elementi virtualne stanice
Element	Uloga u ćeliji	Izvor modela
Robot	šestoosna ruka, doseg 1400 mm, nosivost 10 kg	knjižnica simulacijskog paketa
Postolje robota	podiže bazu za 400 mm	vlastiti model prema crtežu
CNC tokarilica	obris stroja, vrata, stezna glava	pojednostavljeni model prema gabaritu
Prihvatnica	dvoprsta paralelna, masa 3,2 kg	model proizvođača ili vlastiti
Paleta i naprava	800 × 600 mm s graničnicima	vlastiti model
Spremnik kartona	stup s kartonima, gornji karton na stalnoj visini	vlastiti model
Zaštitna ograda	obris ograde, vrata i prolaz operatera	vlastiti model

Uz elemente koji se vide, stanica nosi i ono što se ne vidi: alatni koordinatni sustav prihvatnice, korisnički koordinatni sustav palete, definiciju tereta i popis ulaza i izlaza. Ti podaci nisu geometrija, ali bez njih model ne može izvesti ispravno gibanje.

Razina detalja modela

Čest je početnički propust učitati potpuni konstrukcijski model stroja sa svakim vijkom. Takav model usporava prikaz, produljuje provjeru sudara i ne donosi ništa. Razina detalja bira se prema tome čemu element služi u simulaciji.

Tablica 5.3.2 — razina detalja po elementima
Element	Potrebna razina detalja	Obrazloženje
Robot	potpuna kinematika proizvođača	o njoj ovise doseg, brzine i vrijeme ciklusa
Prihvatnica	točan obris i točan TCP	obris ulazi u provjeru sudara, TCP u sve točke
Vrata i stezna glava stroja	točan obris otvora i glave	kroz njih robot ulazi i izlazi
Obris stroja	gabaritni kvadar	dovoljan za provjeru prolaza i sudara
Paleta i obraci	točne dimenzije i koraci	određuju položaj svih 60 pozicija
Ograda i rasvjeta	ravnine i stupovi	dovoljno za provjeru slobodne visine

Pravilo je jednostavno: detaljno se modelira ono s čime robot može doći u dodir ili ono što određuje neku koordinatu. Sve ostalo dobiva gabaritni obris. Time se model zadržava dovoljno brzim da se provjera sudara može pokretati često, a ne samo jednom na kraju.

Zapamtite

Model je alat, ne izložbeni predmet. Vjernost se traži ondje gdje utječe na gibanje i na koordinate, a ne ondje gdje samo izgleda dobro.

Prostorni razmještaj prema dokumentaciji

Razmještaj se ne slaže na oko. Svaki se element postavlja upisivanjem koordinata očitanih iz tlocrta ćelije, a ne povlačenjem mišem. Ishodište modela poklapa se s ishodištem baznog sustava robota, koje leži u sredini prirubnice postolja, na visini 400 mm od poda.

Tablica 5.3.3 — koordinate elemenata u baznom sustavu robota
Element	X (mm)	Y (mm)	Z (mm)	Zakret oko Z
Baza robota	0	0	0	0°
Točka izuzimanja u steznoj glavi	980	-120	650	—
Ravnina vrata stroja	760	-120	—	0°
Ishodište palete (pozicija 1, sloj 1)	-420	700	-253	0°
Spremnik kartona	-780	260	-100	0°
Vrata ograde za operatera	-1500	1400	—	90°

Visina ishodišta palete negativna je jer se paleta nalazi na podu, a bazni sustav robota podignut je postoljem. Podloga palete visoka je 144 mm, pa prva ravnina odlaganja leži na −256 mm u odnosu na bazu robota, a nakon dodavanja kartona debljine 3 mm na −253 mm. Ta se brojka kasnije provjerava kalibracijom korisničkog sustava.

Slika 5.3 — Tlocrt i bokocrt stanice: ishodište baznog sustava leži u prirubnici postolja, a sve kote mjere se od njega.

Međusobni odnos elemenata i provjera dosega

Kada su elementi razmješteni, provjerava se ono zbog čega se model i radi: dohvaća li robot sve što mora i može li se kretati između njih bez zapreke. Provjera ima tri koraka.

