Robootika aruanne (0)

SISUKORD

1. SISSEJUHATUS 3
2. LABORATOORSED TÖÖD 4
2. 1. Distribution Station 4
2.1.1. Eesmärk 4
2.1.2. Eskiis 4
2.1.3. Seadme töökirjeldus 4
2.1.4. Funktsionaal plokkskeem 5
2.1.5. Tegevuskava 6
2.1.6. Algoritm 9
2.2. Isamasin 13
2.2.1. Eesmärk 13
2.2.2. Eskiis 13
2.2.3. Seadme töökirjeldus 13
2.2.5. Tegevuskava 13
2.2.6. Algoritm 16
2.3. Mitsubishi RV-2AJ 22
2.3.1. Eesmärk 22
2.3.2. Eskiis 22
2.3.3. Seadme töökirjeldus 22
2.3.4. Funktsionaal plokkskeem 23
2.3.5. Tegevuskava 24
2.3.6. Algoritm 26
2.4. KUKA 31
2.4.1. Eesmärk 31
2.4.2. Eskiis 31
2.4.3. Seadme töökirjeldus 31
2.4.5. Algoritm 33
3. Ülevaate kasutatud keskkondadest 35
3.1. CIROS Mechatronics 35
3.2. CIROS Robotics 37
3.3. sPlan 6.0 38
3.4. COSIMIR INDUSTRIAL 39
3.5. SIMATIC 42
KOKKUVÕTE 46

1. SISSEJUHATUS

Antud aine eesmärk on robotitehnika tutvustamine kuni erinevate robotite programmeerimiseni. Kursuse käigus tegeletakse robotitehnika teooria omandamisega ning praktilise tööga. Praktiliste tööde käigus tutvustatakse erinevate robotite olemust, nende võimalusi ning nende programmeerimiseks kasutatavaid erinevaid keskkondi ja testimiseks simulaatoreid. Lisaks eelnevale on aine eesmärgiks ka robotitega seonduvate esinevate probleemidega tutvumine ning omandada kogemusi nende lahendamisel.

2. LABORATOORSED TÖÖD

2. 1. Distribution Station

2.1.1. Eesmärk

Seadme programmeerimine vastavalt seadme töökirjeldusele ning koostatud tegevuskavale. Robotmooduliga, Siemensi kontrolleri programmeerimiskeelega RTL ning SIMATIC tarkvaraga tutvumine.

2.1.2. Eskiis

Joonis 1. Seadme Distribution Station eskiis

2.1.3. Seadme töökirjeldus

Masina sisselülitamisel ei ole manipulaatori käpa asend teada, kõik ajamid seisavad ja RESET indikaator on süttinud. Indikaatorid annavad seadme operaatorile juhiseid. Reset indikaator viitab sellele, et jätkamiseks tuleb vajutada RESET nuppu. Pärast RESET nupu vajutamist selle indikaator kustub ning manipulaatori käpp liigub algasendisse, milleks on käpa kõige vasakpoolseim asend. Süttib START nupu indikaator. START nuppu vajutades liigub käpp kõige parempoolseimasse asendisse ja detail lükkatakse etteandesilindri mõjul käpa vasakpoolseimasse asendisse nii, et käpp saab selle haarata olles vasakpoolseimas asendis. Seejärel liigub manipulaatori käpp vasakpoolseimasse asendisse ja haarab detaili ning käpp liigub kõige vasakpoolseimasse asendisse, kus detail vabastatakse. Seejärel käpp liigub uue detaili järgi, kui seade töötab AUTO režiimis ning kui seade on MANUAL režiimis, siis jääb ta paremapoolsesse asendisse ning START indikaator süttib.

2.1.4. Funktsionaal plokkskeem

Joonis 2. Seadme Distribution Station funktsionaalne plokkskeem [1]

