modeliranje proizvodnih sistemov z robot studio abb · 2.2 program robot studio abb s programom...

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO

Dejan RUKAV

MODELIRANJE PROIZVODNIH SISTEMOV Z ROBOT

STUDIO ABB

Diplomsko delo

visokošolskega strokovnega študijskega programa 1. stopnje

Strojništvo

Maribor, september 2012

I

Fakulteta za strojništvo

MODELIRANJE PROIZVODNJIH SISTEMOV Z

ROBOT STUDIO ABB

Diplomsko delo

Študent(ka): Dejan RUKAV

Študijski program: visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje; Strojništvo

Smer: Konstrukterstvo

Mentor: izr. prof. dr. Karl GOTLIH

Somentor: doc. dr. Tomaž VUHERER

Maribor, september 2012

III

I Z J A V A

Podpisani Dejan RUKAV izjavljam, da:

je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom izr. prof.

dr. Karla GOTLIHA in somentorstvom doc. dr. Tomaža VUHERERJA;

predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, 25. 5. 2012 Podpis: ___________________________

IV

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Karlu

GOTLIHU in somentorju doc. dr. Tomažu

VUHERERJU za pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi lektorici Lešnik

Barbari,da mi je delo lektorirala.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.

V

NASLOV DIPLOMSKEGA DELA

Ključne besede: Robot Studio ABB, simulacija programa, slovenska navodila,

UDK: 004.89:004.42(043.2)

POVZETEK

V diplomskem delu je predstavljen računalniški program Robot Studio ABB. Cilj naloge je

narediti slovenska navodila za zagon programa ter simulacijo enega programa. Navodila bodo

preprosta, sestavljena za uporabo vsem tistim, ki se bodo želeli naučiti program. V uvodu bo

opisan program Robot Studio ABB. Nadaljuje se z možnostmi, kaj lahko naredimo s samim

programom. Sledi opisan program s simulacijo. Nato še preprost program za izdelavo

navodila za zagon programa. Na koncu so priložena sestavljena slovenska navodila za zagon

programa.

VI

DIPLOMA WORK TITLE

Key words: Robot Studio ABB, simulation program, Slovenian instructions

UDK: 004.89:004.42(043.2)

ABSTRACT

In this diploma l will present the Robot Studio ABB computer program. The objective of this

assignment is the creation of Slovenian instructions for the start of this program and a

simulation of one of the programs. The instructions will be simple for the use of all, that want

to learn. In the introduction the Robot Studio ABB program will be described. It will continue

with the options what can be done with the program. Then l will show a program with a

simulation. Then a simple program for the creation of a start – up program is introduced. In

the end the Slovenian instructions of the start - up program are attached.

VII

KAZALO

1 UVOD ............................................................................................................................ - 1 -

1.1 OPIS SPLOŠNEGA PODROČJA DIPLOMSKEGA DELA ..................................................... - 1 -

1.2 OPREDELITEV DELA .................................................................................................. - 1 -

1.3 STRUKTURA DIPLOMSKEGA DELA ............................................................................. - 1 -

2 ROBOT STUDIO ABB ............................................................................................... - 2 -

2.1 ZGODOVINA SKUPINE ABB ....................................................................................... - 2 -

2.2 PROGRAM ROBOT STUDIO ABB ............................................................................... - 5 -

2.3 VIRTUALNI KRMILNIK ............................................................................................... - 6 -

2.4 NAPREDNA FUNKCIJA VIRTUALNEGA KRMILNIKA ..................................................... - 6 -

2.5 UVOZ CAD MODELOV .............................................................................................. - 6 -

3 VSE MOŽNOSTI MODELIRNEGA PROGRAMA .................................................. - 8 -

3.1 DOMAČA VRSTICA (HOME TAB) ................................................................................ - 8 -

3.2 MODELIRNA VRSTICA (MODELING TAB) ................................................................. - 10 -

3.3 SIMULATOR (SIMULATION TAB) .............................................................................. - 11 -

3.4 OFFLINE VRSTICA.................................................................................................... - 12 -

3.5 ONLINE VRSTICA ..................................................................................................... - 13 -

3.6 ADD-INS VRSTICA ................................................................................................... - 13 -

3.7 VRSTICA MODIFY ................................................................................................... - 14 -

3.8 FUNKCIJE Z MIŠKO .................................................................................................. - 14 -

3.9 MOŽNOSTI VIRTUALNIH ROBOTOV IZ KNJIŽNICE PROGRAMSKEGA PAKETA ............. - 15 -

3.10 IZDELAVA SIMULACIJE ........................................................................................ - 19 -

4 IZDELAVA SLOVENSKIH NAVODIL ZA ZAGON PROGRAMA ..................... - 25 -

5 ZAKLJUČEK .............................................................................................................. - 27 -

6 LITERATURA ............................................................................................................ - 28 -

7 PRILOGE .................................................................................................................... - 29 -

VIII

KAZALO SLIK

Slika 2.1: Visokonapetostna postaja ...................................................................................... - 2 -

Slika 2.2: Prvi svetovni robot na električni pogon ................................................................ - 3 -

Slika 2.3: Veliki žerjavi v pristanišču .................................................................................... - 4 -

Slika 2.4: Veliki pogonski propelerji ..................................................................................... - 4 -

Slika 2.5: Simulacijsko okolje Robot Studio – robot na osebnem računalniku .................... - 5 -

Slika 2.6: VirtualRobot .......................................................................................................... - 6 -

Slika 3.1: Prva stran delovnega okolja .................................................................................. - 8 -

