Einweisung in Off-line-Programmierübung mit dem ABB- Roboter YuMi (Irb14000)

Transkript

1 Einweisung in Off-line-Programmierübung mit dem ABB- Roboter YuMi (Irb14000)

2 Roboter Yumi Irb14000 (ABB) Kenndaten: kollaborativer zweiarmiger Roboter je Arm 7 Achsen Nennlast 500g abzüglich der Hände: 238g Posewiederholgenauigkeit: 0,02 mm max. TCP-Geschwindigkeit: 1,5 m/s max. TCP-Beschleunigung: 11 m/s² Kollisionskontrolle zwischen beiden Armen und Grundkörper Manuelles Bewegen der Roboterarme zum Teachen möglich Greiferhände: Servogreifer mit Kraftbegrenzung auf maximal 20N sowie Kraft- und Wegsteuerung Sauggreifer Kamera (linke Hand) nicht in Übung verwendet Folie 2

3 Simulationssystem RobotStudio (ABB) RobotStudio: basierend auf dem Virtual Controller (Kopie der Originalsteuerung) Ermöglicht Modellierung von Roboterzellen mit ABB-Robotern (Planung) Simulations- und Testfunktionen für Roboterprogramme (Off-line- Programmierung) für ABB-Roboter Folie 3

4 Aufgabenstellung für Programmierübung Alle Würfel mit der 6 nach oben in zugeordnete Position ablegen (6 = Fläche gegenüber vom Punkt) Beide Arme mit Fingergreifer und Sauggreifer nutzbar Saugreifer nur von oben anwendbar bzw. wenn Teil im Fingergreifer Folie 4

5 Aufgabeninhalte der Programmierübung Ablauf der Programmierübung: Vorbereitungsphase vor Arbeit mit RobotStudio Konzipierung eines Ablaufes für beide Roboterarme basierend auf der Aufgabenstellung Tutorien Getting started 1-5 ansehen Planung der Pfade und Positionen unter Berücksichtigung der verschiedenen Tooldefinitionen Arbeit mit RobotStudio (ein Termin max. 2 DS) Anlegen der Pfade und Positionen (Menü Home) Überprüfung und Anpassung der Konfiguration (Menü Home) - Test der Bahnbewegung Ergänzung der Bewegungspfade mit den Kommandos für den Greifer Synchronisation in Rapid Ergänzung der Programme mit den Logikfunktionen Test der Programme bis zur vollständigen Lauffähigkeit Test der Programme am realen Roboter (ein Termin max. 60 Minuten) Erprobung der Programme Vorführung zu Teach-Funktion und Kalibrierung Folie 5

6 Hinweise zur Konzipierung des Ablaufes Ein paralleles Greifen nebeneinander liegender Würfel führt zu einer Kollision. Das Aufnehmen der Würfel mit dem Sauggreifer ist nur von oben möglich oder aus der anderen Fingerhand eine Übergabe des Würfels von Sauggreifer zu Saugreifer ist nicht zulässig Das Greifen mit der Fingerhand ist nur quer zur Würfelanordnung möglich (Greifer kollidiert sonst mit dem Nachbarwürfel) Das Ablegen der großen Würfel ist nur mit dem Sauggreifer möglich. (Greifer kollidiert sonst mit der Ablagekiste). Folie 6

7 Hinweise zur Planung der Pfade und Positionen Die Positionen eines Pfades sind die Ziele für die Bewegung Das jeweilige Tool-Koordinatensystem wird mit der Position in Deckung gebracht Beim Greifen mit dem Fingergreifer muss die Greifposition so definiert werden, dass die Finger nicht mit dem Tisch kollidieren. Beim Saugreifer muss die Greifposition identisch zur Oberfläche des Würfels sein. Bei Würfelübergabe müssen die Abstände aus den Würfelgröße und der TCP-Definition ermittelt werden Folie 7

8 Tooldefinitionen des Roboters In dem Simulationsmodell sind folgende Tools schon angelegt Tool0 Position 0;0;0 Orientierung 0;0;0 Servo Position 0;0;114,2 Orientierung 0;0;0 Abstand TCP bis Fingerspitze: 21,8 mm VacuumOne Position 65,8;18,5;37,5 Orientierung 0;90;0 Folie 8