2.1.5. Tegevuskava

Joonis 3. Seadme Distribution Station programmeerimise tegevuskava

2.1.6. Algoritm

Vastavalt ülaltoodud tegevuskava järgi sai koostatud järgnev algoritm programmis Simatic S7. [2]
OB1
Network : 1 S1 to S2
Kui S1 ja reset vajutatud siis kustub reset nupp , manipulaatori käpp liigub
vasakule ja siire programmilõiku S2
A "S1" M0.0
A "RESET" I1.3 -- Reset
R "S1" M0.0
R "IND_RES" Q1.1 -- Reset indikaator
S "3M1" Q0.3 -- manip käpp vasakule
R "3M2" Q0.4 -- manip käpp paremale
S "S2" M0.1
Network: 2 S2 to S3
Kui s2 ja manipulaatori käpp on vasakulsiis manipulaatori käpp seisata,
indikaator start süttib ja läheme S3-e
A "S2" M0.1
A "3B1" I0.4 -- manip käpp vasakul
R "S2" M0.1
R "3M1" Q0.3 -- manip käpp vasakule
R "3M2" Q0.4 -- manip käpp paremale
S "IND_START" Q1.0 -- Start indikaator
S "S3" M0.2
Network: 3 S3 to S4
Kui s3 ja start vajutatud siis indikaator start kustub ja liigume S4
A "S3" M0.2
A "START" I1.0 -- Start nupp
R "S3" M0.2
R "IND_START" Q1.0 -- Start indikaator
S "S4" M0.3
Network: 4 S4 to S5
Kui S4 ja detailipäring siis manipulaator paremale ja lõpuks S5
A "S4" M0.3
A "IP . FI" I0.7 -- Detaili päring
R "S4" M0.3
R "3M1" Q0.3 -- manip käpp vasakule
S "3M2" Q0.4 -- manip käpp paremale
S "S5" M0.4
Network: 5 S5 to S6
Kui S5 ja manipulaatori käpp paremal siis käpp seisata ja liigume S6
A "S5" M0.4
A "3B2" I0.5 -- manip käpp paremal
R "S5" M0.4
R "3M2" Q0.4 -- manip käpp paremale
S "S6" M0.5
Network: 6 S6 to S7
kui S6 ja magazinis pole detaile siis Indikaator Q1=1 , indikaator start=1.
A "S6" M0.5
A "3B4" I0.6 -- magazin tühi
S "IND_Q1" Q1.2 -- Magazin tühi
S "IND_START" Q1.0 -- Start indikaator
R "S6" M0.5
S "S7" M0.6
Network: 7 S6 to S8
Kui s6 ja ei ole tühi siis s8
A "S6" M0.5
AN "3B4" I0.6 -- magazin tühi
R "S6" M0.5
S "S8" M0.7
Network: 8 S7 to S8
Kui s7 ja magasin ei ole tühi ja start on vajutatud siis läheme edasi S8
A "S7" M0.6
AN "3B4" I0.6 -- magazin tühi
A "START" I1.0 -- Start nupp
R "S7" M0.6
R "IND_Q1" Q1.2 -- Magazin tühi
R "IND_START" Q1.0 -- Start indikaator
S "S8" M0.7
Network: 9 S8 to s9
A "S8" M0.7
R "S8" M0.7
S "1M1" Q0.0 -- Detaili etteandmine
S "S9" M1.0
Network: 10 S6 to S9
A "S6" M0.5
R "S6" M0.5
S "1M1" Q0.0 -- Detaili etteandmine
S "S9" M1.0
Network: 11 s9 to s10
Kui s9 ja detail ette antud siis edasi. manipulaatori käpp paremale.s10
A "S9" M1.0
A "1B1" I0.2 -- Etteande silkolb detaili etteandmine
S "3M1" Q0.3 -- manip käpp vasakule
R "3M2" Q0.4 -- manip käpp paremale
R "S9" M1.0
R "1M1" Q0.0 -- Detaili etteandmine
S "S10" M1.1
Network: 12 S10 to s11
Kui s10 ja manipulaatori käpp on vasakul, siis detaili haaaramine ja S11.
A "S10" M1.1
A "3B1" I0.4 -- manip käpp vasakul
R "3M1" Q0.3 -- manip käpp vasakule
R "1M1" Q0.0 -- Detaili etteandmine
R "2M2" Q0.2 -- Detaili eemaldamine sisse lülitatud
S "2M1" Q0.1 -- Vaakumpumba sisse lülitamine
R "S10" M1.1
S "S11" M1.2
Network: 13 S11 to s12
Kui s11 ja detail haaratud siis detaili etteandmise lõpp ja manipulaator liigub
paremale. Siis S12
A "S11" M1.2
A "2B1" I0.3 -- Detail haaratud
R "S11" M1.2
R "1M1" Q0.0 -- Detaili etteandmine
R "2M1" Q0.1 -- Vaakumpumba sisse lülitamine
S "3M2" Q0.4 -- manip käpp paremale
S "S12" M1.3
Network: 14 S12 to S13
Kui s12 ja käpp paremal siis manip käpp seisma, detail vabastada ja S13
A "S12" M1.3
A "3B2" I0.5 -- manip käpp paremal
R "3M2" Q0.4 -- manip käpp paremale
R "S12" M1.3
R "2M1" Q0.1 -- Vaakumpumba sisse lülitamine
S "2M2" Q0.2 -- Detaili eemaldamine sisse lülitatud
S "S13" M1.4
Network: 15 S13 to s14
Kui s13 ja detail vabastatud siis manip käpp liigub vasakule. Detaili
vabastamise lõpp ja liigume S14.
A "S13" M1.4
AN "2B1" I0.3 -- Detail haaratud
R "S13" M1.4
R "2M2" Q0.2 -- Detaili eemaldamine sisse lülitatud
S "3M1" Q0.3 -- manip käpp vasakule
S "S14" M1.5
Network: 16 S14 to S15
Kui manipulaatori käpp on vasakul siis käpp seisata. ja s15
A "S14" M1.5
A "3B1" I0.4 -- manip käpp vasakul
R "S14" M1.5
R "3M1" Q0.3 -- manip käpp vasakule
R "3M2" Q0.4 -- manip käpp paremale
S "S15" M1.6
Network: 17 S15 to S4
Kui Automaatne valitud siis s4
A "S15" M1.6
AN "AUT_MAN" I1.2 -- Automaatne_manuaalne
R "S15" M1.6
S "S4" M0.3
Network: 18 S15 to s3
Kui manuaalne, siis s3 tagasi
A "S15" M1.6
A "AUT_MAN" I1.2 -- Automaatne_manuaalne
R "S15" M1.6
A "IND_START" Q1.0 -- Start indikaator
S "S3" M0.2
Network: 19 Stop nupu vajutamine
Kui stop nupp vajutatud siis kõik väljundid nullida , ind reset süttib
AN "STOP" I1.1 -- Stop nupp
JNB _001
L 2
T QW 0
L W#16#100
T MW 0
_001: NOP 0
OB100
Network: 1
Kõik väljundid nullida ja S1=1 ind_reset=1
L 2
T QW 0
L W#16#100
T MW 0
Ülaltoodud 2 algoritmi laeti kontrollerisse Sišššemens C300 ning selleks konfigureeriti kontroller korrektse töö jaoks järgnevalt: Simatec tarkvaras avati vastav projekt, seadistati Hardware nii, et IO seadmed oleks aadressidel 0...1 ning laeti vastav programm kontrollerisse.