Slika 3.2: Home vrstica ......................................................................................................... - 9 -

Slika 3.3: Modelirna vrstica ................................................................................................ - 10 -

Slika 3.4: Simulacijska vrstica ............................................................................................ - 12 -

Slika 3.5: Offline vrstica ...................................................................................................... - 12 -

Slika 3.6: Online vrstica ..................................................................................................... - 13 -

Slika 3.7: Add-Ins Vrstica ................................................................................................... - 13 -

Slika 3.8: Delovno območje robota IRB 120 ...................................................................... - 15 -

Slika 3.9: Robot IRB 140 .................................................................................................... - 17 -

Slika 3.10: Flexpicker IRB 340/360 .................................................................................... - 18 -

Slika 3.11: Robot, uporaben za barvanje IRB 580 .............................................................. - 19 -

Slika 3.12: Robot IRB 6640 ................................................................................................ - 19 -

Slika 3.13: Dodajanje mize z ukazom Import Geometry .................................................... - 20 -

Slika 3.14: Orodje PKI_500 pritrjeno na Robota IRB 6640................................................ - 21 -

Slika 3.15: Izdelava obdelovanca ........................................................................................ - 21 -

Slika 3.16: Določevanje točke za obdelavo robov .............................................................. - 22 -

Slika 3.17: Pravilna postavitev orodja ................................................................................. - 22 -

Slika 3.18: Vstavljanje zaščitne ograje in električne omare ................................................ - 23 -

IX

Slika 3.19: Končana simulacija ........................................................................................... - 24 -

Slika 4.1: Prvo okno pri zagonu programa .......................................................................... - 25 -

Slika 4.2: Prikaz vaje iz Slovenskih navodil za zagon programa ........................................ - 26 -

X

KAZALO TABEL

Tabela 1: Podpiranje formatov ............................................................................................... - 7-

Tabela 2: Funkcije s tipkovnico in miško ............................................................................ - 14 -

Tabela 3: Primerjava robotov iz knjižnice Robot Studio .................................................... - 16 -

XI

UPORABLJENI SIMBOLI

kg - kilogram

m - meter

mm - milimeter

N - njuten

XII

UPORABLJENE KRATICE

ABB – Asea Brown Boveri

BBC – Brown Boveri

CAD – računalniško podprto načrtovanje

FS – Fakulteta za strojništvo

IRB – industrijski robot

VC – virtualni krmilnik

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 1 -

1 UVOD

1.1 Opis splošnega področja diplomskega dela

V diplomskem delu je opisan računalniški program Robot Studio ABB – čemu je namenjen

ter kaj vse lahko z njim počnemo. Izdelal bom tudi slovenska navodila za zagon programa,

namenjen ostalim osebam. V tem priročniku bo prikazano, kako zagnati program in kako

narediti dve enostavni simulaciji.

1.2 Opredelitev dela

Na Fakulteto za strojništvo Univerze v Mariboru je prispel nov program Robot Studio ABB.

Ker do sedaj še niso bila izdelana slovenska navodila za zagon programa Robot Studio ABB,

bom to storil jaz. Izdelal bom slovenska navodila za zagon programa in primer, kako se naredi

ena simulacija. Navodila bodo namenjena uporabnikom, ki morda ne obvladajo angleščine v

dovolj veliki meri, in bodo torej lahko sledili navodilom v slovenskem jeziku.

1.3 Struktura diplomskega dela

Diplomsko delo je sestavljeno iz treh glavnih področij. V prvem delu je predstavljen

računalniški paket Robot Studio ABB, ki nas seznani s programom in o tem, za kar je

namenjen. V drugem delu je predstavljeno, kaj vse lahko s samim programskim paketom

naredimo, bistvo, kaj vse se lahko na njem počne, nato pa sledi opis moje simulacije na

samem programskem paketu. V tretjem delu bom opisal program in kako sem naredil

slovenska navodila za zagon programa.


- 2 -

2 ROBOT STUDIO ABB

2.1 Zgodovina skupine ABB

Skupina ABB je bila ustanovljena leta 1988, ko sta se združili švedsko podjetje Asea in

švicarsko podjetje BBC Brown Boveri, pod skupnim imenom ABB. Zgodovina podjetja Asea

sega v leto 1883, podjetje BBC Brown Boveri pa je bilo ustanovljeno leta 1891. Skupina

ABB je prišla v Slovenijo 1. januarja 1992, ko je v Ljubljani ustanovila predstavništvo za

Slovenijo.

ABB ima dolgo zgodovino in bogato dediščino tehnoloških inovacij. ABB ni le

izumitelj ali pionir velikih moči in avtomatizacije tehnologij, ki so oblikovale svet, kot ga

poznamo danes, ampak mu je uspelo ohraniti tehnološko vodstvo na teh področjih, pogosto za

desetletja.

Ukvarjajo se:

1. Z visokonapetostnimi produkti

ABB inovacija je uspela pošiljati električno energijo, ki je oddaljena več kot tisoč

kilometrov, in to z izredno nizkimi izgubami in najmanjšimi vplivi na okolje. To se

predvsem uporablja v največjih mestih, kot so New York, Los Angeles, Šanghaj,

Delhi in Johannesburg.

2.1: Visokonapetostna postaja


- 3 -

2. S pogonsko tehniko

S hitrostnim pogonom lahko nadziramo hitrosti elektromotorjev, da se le-ta ujame z

nalogo, ki jo mora opraviti. Ta tehnika varčuje z energijo in izboljša zmogljivosti v

industrijskih obratih, trgovinah, pisarnah, domovih in po vsem svetu.