9 Tooldefinitionen des Roboters Alle Toolangaben beziehen sich auf das blaue Koordinatensystem rechts Tool0: blaues Koordinatensystem Servo: rotes Koordinatensystem VacuumOne grünes Koordinatensystem Z X Z Y Folie 9

10 Bezugskoordinatensystem Alle Bahnpunkte sollten bezogen auf das Werkobjekt-Koordinatensystem Workobject_Page erstellt werden. Dadurch können die Bewegungsprogramme besser kalibriert werden. (nicht wobj0) Workobject_Page Folie 10

11 Lage der Würfel in Bezug zu Werkobjekt 70,-70,0 70,-20,0 65,25,0 65,65,0 170,-20,0 Würfel 30x30x30 Würfel 40x40x40 170,30,0 165,75,0 165,115,0 Folie 11

12 RobotStudio - Grundprinzip Modellwelt Anlegen der Modellelemente (Roboter, Greifer, ) Anlegen von Koordinatensystemen Anlagen von Pfaden und Prozeduren Einrichten der Simulationslogik Steuerungswelt Bedienen der virtuellen Steuerung (einschließlich FlexPendant) Editieren der Roboterprogramme Testen der Roboterprogramme (Starten der Abarbeitung) Folie 12

13 RobotStudio Modellwelt Datenobjekte Komponenten im Layout Mechaniken (Roboter) Komponenten (Bauteile, Vorrichtungen,..) Koordinatensysteme Pfade und Positionen (je Roboterarm) Werkzeugdaten Werkobjekte & Positionen Pfade und Prozeduren Folie 13

14 Koordinatensystem Position - Instruktion Koordinatensysteme Sind Bestandteil des Layouts, wie alle anderen Geometrieobjekte (Roboter, Greifer, Peripherie) enthalten Position und Orientierung Positionierhilfe beim Definieren von Tools, Workobjects und Positionen Positionen (Robtarget) Sind Bestandteil von Pfaden und Prozeduren, neben Position und Orientierung enthalten sie die Konfiguration und die Stellung der 7. Achse Positionen teachen oder einzeln erstellen oder an Kanten erstellen Positionen zum Pfad hinzufügen Instruktionen Sind Bestandteil von Pfaden und Prozeduren, enthalten neben Position (Robtarget) den Bewegungstyp, die Geschwindigkeit, den Zonenparameter (Überschleifen), Tool, und weiteres Instruktion teachen Wichtig: Beim Erzeugen von Instruktionen werden die Voreinstellungen benutzt (untere Leiste) Folie 14

15 Empfohlene Schritte zum Anlegen von Positionen Unter Einstellungen: Task, Werkobjekt und Werkzeug einstellen Über Freihand Bewegen den Roboterarm nahe der gewünschten Position bringen Position teachen Position fein korrigieren (nächste Folie) Folie 15

16 Empfohlene Schritte zum Anlegen von Positionen Position fein korrigieren: Erzeugte Position anwählen (hier Target_10) Mit rechter Maus Position ändern Position festlegen anwählen Als Referenz Ursprung einstellen (eingestelltes Workobjekt) Koordinatenwerte auf gewünschte Werte korrigieren und übernehmen Eventuell Standardbenennung durch Umbenennen ändern Folie 16

17 Positionen in Pfade mit Instruktion wandeln Erzeugte Position anwählen und rechte Maustaste betätigen Zu neuem Pfad hinzufügen bzw. für weitere Positionen Zu Pfad hinzufügen Vorher einstellen: Bewegungstyp: Joint oder Linear Geschwindigkeit: v_uebung Überschleifen: fine Workobjekt: Workobject_Page Folie 17

18 Pfade mit Konfiguration einstellen und testen Achtung: Ein Konfigurationswechsel ist nur bei MoveJ (Point-to-Point) möglich Beim Teachen wird die aktuelle Konfiguration des Roboters übernommen Bei Position erstellen muss die Konfiguration nachträglich definiert werden Pfade dürfen beim Ausführen von Autokonfiguration und Auf Pfad bewegen erst nur die Bewegungsinstruktionen enthalten Konfiguration für gesamten Pfad einstellen mit Autokonfiguration (normal für lineare und zirkulare Bewegungsinstruktionen) Test des Bewegungsverhaltens durch Auf Pfad bewegen Folie 18