2.2. Isamasin

2.2.1. Eesmärk

Kasutades Siemens S7  300C kontrollerit programmeerida pneumoajamitega seade ISAMASIN.

2.2.2. Eskiis

Joonis 4. Seadme Isamasin eskiis

2.2.3. Seadme töökirjeldus

Seadme pingestamisel hakkab reset indikaator põlema.Reset nupu vajutamisega liigub algasendisse A ning reset indikaator kustub. Start indikaator läheb põlema. Start nupu vajutamisel kustub stardi indikaator ning liigub detaili kohale ja haarab detailist. Kui detail on haaratud siis liigub töötsooni, vabastab detaili ning liigub punkti C. Ootab punktis C kuni töötlus valmis ning liigub punkti B ja viib valmis toote punkti D. Ja siis liigub uuesti algusesse ja tsükkel kordub.
Stop indikaator läheb põlema siis kui on vajutatud Stop nuppu.Stop nupu vajutuse peale läheb ka reset nupp põlema .2.2.4. Funktsionaal plokkskeem

2.2.5. Tegevuskava

Joonis 5. Seadme Isamasin programmeerimise tegevuskava

2.2.6. Algoritm

Network: 1 AJAVIIDE1
AJAVIIDE1
A "AEG1_START" M10.0 -- AJAVIITE 1 KÄIVITAMINE
L S5T#100MS
SD "AJAVIIDE1" T0
Network: 2 AJAVIIDE2
AJAVIIDE2
A "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
L S5T#1S
SD "AJAVIIDE2" T1
Network: 3 STEP1=>STEP2
KUI STEP1=1 JA RESET ON VAJUTATUD SIIS MANIPULAATOR LIIGUB ÜLES JA SIIRE PR
LÕIKU STEP2
A "STEP1" M0.0
A "RESET" I0.3
R "STEP1" M0.0
R "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "STEP2" M0.1
Network: 4 STEP2=>STEP3
KUI STEP2=1 JA MANIPULAATORI KÄPP ON ÜLEVAL , SIIS KÄPP LIIGUB VÄLJA JA SIIRE PR
LÕIKU STEP3
A "STEP2" M0.1
A "MANIPYLEVAL" I1.0
R "STEP2" M0.1
R "MANIPSISSE" Q1.5 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTI POOLE
S "MANIPVALJA" Q1.4 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTIST EEMALE
S "STEP3" M0.2
Network: 5 STEP3=> STEP4
KUI STEP3=1 JA MANIPULAATORI KÄPP VÄLJAS, SIIS KÄPP LIIGUB VASAKULE JA SIIRE PR
LÕIKU STEP4
A "STEP3" M0.2
A "MANIPVALJAS" I1.5
R "STEP3" M0.2
R "MANIPPAREMALE" Q1.2 -- MANIPULAATOR KEERAB PAREMALE
S "MANIPVASAKULE" Q1.3 -- MANIPULAATOR KEERAB VASAKULE
S "STEP4" M0.3
Network: 6 STEP4=>STEP5
KUI STEP4=1 JA MANIPULAATORI KÄPP VASAKUL SIIS KÄPP PEATATDA, VAAKUM VÄLJA
START_IND=1,RESET_IND=0, SIIRE PR LÕIK STEP5
A "STEP4" M0.3
A "MANIPVASAKUL" I1.2
R "STEP4" M0.3
R "VAAKUM" Q1.6
R "RESET_IND" Q0.1
S "START_IND" Q0.0
S "STEP5" M0.4
Network: 7 STEP5=>STEP6
KUI STEP5=1 JA START NUPP ON VAJUTATUD,SIIS KÄPP LIIGUB SISSE JA SIIRE PR LÕIKU
STEP6
A "STEP5" M0.4
A "START" I0.0
R "STEP5" M0.4
R "START_IND" Q0.0
R "MANIPVALJA" Q1.4 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTIST EEMALE
S "MANIPSISSE" Q1.5 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTI POOLE
S "STEP6" M0.5
Network: 8 STEP6=> STEP7
KUI STEP6=1 JA KÄPP ON SEES SIIS KÄPP LIIGUB PAREMALE JA SIIRE PR LÕIKU STEP7
A "STEP6" M0.5
A "MANIPSEES" I1.4
R "STEP6" M0.5
R "MANIPVASAKULE" Q1.3 -- MANIPULAATOR KEERAB VASAKULE
S "MANIPPAREMALE" Q1.2 -- MANIPULAATOR KEERAB PAREMALE
S "STEP7" M0.6
Network: 9 STEP7=>STEP8
KUI STEP7=1 JA KÄPP ON PAREMAL, SIIS KÄPP LIIGUB ALLA JA SIIRE PR LÕIKU STEP8
A "STEP7" M0.6
A "MANIPPAREMAL" I1.3
R "STEP7" M0.6
R "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "STEP8" M0.7
Network: 10 STEP8=STEP9
KUI STEP8=1 JA MANIPULAATOR ON ALL, SIIS VAAKUMPUMP SISSE, AJAVIIDE KÄIVITADA
JA
SIIRE PR LÕIKU STEP9
A "STEP8" M0.7
A "MANIPALL" I1.1
R "STEP8" M0.7
S "VAAKUM" Q1.6
S "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
S "STEP9" M1.0
Network: 11 STEP9=>STEP10
KUI STEP9=1 JA AJAVIIDE ON LÄBI, SIIS AJAVIIDE PEATATADA, KÄPP LIIGUB ÜLES JA
SIIRE PR LÕIKU10
A "STEP9" M1.0
A "AJAVIIDE2" T1
R "STEP9" M1.0
R "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
R "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "STEP10" M1.1
Network: 12 STEP10=>STEP11
KUI STEP10=1 KÄPP ON ÜLEVAL, SIIS MANIPULAATOR LIIGUB VASAKULE, SIIRE PR LÕIKU
STEP11
A "STEP10" M1.1
A "MANIPYLEVAL" I1.0
R "STEP10" M1.1
R "MANIPPAREMALE" Q1.2 -- MANIPULAATOR KEERAB PAREMALE
S "MANIPVASAKULE" Q1.3 -- MANIPULAATOR KEERAB VASAKULE
S "STEP11" M1.2
Network: 13 STEP11=>STEP12
KUI STEP11=1 JA KÄPP ON VASAKUL, SIIS LIIGUB KÄPP VÄLJA JA SIIRE PR LÕIKU
STEP12
A "STEP11" M1.2