3. Z robotiko

Podjetje ABB je prvo ustvarilo industrijskega robota na električni napajalni sistem.

Pred štiridesetimi leti je ustvarilo tudi prvega svetovnega industrijskega robota. Danes

obstaja več kot 160.000 ABB robotov in operacij – verjetno ima največjo bazo na

svetu.

Slika 2.1: Prvi svetovni robot na električni pogon

4. S sistemi žerjavov

Nekaj sto milijonov posod in milijard ton razsutega tovora potuje skozi svetovna

pristanišča vsako leto. Veliko od tega je naloženega, raztovorjenega in zloženega z

visoko avtomatiziranimi žerjavi, opremljenega z avtomatizacijo ABB in električnimi

sistemi.


- 4 -

Slika 2.2: Veliki žerjavi v pristanišču

5. Z morskimi pogoni

Pogonski sistemi so imeli velik vpliv na učinkovitost delovanja ladij in plavajočih

plovil, s katerimi bi zmanjšali porabo energije in emisij toplogrednih plinov za kar 25

odstotkov.

Slika 2.3: Veliki pogonski propelerji

6. Z razširjeno avtomatizacijo

ABB je v začetku leta 1980 razvil eno prvih na svetu, to je razdeljen kontrolni sistem,

ki je še danes svetovni tržni vodja in družba z največjim številom nameščenih

sistemov za avtomatizacijo procesov po vsem svetu.

7. Z upravljanjem z omrežjem

ABB omrežno upravljanje in javno službene komunikacijske rešitve nadzirajo,

kontrolirajo, upravljajo in varujejo svetovni energetski sistem.


- 5 -

8. S transformatorji

ABB je eno izmed prvih podjetij na svetu, ki je postavil transformatorje v letu 1893.

Danes je ABB vodilno podjetje na področju tehnologije moči, z vodilnim svetovnim

tržnim deležem inovacij.

9. Z ostalim, kot je prilagodljivost AC sistemov, raznih postaj.

2.2 Program Robot Studio ABB

S programom Robot Studio lahko oblikujemo robotsko celico v virtualnem okolju. V fazi

načrtovanja omogoča optimizacijo z izbiro prave opreme glede na nalogo in izogibanje

usodnim in dragim napakam, ko s pomočjo simulacije preverjamo program. S simulacijo

lahko tudi merimo čas cikla in predvidimo problematična območja ter tako dosežemo večjo

fleksibilnost in kontakte. S tem znižamo stopnjo tveganja pri uvajanju novih rešitev in z

oblikovanjem sistema skrajšamo čas od montaže do zagona,. Ker je možno programe v celoti

pripraviti vnaprej, je pospešena tudi faza zagona ter proizvodnja brez ustavljanja zaradi

modifikacije programov. V virtualnem okolju preskušamo nove ideje in načine delovanja ter

tudi izogibanje nepredvidljivim trkom.

Programu Robot Studio so na voljo vsi modeli. Uvažamo lahko tudi modele vse

opreme, namenjene robotom. Možen je vnos CAD modelov.

Slika 2.4: Simulacijsko okolje Robot Studio – robot na osebnem računalniku


- 6 -

2.3 Virtualni krmilnik

Robot Studio ima programski paket virtualnega krmilnika, to je isti program, kot ga uporablja

realni krmilnik. Programi, ki jih ustvarimo na virtualnem krmilniku, so takoj uporabni v realni

aplikaciji. To nam omogoča identična programska oprema, za katero lahko neposredno

posredujemo programe iz simulacij na realno celico. Virtualni robot je natančna kopija prvega

robota in za njega veljajo iste omejitve. Zato se bo v simulacijah obnašal točno tako kot realni

robot. Ti vsi elementi so del robotske knjižnice.

Slika 2.5: VirtualRobot

2.4 Napredna funkcija virtualnega krmilnika

V robot Studio nam je funkcija Auto configuration v pomoč pri programiranju trajektorij iz

vnaprej določenih točk, ker samodejno priredi optimalno konfiguracijo teh točk. Auto Reach

je funkcija za ugotavljanje dosegljivosti in vnaprejšnje izračunavanje kotov v sklepih. Multi

Move način je funkcija optimiziranja poti glede na vnaprej določene pogoje, v primeru

sodelovanja dveh ali več robotov. S funkcijo za detekcijo trkov pa ugotavljamo, kdaj je prišlo

do želenega ali neželenega kontakta med dvema objektoma.

2.5 Uvoz CAD modelov

Ko zaženemo sam program, se nam pojavi knjižnica obstoječih robotov, transporterjev,

pozicionerji, orodja ter ostalih manjših izdelkov. Program nam tudi mogoča, da si lahko sami

modeliramo krivulje osnovnih teles in površin. Modeliramo lahko tudi z drugimi modelirniki

ter jih uvozimo v Robot Studio. Modele, izdelane iz drugega modelirnika, moramo pravilno


- 7 -

shraniti; najpogosteje se uporablja CAD format ter še ostali, kot so: CATIA, IGES, ACIS,

SAT, STEP, RSGFX, VDAFS in VRML. Če imamo zelo dober model, ga lahko ustvarimo ali

zelo močno oziroma popolnoma približamo robotskem programu, ki ga lahko uporabimo kar

za virtualni fizični krmilnik; seveda ga je potrebo prenesti. Inteligentni čarovnik nam

omogoča preprosto kreiranje robotskih orodij, kot npr. prijemala. V naši študentski verziji

Robot Studio 5.13-02, ki smo jo imeli na FS v Mariboru, ni bilo mogoče odpirati vseh

formatov.