19 Pfade mit den Greifer-Funktion ergänzen Für jeden Roboterarm sind Prozeduren zum Betätigen des Greifers und eine Initialisierungsfunktion vorbereitet: Initialisierung: stellt den Ausgangszustand des Modells wieder her Gr_Calibrate_L/R: schließt den Greifer kalibriert die Null-Lage ein (wird in der Initialisierung aufgerufen) Gr_GripIn_L/R: schließt den Servo-Greifer (Finger) zum Greifen eines Bauteils Gr_JogOut_L/R: öffnet den Servo-Greifer (Finger) zum Loslassen des Teils Gr_VacuumOn1_L/R: Sauggreifer wird eingeschalten (in der Simulation muss das Sensorelement des Sauggreifers das Bauteil berühren) das Teil wird durch den Sauggreifer gehalten Gr_VacuumOff1_L/R: Saugwirkung wird ausgeschalten, das Bauteil wird losgelassen Folie 19

20 Pfade mit den Greifer-Funktion ergänzen Greiferfunktion in Pfad einfügen: Auf Zeile im Pfad gehen, nach der eingefügt werden soll Rechte Maustaste drücken Prozeduraufruf der Greiferfunktion einfügen Logikinstruktionen einfügen: Setzen von Ausgängen Warten auf Eingänge Folie 20

21 Programmstruktur in der Modellwelt Grundsätzlicher Programmaufbau: Jeder Roboterarm besitzt eine Startroutine main Diese Startroutine muss alle weiteren Programmteile aufrufen (im Beispiel links werden die Prozeduren Initialsierung, Path_10, Path_20 und Path_30 aufgerufen und abgearbeitet) Path_10 enthält im Beispiel links Bewegungsinstruktionen und die Greiferaufrufe Folie 21

22 RobotStudio Synchronisation RobotStudio mit virtueller Steuerung (Abbild der Originalsteuerung) Modellwelt Werkzeugdaten Werkobjekte & Positionen Pfade und Prozeduren Steuerungswelt Rapid-Programme bestehend aus den Programmmodulen CalibData MainModule Module1 Reale Steuerung Download Upload Steuerungswelt Rapid-Programme bestehend aus den Programmmodulen CalibData MainModule Module1 Folie 22

23 RobotStudio Synchronisation Modellwelt Steuerungswelt Folie 23

24 Test der Programme in der Menüebene Rapid Starten der Programmabarbeitung: Kontrollieren das beide Tasks angewählt sind Programmzeiger folgen ausschalten (abgewählt) Programmzeiger in allen Task auf Main setzen Betätigen von Start Abbruch durch Betätigen von Stopp Folie 24

25 Vorbereitete boolsche Variablen für Handshake Folie 25

26 Beispielprogramm für Handshake bei Übergabe!Fahrt zur Übergabeposition MoveL Target_Uebergabe_Grip_Pos_vor,v1000,fine,Servo\WObj:=Workobject_Page;!Warten auf Zustand von anderem Roboterarm Würfel in Position zur Übergabe WaitUntil cube_in_pos_r=true;!fahren in Greifposition MoveL Target_Uebergabe_Grip_Pos,v1000,fine,Servo\WObj:=Workobject_Page;!Greifer schließen Gr_GripIn_L;!Zustand an anderen Roboterarm melden Würfel gegriffen cube_in_new_hand_l:=true;!warten auf Zustand von anderem Roboterarm Würfel losgelassen WaitUntil cube_free_r=true;!achtung: nochmaliges Greifen notwendig, da das Loslassen durch den anderen Arm auch diese Bauteil-Bindung löst Gr_GripIn_L;!Rücksetzen der Variable cube_in_new_hand_l cube_in_new_hand_l:=false;!wegfahren aus Übergabeposition MoveL Target_Uebergabe_Grip_Pos_vor,v1000,fine,Servo\WObj:=Workobject_Page; Folie 26