A "MANIPVASAKUL" I1.2
R "STEP11" M1.2
R "MANIPSISSE" Q1.5 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTI POOLE
S "MANIPVALJA" Q1.4 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTIST EEMALE
S "STEP12" M1.3
Network: 14 STEP12=>STEP13
KUI STEP12=1 JA KÄPP ON VÄLJAS SIIS LIIGUB MANIPULAATORI KÄPP ALLA JA SIIRE PR
LÕIKU STEP13
A "STEP12" M1.3
A "MANIPVALJAS" I1.5
R "STEP12" M1.3
R "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "STEP13" M1.4
Network: 15 STEP13=>STEP14
KUI STEP13=1 JA KÄPP ON ALL, SIIS VAAKUMPUMP VÄLJA,AJAVIIDE SISSE JA SIIRE PR
LÕIKU STEP14
A "STEP13" M1.4
A "MANIPALL" I1.1
R "STEP13" M1.4
R "VAAKUM" Q1.6
S "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
S "STEP14" M1.5
Network: 16 STEP14=>STEP15
KUI STEP14=1 JA AJAVIIDE LÄBI, SIIS KÄPP ÜLES, AJAVIIDE VÄLJA JA SIIRE PR LÕIKU
STEP15
A "STEP14" M1.5
A "AJAVIIDE2" T1
R "STEP14" M1.5
R "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
R "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "STEP15" M1.6
Network: 17 STEP15=>STEP16
KUI STEP15=1 JA KÄPP ON ÜLEVAL, SIIS KÄPP LIIGUB SISSE JA SIIRE PR LÕIKU STEP16
A "STEP15" M1.6
A "MANIPYLEVAL" I1.0
R "STEP15" M1.6
R "MANIPVALJA" Q1.4 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTIST EEMALE
S "MANIPSISSE" Q1.5 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTI POOLE
S "STEP16" M1.7
Network: 18 STEP16=>STEP17
KUI STEP16=1 JA KÄPP ON SEES, SIIS KÄPP LIIGUB ALLA JA SIIRE PR LÕIKU STEP17
A "STEP16" M1.7
A "MANIPSEES" I1.4
R "STEP16" M1.7
R "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "STEP17" M2.0
Network: 19 STEP17=>STEP18
KUI STEP17=1 JA MANIP ON ALL, SIIS VAAKUMPUMP SISSE, AJAVIIDE2 KÄIVITADA JA
SIIRE PR LÕIKU STEP18
A "STEP17" M2.0
A "MANIPALL" I1.1
R "STEP17" M2.0
S "VAAKUM" Q1.6
S "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
S "STEP18" M2.1
Network: 20 STEP18=>STEP19
KUI STEP18=1 JA AJAVIIDE2 LÄBI, SIIS AJAVIIDE VÄLJA, KÄPP ÜLES JA SIIRE PR
LÕIKU
STEP19
A "STEP18" M2.1
A "AJAVIIDE2" T1
R "STEP18" M2.1
R "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
R "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "STEP19" M2.2
Network: 21 STEP19=>STEP20
KUI STEP19=1 JA KÄPP ON ÜLEVAL, SIIS KÄPP LIIGUB PAREMALE JA SIIRE PR LÕIKU
STEP20
A "STEP19" M2.2
A "MANIPYLEVAL" I1.0
R "STEP19" M2.2
R "MANIPVASAKULE" Q1.3 -- MANIPULAATOR KEERAB VASAKULE
S "MANIPPAREMALE" Q1.2 -- MANIPULAATOR KEERAB PAREMALE
S "STEP20" M2.3
Network: 22 STEP20=>STEP21
KUI STEP20=1 JA KÄPP ON PAREMAL, SIIS KÄPP LIIGUB VÄLJA JA SIIRE PR LÕIKU
STEP21
A "STEP20" M2.3
A "MANIPPAREMAL" I1.3
R "STEP20" M2.3
R "MANIPSISSE" Q1.5 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTI POOLE
S "MANIPVALJA" Q1.4 -- IMINAPP LIIGUB KESKPUNKTIST EEMALE
S "STEP21" M2.4
Network: 23 STEP21=>STEP22
KUI STEP21=1 JA KÄPP ON VÄLJAS, SIIS KÄPP LIIGUB ALLA JA SIIRE PR LÕIKU STEP22
A "STEP21" M2.4
A "MANIPVALJAS" I1.5
R "STEP21" M2.4
R "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "STEP22" M2.5
Network: 24 STEP22=>STEP23
KUI STEP22=1 JA KÄPP ON ALL, SIIS VAAKUM VÄLJA, AJAVIIDE2 SISSE JA SIIRE PR
LÕIKU23
A "STEP22" M2.5
A "MANIPALL" I1.1
R "STEP22" M2.5
R "VAAKUM" Q1.6
S "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
S "STEP23" M2.6
Network: 25 STEP23=>STEP24
KUI STEP23=1 JA AJAVIIDE LÄBI, SIIS AJAVIIDE2 VÄLJA, KÄPP ÜLES JA SIIRE PR
LÕIKU
STEP24
A "STEP23" M2.6
A "AJAVIIDE2" T1
R "STEP23" M2.6
R "AEG2_START" M10.1 -- AJAVIITE2 KÄIVITAMINE
R "MANIPALLA" Q1.1 -- MANIPULAATOR LIIGUB ALLA
S "MANIPYLES" Q1.0 -- MANIPULAATOR ÜLESSE
S "STEP24" M2.7
Network: 26 STEP24=>STEP25
KUI STEP24=1 JA KÄPP ON ÜLEVAL, SIIS KÄPP VASAKULE JA SIIRE PR LÕIKU STEP25
A "STEP24" M2.7
A "MANIPYLEVAL" I1.0
R "STEP24" M2.7
R "MANIPPAREMALE" Q1.2 -- MANIPULAATOR KEERAB PAREMALE
S "MANIPVASAKULE" Q1.3 -- MANIPULAATOR KEERAB VASAKULE
S "STEP25" M3.0
Network: 27 STEP25=>STEP5
KUI STEP25=1 JA KÄPP ON VASAKUL SIIS SIIRE PR LÕIKU STEP5
A "STEP25" M3.0
A "MANIPVASAKUL" I1.2
R "STEP25" M3.0
S "STEP5" M0.4
Network: 28 STOPP
AJAMID SEISATAKSE, VAAKUM JÄÄB SISSE
AN "STOP" I0.1
JNB _100
L W#16#100
T MW 0
L W#16#0
T MW 1
L W#16#240
T QW 0
_100: NOP 0