Tabela 1: Podpiranje formatov

Format /Program Razširitev

dadoteke

Licenčna

zahteva

Prevzeti cilj formata

Catia, V4 verzija 4.1.9 – 4.2.4 Model, exp DA Acis, Iges, Step, Vdafs

Catia, V5 verzija R2 – R19 CATPart

CATProduct

DA Acis, Iges, Step, Vdafs

Pro/Engineer, verzija 16 do

Wildfire3

Prt, asm DA Acis, Iges, Step, Vdafs

Inventor, verzija 6 do 2012 ipt DA Acis, Iges, Step, Vdafs

Step, verzija AP203 IN AP214 Stp, step, p21 DA Acis, Step, Vdafs

Acis, verzija v6 do R20 sat NE Iges, Step, Vdafs

Vdafs, verzija 2.0 Vda, vdafs DA Acis, Iges, Step

Iges, verzija 5.3 Igs, iges DA Acis, Step, Vdafs

Vrml Wrl, vrml,

vrml1, vrml2

NE RsGfx

Jupiter, verzija do 6.4 Jt NE RsGfx

STL Stl NE RsGfx

PLY Ply NE RsGfx

3DStudio 3ds NE RsGfx


- 8 -

3 VSE MOŽNOSTI MODELIRNEGA PROGRAMA

Pod to temo bom napisal, kaj vse lahko naredimo s samim programom, ter to prikazal tudi s

slikami. Kot je razvidno na sliki 3.1, je prikazana prva stran, ki jo dobimo, ko zaženemo

program ter dodamo Robot IRB260_30_150__01. Najprej se moramo prepričati, ali je v

statusnem krmilniku zelena luč. To pomeni, da lahko uporabljamo vse ukaze, ki jih sam

program ponuja, in smo povezani na njihov strežnik. V statusnem okolju lahko opazujemo

vsa dogajanja, ki se opravljajo in ki jih opravljaš sam v programu. Sporoča ti podatke, kot so

potek licence, napake, ki jih zazna pri nepravilnem delovanju simulacije ter druge možne

napake. Na levi strani delovnega okolja lahko opazimo brskalnik layout. Tukaj lahko vidimo,

kakšen stroj, modeliran izdelek ter orodje imamo.

Slika 3.1: Prva stran delovnega okolja

3.1 Domača vrstica (Home tab)

Prva vrstica, ki jo dobimo, vsebuje nadzor za izdelavo postaje, programiranje poti in dajanje

predmetov. Opisal bom vse ukaze po vrsti, da se bo vedelo, za kaj se uporablja.

Delovno okolje

Statusno okolje Ukazi za gibanje Status krmilnika

Brskalnik

Layout

Meni Orodna vrstica

Pomožna vrstica


- 9 -

Slika 3.2: Home vrstica

ABB Library – s tem ukazom se pojavi knjižnica, s katero imamo veliko izbiro različnih

robotov, nosilnost od 30 N do 5000 N. Na izbiro imamo še različne pozicionerje ter različne

tračne transporterje.

Import Library – tukaj lahko uvažamo razna shranjena učna dela, ki so bila narejena v

programu Robot Studio ABB ter geometrije, pozicionerje, robote, orodja in opremo.

Robot System – lahko ustvarimo sistem s postavitvijo ali podlogo, možna je izbira že

obstoječega sistema ali pa izberemo sistem robota iz galerije (knjižnice) in nastavitev

transportnega mehanizma sledenja.

Import Geometry – tukaj lahko uvažamo različne geometrije izdelke, tudi če so bile narisane

v drugem programu, kot so Catia, SolidWorks in oslali modelirniki. Narisane predmete iz

drugih programov moramo nazadnje samo še pravilno shraniti, in sicer mora imeti datoteka

končnico sat ali stl.

Frame – položaj okvirja, kjer lahko določimo splošni okvir z eno točko ali s tremi točkami.

Target – za izdelavo točk, po katerih lahko potem robot sledi.

Path – za ustvarjanje nove poti.

Other – za ustvarjanje RAPID podatkov in navodil.

Teach target – za ustvarjanje ciljne točke poti robota.

Teach Instruction – za ustvarjanje navodila poteze in ustrezne tarče pri sedanjem položaju

robota.

MultiMove – z ukazom ustvarjamo in optimiziramo opravilo za več premikajočih sistemov,

kjer en robot ali pozicioner drži delovni kos in drugi robot deluje oziroma premika.

Task – izbrana naloga pokaže aktivno opravilo določenega robota za dodajo novega

delovnega prostora, orodja, cilja ali steze iz krivulje.


- 10 -

Workobject – izbran delovni objekt prikazuje aktivni delovni objekt ter nam omogoča

kalibriranje z obdelovalcem, v primeru, če spreminjamo smer robota.

Tool – prikazuje aktivno orodje, ki ga imamo na samem robotu.

Okence Freehand – tukaj imamo na izbiro več ukazov; prva dva sta za položaj celotnega

stroja. Z ukazom Move lahko spreminjamo položaj levo, desno gor in dol. Z gumbom Rotate

ga lahko vrtimo za kot 360° v vsako smer. Nato še imamo Jog Joint, s katerim lahko določen

element na robotu premikamo samo po tisti smeri, po kateri je dovoljeno. Z ukazoma Jog

Linear in Jog Reorient lahko premikamo celotni stroj po različnih smereh, če seveda to

dopustimo.