Doseg u najdaljoj točki. Najdalja pozicija na paleti je ugao suprotan robotu. Iz koordinata slijedi udaljenost od osi prvog zgloba od 1245 mm, što je unutar iskoristivih 1260 mm.
Doseg u najbližoj točki. Pozicija najbliža robotu ne smije biti preblizu, jer robot tada radi s jako savijenom rukom i može doći u sukob sa samim sobom. Najbliža pozicija udaljena je 815 mm.
Prolaz između stroja i palete. Prijelazna putanja mora prolaziti iznad ograde naprave palete i ispod nosača rasvjete na 2800 mm.

Provjera dosega u virtualnoj staniciRačunski prikaz

Upišite udaljenost do točke izuzimanja i do najdaljeg ugla palete te pogledajte koliko se iskorištava doseg robota. Iskoristivim se smatra dio dosega do zadanog postotka nazivne vrijednosti.

Nazivni doseg robota1400 mm

Iskoristivi udio dosega90%

Udaljenost do stroja988 mm

Udaljenost do najdaljeg ugla palete1245 mm

Iskoristivi doseg—mm

Iskorištenje do stroja—%

Iskorištenje do palete—%

Ako neka od provjera ne prođe, mijenja se razmještaj, a ne program. Pomicanje palete za 150 mm prema robotu u modelu traje nekoliko sekundi; u stvarnoj ćeliji, nakon što je naprava pričvršćena u pod, traje pola dana.

Provjera prije programiranja

Prije nego što se u stanici napiše prva naredba gibanja, prolazi se popis provjera. Svaka stavka koja ne prođe znači povratak na razmještaj ili na model.

Tablica 5.3.4 — popis provjera virtualne stanice
Provjera	Kriterij	Nalaz
Ishodište modela	poklapa se s bazom robota	u redu
Doseg svih 60 pozicija	najviše 1260 mm	najdalja 1245 mm
Doseg točke izuzimanja	unutar iskoristivog dosega	988 mm
Teret na prirubnici	najviše 10 kg	4,1 kg
Slobodna visina prijelaza	ispod 2800 mm	najviša točka 1980 mm
Prolaz kroz vrata stroja	prihvatnica uža od 700 mm	širina 320 mm
Pristup operatera	paleta dostupna s vrata ograde	u redu

Pažnja

Teret od 4,1 kg naizgled je daleko od nosivosti od 10 kg. Nosivost, međutim, ovisi i o položaju težišta. Prihvatnica s obratkom ima težište oko 165 mm od prirubnice, pa se dopuštena masa smanjuje. Provjera u dijagramu nosivosti provodi se i kada se čini da je rezerva velika.

Stanica koja je prošla sve provjere spremna je za kalibraciju koordinatnih sustava. Bez nje točke naučene u modelu nemaju vezu sa stvarnim strojem, pa cijeli model ostaje samo slika.

Ključni pojmovi

Pojam	Značenje
Virtualna stanica	Model ćelije s robotom, strojem, alatom i napravama razmještenima prema dokumentaciji.
Razina detalja	Odluka o tome koliko se vjerno modelira pojedini element, prema njegovoj ulozi u simulaciji.
Gabaritni obris	Pojednostavljeni model koji zadržava vanjske mjere, a ispušta unutarnje pojedinosti.
Ishodište modela	Točka u kojoj se poklapaju koordinatni sustav modela i bazni sustav robota.
Iskoristivi doseg	Dio radnog prostora u kojem robot radi mirno; ovdje 90 % od 1400 mm.
Teret na prirubnici	Zbroj mase alata i obratka, s položajem zajedničkog težišta.

Provjeri se

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

Pitanje 1 od 3

Elementi virtualne stanice postavljaju se:

Položaji se upisuju brojčano; samo tako model odgovara stvarnoj ćeliji.

Pitanje 2 od 3

Zašto se CNC stroj u modelu prikazuje gabaritnim obrisom?

Detaljno se modelira samo ono s čime robot dolazi u dodir ili što određuje koordinatu.

Pitanje 3 od 3

Najdalja pozicija na paleti udaljena je 1245 mm, a robot ima doseg 1400 mm. Uz iskoristivih 90 % dosega:

Devedeset posto od 1400 mm iznosi 1260 mm, pa do granice ostaje 15 mm.

Odgovoreno 0 od 3.