OSNOVE PROGRAMIRANJA INDUSTRIJSKIH ROBOTSKIH SUSTAVA
Modul 5
Projektni zadatak: paletizacija s CNC stroja
Završni modul spaja sve prethodno u jedan zadatak koji se vodi kao mali projekt: od definiranja radnog zadatka i pripadne dokumentacije, preko izrade virtualne stanice, kalibracije koordinatnih sustava i analize gibanja, do provjerene simulacije paletizacije, prijenosa programa na stvarnu ćeliju i puštanja sustava u rad.
- Preoblikovati predložak koda za specifičan zadatak potreban u konkretnom rješavanju
- Izraditi projektni zadatak simulacije i programiranja virtualnog robota za izuzimanje i paletizaciju pozicija s CNC stroja
- definirati radni zadatak i izraditi dokumentaciju s dijagramom toka programa
- postaviti elemente virtualne robotske stanice prema tehničkoj dokumentaciji
- kalibrirati koordinatni sustav alata i korisnički koordinatni sustav te ispitati točnost kalibracije
- prikazati i protumačiti putanje i trajektorije gibanja te analizirati izvršena gibanja
- provesti simulaciju i validaciju procesa paletizacije i očitati vrijeme ciklusa
- prenijeti program na stvarnu robotsku ćeliju, ispitati ga i pustiti sustav u rad
O modulu
Posljednji modul ne uvodi novo gradivo nego traži da se sve dosad naučeno primijeni na jednom jedinom zadatku. CNC tokarilica svakih 52 sekunde izbacuje obradak — prsten vanjskog promjera 80 mm, visine 25 mm i mase 0,9 kg. Šestoosni robot nosivosti 10 kg i dosega 1400 mm mora ga izuzeti iz stroja i složiti na paletu 800 × 600 mm, u mrežu 5 × 4 pozicije po sloju, u tri sloja, s kartonom između slojeva. Ukupno 60 pozicija po paleti.
Zadatak se vodi kao mali projekt. Najprije se pišu ulazni podaci, ograničenja i mjerila uspjeha, zatim dokumentacija s dijagramom toka, popisom točaka i popisom ulaza i izlaza. Slijedi izrada virtualne stanice prema tehničkoj dokumentaciji, kalibracija koordinatnog sustava alata i korisničkog sustava te prikaz i analiza putanja. Tek kada simulacija pokaže da je ciklus izvediv, program prelazi na stvarnu ćeliju.
Modul završava onim dijelom posla koji se u nastavi najčešće preskoči, a u pogonu se najviše pamti: usklađivanjem virtualnih i stvarnih koordinatnih sustava, ispitivanjem smanjenom brzinom, provjerom sigurnosnih funkcija, probnim ciklusima, predajom dokumentacije i praćenjem sustava u prvim satima proizvodnje. Brojevi navedeni u prvoj jedinici prate se dosljedno do posljednje.
Nastavne jedinice
- Otvori
5.1
Definiranje radnog zadatka
Što se paletizira, kojim redoslijedom, u koliko slojeva i uz koje vrijeme ciklusa. Ulazni podaci, ograničenja ćelije i mjerila prema kojima će se gotovo rješenje ocjenjivati.
- Otvori
5.2
Dokumentacija kod industrijskih robota
Dokumentiranje radnog zadatka, dijagrama toka programa i programskog koda. Zašto se svaka izmjena bilježi i kako dokumentacija olakšava kasnije preoblikovanje predloška koda.
- Otvori
5.3
Virtualna robotska stanica
Elementi stanice i njihov odabir, dizajn i oblikovanje stanice, prostorni razmještaj prema tehničkoj dokumentaciji te međusobni odnos elemenata u smislu funkcionalnosti i dosega.
- Otvori
5.4
Kalibracija koordinatnih sustava robota
Kalibracija koordinatnog sustava alata i korisničkog koordinatnog sustava u simulaciji i na stvarnom robotu, provjera točnosti kalibracije i ispravan odabir smjera osi alata.
- Otvori
5.5
Vizualizacija putanja i trajektorija gibanja robota
Prikaz putanje vrha alata, razlikovanje zadane i stvarno izvedene trajektorije te otkrivanje sudara, nedostižnih točaka i nepotrebnih zaobilazaka.
- Otvori
5.6
Analiza izvršenih gibanja robota
Očitavanje vremena ciklusa, brzina i ubrzanja, prepoznavanje uskih grla i skraćivanje ciklusa izmjenom zona zaobljenja, redoslijeda točaka i parametara gibanja.
- Otvori
5.7
Simulacija i validacija procesa paletizacije
Potpun ciklus u simulaciji: izuzimanje pozicije s CNC stroja, prijenos, slaganje u slojeve i povratak. Provjera dosega, sudara i redoslijeda prije prijenosa na stroj.
- Otvori
5.8
Programiranje i testiranje na realnoj robotskoj ćeliji
Prijenos programa na upravljački sustav, usklađivanje virtualnih i stvarnih koordinatnih sustava, ispitivanje smanjenom brzinom i ispravak odstupanja utvrđenih na stroju.
- Otvori
5.9
Puštanje sustava u rad
Provjera sigurnosnih funkcija i zaštitne ograde, probni ciklusi, predaja dokumentacije i upute operateru te praćenje sustava u prvim satima proizvodnje.
Ključni pojmovi modula
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Radni zadatak | Pisani opis onoga što ćelija mora raditi: ulazni podaci, ograničenja, mjerila uspjeha i popis pretpostavki na kojima rješenje počiva. |
| Takt stroja | Vrijeme između dva uzastopna gotova obratka na CNC stroju; u ovom projektu iznosi 52 s. |
| Vrijeme ciklusa robota | Vrijeme od preuzimanja jednog obratka do povratka robota u položaj spreman za preuzimanje sljedećeg. |
| Dijagram toka programa | Grafički prikaz redoslijeda koraka programa sa simbolima za početak, radnju, odluku i kraj. |
| Popis točaka | Tablica svih naučenih točaka programa s imenom, opisom, koordinatnim sustavom i načinom nastanka. |
| Virtualna robotska stanica | Model ćelije u simulacijskom paketu s robotom, strojem, paletom, alatom i zaštitnom ogradom razmještenima prema tehničkoj dokumentaciji. |
| Koordinatni sustav alata | Sustav vezan uz vrh alata; njegovo ishodište je TCP, a smjerovi osi određuju kako se tumače pravocrtna gibanja i zakreti. |
| Korisnički koordinatni sustav | Sustav vezan uz radni predmet ili napravu, ovdje uz paletu; pomicanjem njegova ishodišta pomiče se cijeli slog pozicija. |
| Zona zaobljenja | Područje oko točke unutar kojega robot ne zaustavlja gibanje nego prelazi na sljedeći segment putanje. |
| Trajektorija | Putanja zajedno s vremenskim tijekom gibanja; pokazuje ne samo kuda robot ide nego i kojom brzinom i s kojim ubrzanjem. |
| Validacija | Provjera da simulirano rješenje zadovoljava sva mjerila iz radnog zadatka, provedena prije prijenosa programa na stvarnu ćeliju. |
| Primopredajni zapisnik | Dokument kojim se ćelija službeno predaje korisniku, s popisom provedenih provjera, izmjerenih vrijednosti i predane dokumentacije. |