Okence 3D View – v tem okencu najdemo razne ukaze za pogled iz različnih kotov

delovnega okolja. Ogledamo si ga lahko iz stranskih pogledov, lahko tudi skrijemo nekaj

ukazov robotu.

3.2 Modelirna vrstica (Modeling tab)

Vrstica modeliranja nam omogoča modeliranje enostavnih oblik izdelka ipd. ter ustvarjanje

sestavnega dela, ki je kontroliran s signali in lastnih lastnosti.

Slika 3.3: Modelirna vrstica

Component Group – za izdelavo skupine in povezanih elementov.

Empty Part – za ustvarjanje novega dela.

Smart Component – za ustvarjanje del z vedenjem, ki je kontroliran s signali in lastnosti.

Import Geometry – ukaz za uvažanje Cad modelov narisanih v tem programu ali ostalih

modelirnikih, kot so Catia, SolidWorks …

Frame – za določevanje koordinatnega sistema.


- 11 -

Solid – za izdelavo 3D predmetov. Na voljo imamo več raznih oblik krogle, pravokotnik,

kocko, valj, stožec in piramido.

Surface – za izdelavo različne oblike 2D predmetov.

Curve – za izdelavo 1D predmetov.

Border around Bodies – ustvarjanje krivulje ob meji dveh teles.

Border around Surface – ustvarjanje krivulje okoli površine.

Border from Points - ustvarjanje krivulje ob meji telesa po točkah.

Intersect – ustvarjanje novega telesa. Dobimo tako, da izberemo dva predmeta in kjer se

skupaj prekrivata, je novi element.

Subtract – ustvarjanje nove oblike iz dveh predmetov, pri kateri ostane prvi predmet in iz

drugega dela tisto, kjer se skupaj prekrivata.

Union – za združevanje dveh elementov.

Extrude surface – iz določene površine na 3D izdelke lahko iztisnemo isto obliko do

določene nove obstoječe točke.

Extrude Curve – iz določene krivulje na 3D izdelke lahko iztisnemo isto obliko do določene

nove obstoječe točke.

Line form Normal – za ustvarjanje novega telesa od črte, ki sega pravokotno iz površine.

Modify Curve – spreminjanje ali optimizacija krivulje.

Zavihek za merjenje (Measure) - se uporablja za merjenje oddaljenosti objektov od robota.

Na razpolago imamo merjenje od točke do točke, merjenje kota, premera in minimalno

distanco, ki jo sam izračuna (katera je minimalna).

Creating Mechanism – za ustvarjanje ali spreminjanje novih mehanizmov.

Create tool – uporablja se za izdelavo novega orodja, ki ga lahko potem namestimo na

različne robote.

3.3 Simulator (Simulation tab)

Vrstica nam ponuja snemanje našega dela. Snemanje si lahko tudi sami prilagodimo.

Uporabna je pri raznih predstavitvah projektnih nalog. Ogledamo si lahko s kratkim


- 12 -

filmčkom, kako naj bi potekalo projektiranje oziroma deloval program. Na izbiro imamo več

snemanj, kot so: snemanje simulacije, samo aplikacije in grafični prikaz. Pred snemanje si

lahko tudi nastavljamo hitrosti snemanja.

Slika 3.4: Simulacijska vrstica

3.4 Offline vrstica

Tukaj lahko upravljamo z virtualnim krmilnikom. Ustvarimo lahko svoj zaslon krmilnika.

Slika 3.5: Offline vrstica

Synchronize to station – za sinhronizacijo virtualnega krmilnika na odprti postaji.

Synchronize to VC – za odpiranje postaje do virtualnega krmilnika.

Virtual FlexPendant – odpre se virtualna konzola za upravljanje z robotom.

Run Mode – način začetnega pogajanja za nadzornika.

Control Panel – za preklapljanje med operacijo načina in nadzornikom.

Events – za prikaz dogodkov upravljanja.

RAPID Editor – odpiranje okenca za hitro upravljanje.

Inputs/ Outputs – za prikaz vhodnih in izhodnih signalov.

Rapid Tasks – za upravljanje aktivne naloge na krmilniku.

Restart – za osvežitev krmilnika.


- 13 -

Shutdown – za zapiranje krmilnika.

Backup – upravljanje varnostnih kopij.

ScreenMaker – za izdelavo poljubnega zaslona za krmilnik.

RAPID – za ustvarjanje in dodajanje hitrega modula ter dodajanje hitrega programa.

System Builder – za ustvarjanje, spreminjanje, kopiranje in brisanje sistema.

Load in Save Parameters – za nalaganje in shranjevanje konfiguracijske mape.

Configuration Editor – za pregledovanje in urejanje sistemskih parametrov na krmilniku.

Set Task Frames – za nastavitev položaja in orientacije stroja.

System Configuration – nastavitev prostorskih funkcij.

Encoder Unit – za konfiguracijo transportnega dajalnika.

Safety Configuration – vzpostavitev za varno premikanje in položaj elektronskih stikal.

3.5 Online vrstica

V tej vrstici se lahko povežemo z realnim robotom in ga lahko tudi kontroliramo.

Slika 3.6: Online vrstica

3.6 Add-Ins vrstica

S to funkcijo lahko sami priredimo funkcionalnost sistema po svoji želji.