2.3. Mitsubishi RV-2AJ

2.3.1. Eesmärk

Kasutades Mitsubishi CR1-571 kontrollerit ja COSIMIR Industrial keskkonda, et programmeerida robot RV-2AJ.

2.3.2. Eskiis

Joonis 6. Mitsubishi RV-2AJ eskiis

2.3.3. Seadme töökirjeldus

Robot on algasendis ja ootab detaili. Kui detail on saabunud siis viib värvikontrolli. Siis liigub silindri kõrvale ning tuvastab värvi. Seejärel tõstab detaili augutuvastusse, kus keeratakse detail õigesse asendisse. Seejärel viiakse silinder kohta, kus keeratakse kaan peale. Vastavalt värvile viiakse õigesse magasini. Seejärel naaseb robot algasendisse. Must silinder viiakse tagumisse magasini, teised esimesse.

2.3.4. Funktsionaal plokkskeem

Joonis 7. Mitsubishi RV-2AJ funktsionaalne plokkseem

2.3.5. Tegevuskava

Joonis 8. Mitsubishi RV-2AJ tegevuskava

2.3.6. Algoritm

Järgnevalt toodud välja antud seadme programm.
10 'defineerime andurid
20 DEF IO PART_AV=BIT,8 'DETAILI TUVASTUS
30 DEF IO B1=BIT,10 'VÄRVI TUVASTUS
40 DEF IO B2=BIT,9 'AVA TUVASTUS
50 'defineerime muutujad
60 DEF INTE KIIRE ' MUUTUJA DEFINEERMINE
70 KIIRE = 100 'MUUTUJA ALGVÄÄRTUSTAMINE
80 DEF INTE AEGLANE 'MUUTUJA DEFINEERMINE
90 AEGLANE = 40 'MUUTUJA ALGVÄÄRTUSTAMINE
100 DEF INTE M1 'muutuja initsialiseerimine
110 M1=0 'muutuja algväärtustamine
120 DEF POS POORE 'positsiooni defineermine
130 POORE=(+0.0,+0.0,+0.0,+1.0,+0.0) 'positsioon käpa orientatsiooni muutmiseks
140 'PÕHIPROGRAMMI ALGUS
150 *ALGUS 'SILT ALGUS
160 MVS P1 'LIIGUB P1
170 P11.A=0.0 'P11 ORIENTATSIOONI NULLIMINE
171 P11.Z=161.4 'P11 positsiooni kõrguse algväärtustamine
172 P12.A=-90.0/1.57 'P12 ORIENTATSIOONI V22RTUSTAMINE
173 P13.A=-90.0/1.57 'P13 ORIENTATSIOONI V22RTUSTAMINE
174 P10.A=0.0 'P10 ORIENTATSIOONI NULLIMINE
180 P9.Z=155.8 'P9 positsiooni kõrguse algväärtustamine
190 HCLOSE 1 ' HAARATS LAHTI
200 SPD KIIRE 'SEAN KIIRUSE KIIRE
210 'DETAILI OLEMASOLU KONTROLL
220 IF (PART_AV = 1) THEN MVS P2 ELSE GOTO *ALGUS
'KUI DETAIL OLEMAS, 'SIIS LIIGUB P2-E,
230 'VASTASEL JUHUL LIIGUB sildile OOTA
240 'S1
250 SPD AEGLANE 'SEAN KIIRUSE AEGLANE
260 MVS P3 'LIIGUB P3
270 HOPEN 1 'SULGEB HAARATSI
280 'S2
290 DLY 1 'AJAVIIDE 1S
300 MVS P2 'LIIGUN POSITSIOONI P2
310 SPD KIIRE 'SEAN KIIRUSE KIIRE
320 MVS P4 'LIIGUN POSITSIOONI P4
330 SPD AEGLANE 'SEAN KIIRUSE AEGLANE
340 'S3
350 MVS P5 'LIIGUN POSITSIOONI P5
360 HCLOSE 1 'AVAB HAARATSI
370 MVS P4 'LIIGUN POSITSIOONI P4
380 'S4
390 SPD KIIRE 'SEAN KIIRUSE KIIRE
400 MVS P6 'LIIGUN POSITSIOONI P6
410 SPD AEGLANE 'SEAN KIIRUSE AEGLANE
420 MVS P7 'LIIGUN POSITSIOONI P7
430 'DETAILI VÄRVUSE KONTROLL
432'kui on must detail, siis M saab väärtuse 1
440 IF (B1 = 0) THEN GOTO *TING1 ELSE GOTO *TING2
441*TING1 'silt TING1
442 M1=1 'M1 muutuja yheks
443 GOTO * JUMP 'hyppa sildile JUMP
444 *TING2
445 M1=0
449 *JUMP
450 'MUUTUJA KONTROLL
460 IF (M1 = 1) THEN P9.Z=P9.Z-2.5 ELSE P9.Z=P9.Z 'kui on must detail, siis langetame käppa 2.5mm võrra
461 IF (M1 = 1) THEN P11.Z=P11.Z-3.0 ELSE P11.Z=P11.Z
470 'S5
480 DLY 1 'AJAVIIDE 1S
490 MVS P6 'LIIGUN POSITSIOONI P6
500 SPD KIIRE 'SEAN KIIRUSE KIIRE
510 MVS P8 'LIIGUN POSITSIOONI P8
520 SPD AEGLANE 'SEAN KIIRUSE AEGLANE
530 MVS P9 'LIIGUN POSITSIOONI P9
540 SPD KIIRE 'SEAN KIIRUSE KIIRE
550 HOPEN 1 'HAARATS KINNI
560 DLY 0.5 'AJAVIIDE 500MS
570 'S6
580 MVS P8 'LIIGUN POSITSIOONI P8
590 MVS P10 'LIIGUN POSITSIOONI P10
600 SPD AEGLANE 'SEAN KIIRUSE AEGLANE
