„Niewiarygodne”! – Tak na pierwszy rzut oka, ktoś kto nie orientuje się w szeroko pojętym temacie automatyki i robotyki, może określić ruchy robota przemysłowego. Zwłaszcza pracującego z pełną prędkością przy skomplikowanym procesie produkcyjnym.
Piekielnie szybka precyzja małych i średnich robotów czy też imponujący udźwig narzędzi i detali o łącznej wadze przekraczającej 500 kg dużych robotów, czasem obok zachwytu wzbudzają grozę. Wtedy i obserwator może niesłusznie zacząć kreować w głowie obraz robota przemysłowego jako prymitywnego Terminatora.
Sytuację taką przedstawiono w teledysku do piosenki The Chemical Brothers – Believe, gdzie bohater wręcz ucieka przed robotami. Jest to jednak złe podejście. Gdy czegoś nie wiemy – warto zasięgnąć wiedzy. Osoby znające temat wiedzą, że wciśnięcie danego przycisku na panelu robota spowoduje przesłanie żądania przesunięcia ramienia w danym kierunku. Informacja jest przetwarzana przez komputer. Przeliczane są wymagane obroty na poszczególnych osiach, a następnie sygnały trafiają do wzmacniaczy i serwomotorów i itd.
Tak po krótce można opisać proces przesunięcia ramienia robotycznego w przestrzeni. Oczywiście, ruch ten można wykonać na kilka sposobów – ręcznie bądź automatycznie, z dużą lub małą prędkością, osiowo lub liniowo itd. Zacznijmy od początku – uporządkujmy to co wiemy, żeby tym lepiej tworzyć dobre programy.
Kolokwialne stwierdzenie „poruszać robotem” oznacza przesuwanie ramienia manipulatora robota przemysłowego w zadanym przez robotyka kierunku. Z angielskiego przyjęło się też słowo „dżogować” (od jogging – manualy move robot). Zatem możemy dżogować robotem do wybranej pozycji ręcznie. Wybieramy oś układu współrzędnych (np. kartezjańskie X, Y, Z) lub daną oś ramienia (np. joint 3: J3) a następnie, spełniając odpowiednie warunki załączenia się napędów w robocie, naciskamy przycisk + lub – i przemieszczamy się do wybranej pozycji. Możemy zapisać te pozycje w programie, a następnie w pewnej ustalonej przez nas sekwencji ruchów wykonywać je po kolei.
Sposoby poruszania się robota przemysłowego w przestrzeni
Robotem można poruszać w kilku układach współrzędnych. Natywnym dla robota – czyli każdym silnikiem po kolei, lub ułatwiającymi koordynację ruchów robota przez ludzi – prostokątnymi układami współrzędnych (tzw. układy kartezjańskie). Ich środki są zaczepione w różnych miejscach. W niektórych robotach spotyka się też układy promieniowe lub cylindryczne. Poruszamy się po wektorze wysokości cylindra (oś Z), po promieniu cylindra (oś X) oraz po obwodzie cylindra (oś Y). Taką możliwość ruchu daje nam producent robotów Mitsubishi.
Układ osi na robocie
Poruszamy się w nimi wybierając odpowiedni typ ruchu. Zazwyczaj za daną oś odpowiadają dwa przyciski (+ oraz – ). Jednakże część producentów zdecydowała się dostarczyć panele z joystickami 3 lub 6 osiowymi – to rozwiązanie ma swoich zwolenników i przeciwników.
Wybór typu ruchu w KUKA lub w ABB
Definiowane układy kartezjańskie
Aby ramię robota mogło się przemieścić do pewnej żądanej przez nas pozycji musimy wiedzieć gdzie znajdują się początki układów odniesienia.
Pierwszym głównym układem odniesienia robota jest układ bazowy zlokalizowany w podstawie robota – dokładne położenie określa producent, ale zazwyczaj znajduje się na środku podstawy robota a przez jego początek przechodzi oś obrotu osi pierwszej. Bardzo często oznaczany jest jako WORLD. Najczęściej układ ten jest prawoskrętny, a jego orientacja jest następująca – zwrot osi X jest skierowany na wprost, a zwrot osi Y skierowany jest w lewo (patrząc od tyłu robota). Z zasady prawej dłoni wiemy, że oś Z skierowana jest do góry.
Zasada prawej dłoni
Drugim głównym układem współrzędnych robota jest układ narzędzia – często określany jako Tool 0. Jest to układ mający swój początek dokładnie na środku flanszy robota, a przez tenże przechodzi oś obrotu osi 6 (flansza to określenie tak mocno zapożyczone, że weszło do słownika pojęć. To miejsce na ostatniej osi, gdzie mocuje się narzędzie).
Układ ten również jest prawoskrętny, ale jego orientacja zależy od producenta. Dla dla robotów Mitsubishi Electric typu SCARA orientuje tool 0 z osią Z skierowaną do góry (w głąb ramienia). Dla robotów 6-osiowych orientuje przeciwnie. Najłatwiej jest to sprawdzić w dokumentacji danego robota – lub po prostu dżogować robotem, pamiętając o wybraniu „zerowego” układu narzędzia. Każdy dodatkowy układ określony przez użytkownika odnosi się do tych dwóch podstawowych układów.
Układ narzędzia
Dodatkowy układ współrzędnych bazy czy też układ współrzędnych narzędzia użytkownika określany jest pewnymi metodami – jakimi? Tego dowiecie się w kolejnych artykułach. Najważniejszą ich cechą jest to, że pomagają użytkownikowi robota na łatwiejsze poruszanie się ramieniem robotem. Definiujemy je dla własnej wygody. Jeśli np. półki, na które robot musi odkładać detale są pod kątem – tworzymy układ, którego osie będą zgodne z taką orientacją.
Koniec części pierwszej …
Zobacz poprzedni wpis!
Autor: Kamil Mamoń