Slika 3.7: Add-Ins Vrstica


- 14 -

3.7 Vrstica Modify

Ta vrstica ponuja tudi različne funkcije. Odvisna je od elementa, na katerem smo, torej glede

na to, ali smo na robotu, transporterju, pozicionerju, izdelku ali orodju ter drugih funkcij na

brskalniku (Layout). Na podlagi tega se nam pokažejo različne funkcije, kjer lahko

spreminjamo položaje, popravljamo določene funkcije, dodajamo barve, poglede in lahko

shranjujemo.

3.8 Funkcije z miško

Tabela 2: Funkcije s tipkovnico in miško

Oznaka Tipkovnica / miška Opis

Določi element

En klik na levi gumb na miški

pomeni označbo predmeta.

Levo, desno, gor in

dol CTRL +

Če držimo tipko CTRL + levi gumb

na miški lahko premikamo

levo,desno gor dol.

Povečava

CTRL + ali samo

sredinski gumb na miški

Naenkrat skupaj držimo tipko

CTRL + desni gumb na miški.

Rotiranje okoli osi

CTRL + SHIFT + ali

samo držimo sredinski in

desni gumb.


CTRL + SHIFT + gumb na miški.

Povečava določenega

okvirja CTRL +


CTRL + desni gumb na miški


- 15 -

Označi več elementov

CTRL +


CTRL + levi gumb na miški.

3.9 Možnosti virtualnih robotov iz knjižnice programskega paketa

S programom Robot Studio sem primerjal robote glede na različne lastnosti, in sicer kakšno

nosilnost ima robot – to sem imel podano v N. Izbral sem tudi natančnost robota med

zaustavitvijo in premikom. Pomembna stvar je tudi velikost delovnega območja oziroma, do

katere mere lahko še opravi svoje delo, kot je prikazano na sliki 12, nato pa še ostala področja

– težo robota, koliko osi ima in kje ga lahko postavimo.

Slika 3.8: Delovno območje robota IRB 120

Tabela 3: Primerjava robotov iz knjižnice Robot Studio

ROBOTI Nosil-

nost (N)

Natančnost

(mm)

Dosežnost

(m) Masa (kg) Montaža

Osi

IRB 120 30 +- 0,01 0.58 25 vsepovsod 6


- 16 -

IRB 140 60 +- 0,03 0.81 98 tla, stena, nagnjeno 6

IRB 1410 50 +- 0,05 1.44 225 tla 6

IRB 1600 60 – 85 +- 0,05 1.2 – 1.45 250 tla, stena, strop,

nagnjeno

6

IRB 1600ID 40 +- 0,05 1.5 250 tla, 6

IRB 2400 120 - 200 +- 0,11-0.16 1.55 380 tla, pod kotom 6

IRB 2600 120 - 200 +-0.13 –0.16 1.65 - 1.85 284 tla, stena, polici,

nagnjeno

6

IRB 4400 600 +- 0,19 1.96 1040 tla 6

IRB 4600 200 - 600

0,13 – 0.46

(hitrosti 250

m/s)

2.05-2.51 412-435 tla, polici, nagnjena

6

IRB 6400 1300 -

2350 +- 0,07 2.55-3.2 1310 - 1405 tla

6

IRB 6600 1250 -

2250 0.07-0.11 1.9- 3.2 1730 - 1910 tla

6

IRB 6620 1500 +- 0,03 2.2 900 tla, nagnjena,

obrnjena

6

IRB 6640 1800 -

2350 +- 0,7 2.55 – 3.2 1310 - 1405 tla

6

IRB 6650S 900 -

2000 +- 0,11 3 – 3.9 2250 - 2275 tla

6

IRB 7600 1500 -

5000 +- 0.08–0.09 2.55 - 3.5 2400 - 2450 Tla,

6

IRB 260/660 300/2500 0.1 1.56/3.15 340/1650 tla 4

IRB 340/360 10-30 0.1 0.8-1.6 120-145 strop 4

IRB 52 70 0.15 1.2 250 tla, tirnicah, obrnjena 6

IRB 5400 700 +- 3 3.1 940 tla, tirnicah, obrnjena 6

IRB 5500 130 +- 0,15 2.9 540 tla, polici, tirnicah,

obrnjena

6

IRB 580 100 +- 0.3 2.2 - 2.6 630 tla, polici, tirnicah 6


- 17 -

Opazil sem, da imajo večji stroji manjšo natančnost. Zaradi večje nosilnosti se tudi počasneje

zaustavijo zaradi velikih vztrajnostnih sil. Zato so večji stroji primerni za kakšna manj

natančna dela. Robote, ki jih najdemo v knjižnici, lahko delimo v tri velike skupine:

1. Večnamenski roboti IRB 120, 140, 1410, 1600, 1600ID, 2400, 2600, 4400, 4600,

6620, 6640, 6650S, 6660, 7600, 260/660

Namenjeni so za opravljanje različnih del, odvisno od tega, kateri robot imamo. V osnovi so

si podobni, razlikujejo se po velikosti, nosilnosti tovora. Večji kot je robot, težji tovor lahko

prenaša, ampak s tem se zmanjša natančnost pri zaustavljanju tovora. Zato pa uporabljamo

manjše robote za bolj fina in natančna dela. Večino robotov nameščamo na tla, nekatera pa

lahko tudi na raznih policah, stenah, stropu, pod kotom na tleh in na tirnicah. Roboti imajo

hitro pospeševanje in velike hitrosti TCP. Največja nosilnost, ki jo lahko prenese, je 500 kg –

to je robot IRB 7600.