610 MVS P11 'LIIGUN POSITSIOONI P11
620 DLY 0.5 'AJAVIIDE 500MS
630 'AVA ASUKOHA TUVASTAMINE
631 *AYES 'kuni pole ava tuvastatud, siis keerame käppa
641 IF (B2=0) THEN GOTO *NO 'ja suurendame käpa orientatsiooni
643 P11=P11+POORE 'P11-le liidetakse POORE juurde, et suurendada ROLL-i
660 MVS P11 'liigub positsiooni p11
661 GOTO *AYES 'ning liigume P11
662 *NO
663 P10.A=P11.A+0.56 'salvestame leitud poordenurga ka P10-s
680 'S7
690 MVS P10 'LIIGUN POSITSIOONI P10
700 P12.A=P10.A 'positsioonis P12 keeratakse käppa nii, et silinder läheks
710 P13.A=P10.A ' pulga otsa
720 MVS P12 'LIIGUN POSITSIOONI P12
730 DLY 0.5 'AJAVIIDE 500MS
740 'S8
750 MVS P13 'LIIGUN POSITSIOONI P13
760 HCLOSE 1 'HAARATS LAHTI
770 DLY 0.5 'AJAVIIDE 500MS
780 'S9
790 MVS P12 'LIIGUN POSITSIOONI P12
800 DLY 0.5 'AJAVIIDE 500MS
810 MVS P14 'LIIGUN POSITSIOONI P14
820 MVS P15 'LIIGUN POSITSIOONI P15
830 'S10
840 HOPEN 1 'HAARATS KINNI
850 DLY 0.5 'AJAVIIDE 500MS
860 MVS P14 'LIIGUN POSITSIOONI P14
870 'S11
880 SPD KIIRE 'SEAN KIIRUSE KIIRE
890 DLY 0.5 'AJAVIIDE 500MS
900 MVS P20 'LIIGUN POSITSIOONI P20
910 'MUUTUJA KONTROLL
920 IF (M1=1) THEN MVS P18 ELSE MVS P16 'kui on must detail, siis liigutakse P18
930 'S12
940 SPD AEGLANE 'SEAN KIIRUSE AEGLANE
950 'MUUTUJA KONTROLL 1
960 IF (M1=1) THEN MVS P19 ELSE MVS P17 'kui on must detail, siis liigutakse P18-st
970 'S13
980 HCLOSE 1 'HAARATS LAHTI P19-nesse, vastasel juhul P16 -> P17
990 DLY 0.5 'AJAVIIDE 500MS
1000 'MUUTUJA KONTROLL 2
1010 IF (M1=1) THEN MVS P18 ELSE MVS P16 'kui on must detail, siis P19->P18
1020 'S14
1030 SPD KIIRE 'SEAN KIIRUSE KIIRE
1040 MVS P20 'LIIGUN POSITSIOONI P20 'vastasel juhul P17->P16
1050 GOTO *ALGUS 'Mine sildile ALGUS
Seadme programmeerimise käigus selgus, et andurid B1 ja B2 on vastupidi ning manipulaatori käpa sulgemise ja avamise ajamid olid samuti vastupidi seatud. Ka programmeerimise käigus andis kontroller mitmeid kordi veateateid, mille tähenduste kohta uurisime lähemalt vastavas juhendist. Ennem ülaloleva programmi kontrollerisse laadimist tutvusime RV-2AJ Teach board -iga, millega oli võimal kõiki operatsioone teha, mida ka ülal on kasutatud. Nt programmeerimine, manipulaatori liigutamine, positsioonide koordinaatide tuvastamine. Joonis Teach board-ist on joonisel 9. Joonis 10 kujutab roboti kontrollerit, millega juhiti robotit. Joonisel on võti keeratud Ext mode-i, mis laseb kontrollerit programmeerida läbi arvuti. Teach mode on Teach boardi jaoks ning OP mode on kontrolleris olevate programmide jooksutamiseks. Chng disp nupu abil saab infot hetke programmi, roboti kiiruse ning programmi hetke reanumbri kohta. SVO ON kuvab servode seisu – kui süttinud siis servod on töövalmis.
Joonis 9. Mitsubishi RV-2AJ roboti Teach board
Teach board-i kasutamiseks peab deadman lülitit, mis asub puldi tagakülje, all hoidma keskmises asendis. Nuppudega TOOL , JOINT ja XYZ saab valitakse koordinaadistikku, mille järgi manipulaatorit liigutama hakkatakse. Hoides all nuppu STEP / MOVE ja vajutades telgede ja pöördenurkade tähistega tähistatud nuppe saab liigutada manipulaatorit. Kiiruse muutmiseks on nupud FORWARD ja BACKWARD. MENU nupuga pääseb menüüsse, kus on võimalik programmeerida(TEACH), koodi kontrollida(RUN) ja muid funktsioone kasutada. Menüüs liikumiseks kasutatakse tumehalle nooltega nuppe, mis asuvad puldi nupustikul paremal.