Slika 3.9: Robot IRB 140


- 18 -

2. Robot Flexpicker IRB 340/360

Slika 3.10: Flexpicker IRB 340/360

Robot je primeren za tiste vrste industrije, kjer lahko hitro prebira majhne dele. Pogosto se

uporablja v živilski industriji za delovno mesto, kot nabira čokolade iz premikajočega traku in

jih daje v škatle. Ima visoke hitrosti, daje manjše odtise. Nameščeno ima tudi programsko

opremo celotnega vida, da lahko prepozna različne izdelke, ki se mu približujejo. Nosilna

zmogljivost je visoka – do 3 kg tovora.

3. Roboti za barvanje IRB 52, 5400, 5500, 540, 580

Ti roboti so bolj namenjeni za barvanje v industriji, saj so zelo kompaktni, hitri in natančni ter

ponujajo povečano produktivnost. Zapestje lahko zavrtijo za okoli 140°, v katerokoli smer.

Opremo za barvanje ima že vgrajeno v robotski roki za povečanje odzivnih časov procesov in

zmanjšanje odpadkov barv in topila. Sinhronizacija toka proženja barve z robotsko roko

gibanja poveča učinkovitost prenosa barve in ohranja nanos na absolutni minimum. To

prihrani barvo in poveča stroškovno učinkovitost.


- 19 -

Slika 3.11: Robot, uporaben za barvanje IRB 580

3.10 Izdelava simulacije

Preden sem začel z izdelavo programa oziroma simulacije, sem moral razmisliti, kaj naj bi

počel robot. Omejen sem bil tudi z določenimi orodji, ki jih ponuja sam programski paket.

Odločil sem se, da bom naredil v zaprtem prostoru robota, ki vari obdelovanec. Okoli robota

bom tudi postavil varnostno ograjo.

Najprej sem izbral ustreznega robota, s katerim bom izvajal določeno delo. Izbral sem robota

IRB.6640.235kg.2.55m_2, ki je približni enak robotu, kot ga imamo na Fakulteti za

strojništvo v Mariboru. Nosilnost robota je 235 kg. Dosežnost, kjer še lahko opravlja delo je

2,5 m.

Slika 3.12: Robot IRB 6640


- 20 -

Nato sem v drugem modelirniku, imenovanem Catia, narisal delovno mizo. Ko sem narisal

delovno mizo, sem moral datoteko pravilno shraniti v končnico wrl. Nato sem šel v Robot

Studio pod Import Geometry, v katerem sem lahko dodal mizo.

Slika 3.13: Dodajanje mize z ukazom Import Geometry

Nadalje sem še moral dodati orodje na robota in obdelovanec. Orodje, ki sem ga imel na

razpolago, sem našel v knjižnici orodij. Za svojo nalogo sem izbral varilni gorilnik PKI_500.

Orodje, ki sem ga izbral, se ni samo pritrdilo na robota. Za to sem moral klikniti na orodje in

ga prinesti na določenega robota, kjer se je potem sam namestil na pravo mesto.


- 21 -

Slika 3.14: Orodje PKI_500 pritrjeno na Robota IRB 6640

Nato sem začel modelirati obdelovanec v meniju za modelling. Najprej sem naredil

pravokotno obliko in jo postavil na mizo. Pozneje sem na obdelovanec dodal še en polkrožni

izrez. Na koncu sem naredil še mejo robov na površini obdelovanca. To sem naredil zato, da

bo lahko pozneje robot zaznal pot.

Slika 3.15: Izdelava obdelovanca


- 22 -

Ko sem pravilno nastavil obdelovanec na delovno mizo, sem začel z določevanjem točk za

obdelavo robov. Najprej sem naredil novi delovni objekt. Nato sem šel v orodno vrstico pod

ukaz Path-->Path for curve, kjer ti program v bistvu sam zazna pot in sam določi točke. To je

uporabno, če imaš veliko ukrivljene poti. Imamo tudi možnost, da si točke samo postavimo.

Slika 3.16: Določevanje točke za obdelavo robov

Po določevanju točk imamo možnost, da vidimo, kako je orodje postavljeno v trenutnem

stanju, kot je prikazano na sliki 24 na levi strani. Orodje sem si nastavil navpično navzdol, kot

je prikazano na sliki 24 na desni strani, saj si lahko orodje nastavimo, kakor želimo. Pri tem

moramo paziti, da se orodje ne zaletava in da nima robot premalo osi in zaradi tega ne more

obdelovati. Na koncu sem še vsako točko posebej preveril, ali ustreza mojim pogojem.

Slika 3.17: Pravilna postavitev orodja


- 23 -

Po nastavitvi orodja sem še določil Path, da se bo lahko orodje v neprekinjenem času

premikalo po obdelovancu. Če sem hotel ugotoviti, ali program, ki sem ga naredil, pravilno

deluje, sem kliknil na Path in potem v Modify-u kliknil Auto Configuration. Tako sem videl,

kako poteka navidezno varjenje po obdelovancu.

Slika 3.18: Vstavljanje zaščitne ograje in električne omare

Seveda sem moral dodati še varnostno ograjo ter električno omarico. Robot ima omejeno

delovno območje, zato sem postavil varnostno ograjo toliko stran, da se ne zaletava,

električno omarico pa sem postavil pri začetku vhoda v delovnem prostoru. To pa zato, da

imamo pri vhodu že vklop robota.


- 24 -

Slika 3.19: Končana simulacija


- 25 -

4 IZDELAVA SLOVENSKIH NAVODIL ZA ZAGON

PROGRAMA

Pri sami izdelavi Slovenskih navodil za zagon programa sem si pomagal tako, da sem najprej

poiskal vodiče na internetu, saj sem se moral še sam naučiti uporabljati program. S temi

vodiči sem dobil veliko informacij za izdelavo programa. Ko sem se naučil uporabljati

program, sem začel razmišljati, kako bi naredil enostavna navodila za zagon simulacije.

Odločil sem se, da bom naredil enostaven program in s tem tudi hkrati pokazal osnovne

ukaze, ki jih potrebuješ za izdelavo oziroma izdelavo programa.

Na začetku navodil sem opisal, za kaj se uporablja program in čemu je namenjen. Nato

sem opisal celotno delovno okolje, kot je meni, orodna vrstica, pomožna vrstica, delovno

okolje, brskalnik Layout, statusno okolje, ukazi za gibanje in status krmilnika. To je razvidno

iz slike 7. Na samem začetku, ko se nam odpre program, sem tudi opisal, kakšne možnosti

dobimo za nadaljevanje. Dobimo tri možnosti. To so: nedavna postaja, nedavni kontrolnik in

informacijsko okno.

Slika 4.1: Prvo okno pri zagonu programa

Na začetku izdelave programa sem dobil zamisel, da bi bilo najlažje napisati navodila po

določenih točkah ter jih poimenovat. Med točkami sem napisal postopek, kako narediti

določeno točko. Tako sem vse naredil do zagona samega programa oziroma simulacije.


- 26 -

Najprej sem dodal robota v delovno okolje ter ga postavil na pravilno mesto. Od tam je

sledilo modeliranje mize v drugem modelirniku Catia. Ko sem to mizo narisal, sem moral

datoteko pravilno shraniti, in to v format wrl. To pa zaradi tega, ker Robot Studio ne podpira

vseh formatov, sploh pa ne naša študentska verzija. Nato sem v Robot Studio vstavil mizo in

jo pravilno nastavil. V programu Robot Studio sem zmodeliral obdelovanec. Ko sem naredil

obdelovanec, sem lahko začel dodajati prve točke na robovih. To pa zaradi tega, da bo robot

vedel, kam mora z orodjem potovati. Po določevanju točk sem si lahko prikazal, kako je

obrnjeno orodje. Sprva mi je prikazalo, da imam narobe obrnjeno orodje, zato sem ga pravilno

postavil. Na koncu sem še samo ustvaril Path, kjer sem dodal vse Target. S tem sem zaključil

vajo 1, s katero je simulacija delovala.

Slika 4.2: Prikaz vaje iz Slovenskih navodil za zagon programa

Končana Slovenska navodila za zagon programa sem dal prijatelju in mu naročil, naj naredi

vajo. Tako sem ugotovil, ali sem naredil pravilen program in ali bo deloval po mojih

postopkih. Izkazalo se je, da sem naredil nekaj manjših napak pri nastavitvi mize. Na kuncu

pa sem ugotovil, da sem do simulacije naredil pravilen postopek.


- 27 -

5 ZAKLJUČEK

Programski paket Robot Studio za računalnik je zelo priporočljiv za velika podjetja, saj pri

načrtovanju nove linije z roboti lahko že vnaprej prikažemo, kako bi delovala, ter imamo že

narejen tudi sam program, tako da lahko pri realni izdelavi samo postavimo stroje na pravilna

mesta ter prenesemo program, ki smo ga izdelovali z Robot Studiom. Zaradi tega ima

program vgrajen isti virtualni krmilnik kot realni roboti. Ta del nas tudi finančno manj stane,

kot bi nas v primeru, če bi najprej postavili robote in potem popravljali napake. Težave sem

imel tudi pri iskanju literature, saj le-te ni veliko na razpolago. Tudi pri sami povezavi s

strežnikom sem imel težave, ko sem odprl program Robot Studio. To napako sem odpravil

tako, da sem izklopil protivirusni program in sem nato lahko normalno uporabljal Robot

Studio, saj drugače nisem dobil vseh funkcij, da bi jih lahko uporabljal. Tudi pri izdelavi

simulacije sem imel nekaj težav, saj nisem imel dovolj literature.


- 28 -

6 LITERATURA

- ABB: Robot Studio. Dostopno na WWW: http://www.abb.co.uk [20.4.2012].

- Cad blog: Robotstudio [svetoni splet]. Dostopno na WWW:

http://cadblog.info/category/robotstudio/ [20.4.2012].

- Gidinceanu. Dostopno na WWW: http://gidinceanu.com/category/blog-posts/robotstudio-ro/

[19.4.2012].

- Oscarseek. Dostopno na WWW:

http://www.oscarseek.com/item/ABB+Robot+Studio+Tutorial [21.4.2012].

- Youtube [svetovni splet]. Dostopno na WWW:

http://www.youtube.com/user/RobotStudio/videos [20.4.2012].

- Wn. Dostopno na WWW: http://wn.com/RobotStudio [20.4.2012].

- Žiga Majdič. Uporaba in aplikacije simulacijskega okolja ABB, str. 1-4.

http://www.abb.co.uk/

http://cadblog.info/category/robotstudio/

http://gidinceanu.com/category/blog-posts/robotstudio-ro/

http://www.oscarseek.com/item/ABB+Robot+Studio+Tutorial

http://www.youtube.com/user/RobotStudio/videos

http://wn.com/RobotStudio


- 29 -

7 PRILOGE

Priloga 1: Slovenska navodila za zagon programa Robot Studio.

modeliranje proizvodnih sistemov z robot studio abb · 2.2 program robot studio abb s programom...

Documents