Joonis 10. Mitsubishi CR1-571

2.4. KUKA

2.4.1. Eesmärk

Programmeerida Pisa torni sarnane torn erinevatest silindritest. Tutvuda KUKA juhtimise ja programmeerimise ning KRL programmeerimiskeelega.

2.4.2. Eskiis

Joonis 11. Roboti KUKA eskiis

2.4.3. Seadme töökirjeldus

Seadme käivitamisel on manipulaator algasendis. KUKA Teach board-ilt pannakse tööreziim AUT peale, misjärel manipulaator haarab detaili ja paneb selle ettenähtud torni kohale. Seejärel võetakse järgmine detail ja pannakse võetud detail torni kohale, aga seekord eelmise silindri peal 2mm nihutatud Y telje suunas,e t tekiks Pisa torni meenutav kalle. Nii tehakse 4 silindriga kokku ja viimaks manipulaator ajab torni ümber.
Teach board-iga juhiti manipulaatori haarats vastavasse positsiooni ning seejärel arvutiga vajutati MOTION nuppu, mis salvestab hetke positsiooni. Nii salvestati kõikide silindrite haaramiseks vajaliku positsioonid ning torni positsioon ning torni iga taseme jaoks positsioon. Teach board-ilt programmi jooksutamiseks panid AUT režiim ning rohelise nupuga board-i tagaküljel sai programmi sammhaaval edasi lasta (STEP reziim aktiveeritud) ja kontrollida programmi tööd. Haaratsi sisse ja välja lülitamiseks valiti COMMANDS- LOGIC -OUT-OUT, kus sai vahetada haaratsi seisu. Haaratsi seisu vahetamiseks peab nii avavat, kui ka sulgevad releed lülitama vastavasse seisu, nt GripperClose=1 ja GripperOpen=0. Eelnevat tutvustab joonis 12.
Joonis 12. Haaratsiga sulgemine - avamine
Manipulaatori liigendite koordinaatide vaatamiseks on MONITOR -i funktsionaalsus, kus saab näha karteesiani ja telgede järgi liigendite asendeid jälgida. Joonisel 13 on toodud MONITOR-i funktsionaaluse kujutis.

Joonis 13. Liigendite asendid
Kui robotil tekib mingi viga, siis antakse sellest teada vastaval tabloo . Kui tekib viga, siis pult enam ei reageeri ja peab veateate tunnustama enne, kui jätkata saab. Antud veateade on näha joonisel 14.
Joonis 14. Vea- ning tavateadete tabloo
Joonis 15. Teach board
Ülaltoodud joonisel 15 on näha värvidega tähistatud nupud – punane nupp muudab tööreziimi, siniste nuppudega saab muuta liigendite asendit ning rohelisega tähistatud nupuga saab ridahaaval programmis edasi liikuda (kui valitud sammhaaval liikumise reziim).

2.4.5. Algoritm

Joonis 16. Pisa torni programmi kood

3. Ülevaate kasutatud keskkondadest

Järgnevalt antakse põgus ülevaade praktika ajal kasutatud tarkvara keskkondadest ning nende tähtsamatest kasutatud funktsioonidest.

3.1. CIROS Mechatronics

Keskkonda CIROS Mechtronics [3] kasutati robotimooduli Distribution Station simuleerimiseks. Algselt avati antud mooduli reference model, mis andis väga selge ülevaate mooduli tööst. Pärast antud moodulile programmi kirjutamist avati samas programmis user model, millega sai simuleerida kirjutatud programmi tööd. Eelnev näha vastavalt joonisel 17 ja joonisel 18. Selleks kopeeriti kirjutatud programmi projektikaust My documents /CIROS Mechatronics/S7/ kausta alla. Programmi kirjutamiseks kasutati tarkvara SIMATIC manager .
Joonis 17. CIROS Mechatronics reference model-i avamine
Joonis 18. CIROS Mechatronics user model-i avamine
CIROS Mechatronics tarkvaras kontrolliti simuleerimist erinevate käskudega, mis näha joonisel 19.
Joonis 19. CIROS Mechatronics keskkond

3.2. CIROS Robotics

Keskkonda CIROS Robotics [4] kasutati roboti Mitsubishi RV-2AJ käitumise simuleerimiseks. Keskkonna avamisel tuli valida Models, MPS robot stations, MPS-RobotAssemblyStation, Open user model. Tekkis ekraanile roboti visualisatsioon ning selle andurite ning sisendite ja manipulaatori käpa seisunditest. Simuleerimiseks käsud on näha joonisel 20. Jooniselt näha ka lahter, kuhu kirjutatakse programmi kood keeles MELFAIV ning positsioonide sisestamislahter.
Joonis 20. CIROS Robotics simuleerimiskäsud
Kasulikeks käskudeks osutusid Renumber, mis lisas koodiridadele vajalikud ridade numbrid ette. Project Management aknast saab täpsustada programmi .mb4 ning .pos faile. Fail .mb4 on ettenähtud programmikoodi jaoks ning .pos positsioonide loetelu jaoks. Joonis 21 kajastab eelnevaid funktsioone.
Joonis 21. CIROS Robotics Project Management

3.3. sPlan 6.0

Joonis 22. Keskkond sPlan 6.0
Joonisel 22 näha tarkvara sPlan, mille abil koostati erinevate projektide tegevuskavad ja funktsionaalsed plokkskeemid.

3.4. COSIMIR INDUSTRIAL

MITSUBISHI RV-2AJ programmeerimiseks arvuti ja kontrolleri CR1-571 vahendusel kasutasime COSIMIR INDUSTRIAL keskkonda, mis on CIROS keskkonna eelkäija. Kontrollerisse programmi sisestamiseks tuleb eelnevalt luua uus Projekt -> File ->Project Wizard. Projekti nime andmine ja see järel tuleb valida kasutatav robot.
Joonis 23. COSIMIR Industrial keskkond
Kontrolleriga side loomiseks tuleb valida Extras -> Settings -> Communication Port.
Joonis 24. Pordi seadetesse sisenemine
Communication Port’i aknas valida vastava roboti jaoks nõutavad seaded . Antud juhul RV-2AJ puhul valisime A - and E - Types , Port: COM2, Baud rate : 38.4k ja teised seaded jäävad nii algväärtustele.
Joonis 25. Communication Port settings
Kui Communication Port’i seaded paika pandud, võib kontrollida kontrolleri ühendust noolega näidatud nupul.
Joonis 26. Kontrolleri ja arvuti ühenduse kontrollimine
Kui ühendus olemas, tuleb kontrollida Project Management’st millised MB4 ja POS failid seal Source Fail’ ides asuvad ja vajadusel need õigetega asendada.
Joonis 27. Project Management-> Source Files
Programmi Online mode’s olles saab Jog Operation aknas muuta roboti asukohta (koordinaate).
Joonis 28. Jog Operation aken

3.5. SIMATIC

SIMATIC keskkonnas uue projekti tegemiseks tuleb kõigepealt valida CPU (Joonis 29).
Joonis 29. CPU valimine
Järgmiseks valida Blocki nimi (Joonis 30).
Joonis 30. Blocki valimine
Seejärel panna oma projektile nimi ning projekt on koostatud (Joonis 31).
Joonis 31. Projekti nime sisestamine
Seejärel avaneb selline aken (Joonis 32). TN3_DISTR -> SIMATIC 313C-2DP -> CPU 313C-2-DP -> S7 Prgogram(1) -> Blocks . Seal on näha enda loodud Blocki OB1. Kahekordsel klikkimisel avaneb aken, kuhu saab kirjutada põhiprogrammi ( Joonis 33).
OB100 lisatakse ise – parem klõps -> Insert New Project -> Organization Block. Sellesse Blocki lisatakse programmi algseadistus.
Joonis 32. Blockide asukoht
Joonis 33. OB1 - programmitekst
Mälupiirkonna seadistamiseks - TN3_DISTR -> SIMATIC 313C-2DP. Selles kaustas avada Hardware (Joonis 34).
Joonis 34. Mälupiirkonna seadistamine
Sümbolite määramiseks - TN3_DISTR -> SIMATIC 313C-2DP -> CPU 313C-2-DP -> S7 Program(1) . Seejärel avada aken Symbols. (Joonis 35). Siin saab defineerida sümboleid. Sümbolitele antakse aadressid– sisendite, väljundite, mälupiirkondade, taimerite jne . Lisaks määratakse andmetüüp ning saab lisada ka kommentaari.
Joonis 35. Sümbolite tabel

KOKKUVÕTE

Antud kursuse käigus omandati baasteadmisi programmeeritavatest loogikakontrol-leritest(PLC), erinevatest ajamitest ja anduritest ning robotite ehitusest ja toimimisest. Samuti tutvuti erinevate tarkvaraliste keskkondadega ja robotite programmeerimis-keeltega nagu RTL, MELFAIV ja KRL. Tutvuti lähemalt Siemens S7 C300 kontrolleriga kahes praktilises ülesandes.
Robotitega tegeledes tuleb ette küllaltki palju probleeme – läbiviidud praktilistest töödest selgus, et andurite ja ajamite paigutus ning ühendused ei pruugi olla alati originaalseadmele kohased, vaid riistvara pideva uuenemise või muude põhjuste tõttu võivad olla andurid ning ajamid ühendatud erinevalt. Selliste probleemide vältimiseks tuleks uue roboti kallale asudes kindlasti ise veenduda, kuidas täpsemalt on andurid ja ajamid ühendatud.
VIITED
1. sPlan7.0. http://www.abacom-online.de/uk/html/splan.html (Kättesaadav 11.06.15)
2. Simatic S7. http://w3.siemens.com/mcms/simatic-controller-software/en/pages/default.aspx (Kättesaadav 11.06.15)
3. CIROS mechatronics. http://www.ciros-engineering.com/en/products/virtual-learning/ciros-mechatronics/ (Kättesaadav 11.06.15)
4. CIROS robotics. http://www.ciros-engineering.com/en/products/virtual-learning/ciros-robotics/
(Kättesaadav 11.06.15)
2