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Laboranleitung zum Praktikum Automatisierungs- und Energiesysteme
(AEPr)
Versuch 5:
Einführung in die Robotik
(Stand: 19.04.2018)
Lehrstuhl für
Automatisierungs- und Energiesysteme
Prof. Dr.-Ing. Georg Frey
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 2
Inhaltsverzeichnis
1. DEFINITIONEN .......................................................................................................................................... 4
1.1 INDUSTRIEROBOTER ........................................................................................................................................ 4
1.2 AUTONOMES FAHRZEUG UND MOBILER ROBOTERARM ................................................................................... 4
1.3 KINEMATIK ..................................................................................................................................................... 4
1.4 FREIHEITSGRAD ............................................................................................................................................... 4
1.5 BEWEGUNGSACHSE ......................................................................................................................................... 5
1.6 KOORDINATENSYSTEME .................................................................................................................................. 5
1.7 WEITERE BEGRIFFE ......................................................................................................................................... 6
2. AUFBAU VON INDUSTRIEROBOTERN ................................................................................................ 7
2.1 EIN INDUSTRIEROBOTER BESTEHT AUS DEN TEILSYSTEMEN ........................................................................... 7
2.2 STEUERUNGEN ................................................................................................................................................ 8
2.2.0 Kenngrößen ......................................................................................................................................... 10
2.2.1 Pose-Genauigkeit ................................................................................................................................ 10
2.2.2 Wiederholungsgenauigkeit .................................................................................................................. 10
2.2.3 Vergleich Pose-Genauigkeit und Wiederholungsgenauigkeit ............................................................. 10
2.2.4 Programmierung ................................................................................................................................. 10
3. ROBOTERANWENDUNG ....................................................................................................................... 12
3.1 GRÜNDE FÜR DEN EINSATZ VON INDUSTRIEROBOTERN ................................................................................. 12
3.2 EINSATZGEBIETE FÜR INDUSTRIEROBOTER ................................................................................................... 12
3.2.0 Industrieroboter mit Werkzeughandhabung ........................................................................................ 12
3.2.1 Industrieroboter mit Werkstückhandhabung ....................................................................................... 12
4. PRAKTIKUMSVERSUCH I: STATION ROBOTER ............................................................................ 13
4.1 SICHERHEITSHINWEISE .................................................................................................................................. 13
4.2 TECHNISCHE DATEN...................................................................................................................................... 14
4.3 AUFBAU UND FUNKTION ............................................................................................................................... 15
4.4 FUNKTION ..................................................................................................................................................... 15
4.5 ABLAUFBESCHREIBUNG ................................................................................................................................ 16
4.6 BESCHREIBUNG DER MODULE ....................................................................................................................... 17
4.7 SICHTPRÜFUNG ............................................................................................................................................. 23
4.8 VERSUCHSVORBEREITUNG ............................................................................................................................ 23
4.9 VERSUCHSDURCHFÜHRUNG .......................................................................................................................... 23
5. PRAKTIKUMSVERSUCH II: PROGRAMMIEREN DER MONTAGEEINHEIT ........................... 24
5.1 AUFBAU UND FUNKTION ............................................................................................................................... 24
5.2 FUNKTION ..................................................................................................................................................... 26
5.3 ABLAUFBESCHREIBUNG ................................................................................................................................ 26
5.4 BESCHREIBUNG DER MODULE ....................................................................................................................... 28
5.5 VERSUCHSVORBEREITUNG ............................................................................................................................ 29
5.5.1 Orientierung des Werkstück ................................................................................................................ 29
5.6 LAGERN DER FERTIGEN TEILE ....................................................................................................................... 30
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 3
5.7 VERSUCHSDURCHFÜHRUNG .......................................................................................................................... 30
6. LITERATURVERZEICHNIS................................................................................................................... 32
7. ABBILDUNGEN ........................................................................................................................................ 32
8. ANHANG: ................................................................................................................................................... 33
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 4
1. Definitionen
1.1 Industrieroboter
Manipulierende Industrieroboter sind nach DIN EN ISO 8373 automatisch geführte, mit drei
oder mehr frei programmierbaren Bewegungsachsen ausgerüstete Mehrzweckmanipulatoren,
die entweder ortsfest oder mobil in industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Sie führen
Greifer oder Werkzeuge (Endeffektoren).
In der jeweiligen Anwendung ist ein Industrieroboter zentraler Teil eines automatisierten
Arbeitssystems. Mit den zur Tätigkeitsausführung notwendigen Arbeits- bzw. Betriebsmitteln
bildet er das Industrierobotersystem.
1.2 Autonomes Fahrzeug und mobiler Roboterarm
Ein autonomes Fahrzeug ist ein Gefährt, das frei navigiert. Navigation umfasst dabei die
Planung, Ortung, Bahnsteuerung und Kollisionsvermeidung. Ein mobiler Roboterarm ist
demnach ein autonomes Fahrzeug, das mit mindestens einem Roboterarm ausgerüstet ist und
neben den Fahraufträgen auch Handhabungsaufgaben ausführt, vgl. Abb. 1.
Abb. 1: Prinzipieller Aufbau eines ortsfesten Industrieroboters und eines mobilen Roboterarms 1
1.3 Kinematik
Die Kinematik ist der Teil der Mechanik, in dem allein die Bewegung der Körper ohne
Rücksicht auf die sie verursachenden Kräfte untersucht wird. Dabei hat die Kinematik rein
geometrischen Charakter. Zur Darstellung aller Bewegungen dienen die Begriffe: Bahn,
Geschwindigkeit und Beschleunigung.
1.4 Freiheitsgrad
Der Freiheitsgrad f ist nach DIN EN ISO 8373 eine der Variablen, die erforderlich sind um die
Bewegung eines Körpers im Raum zu beschreiben, oder anders ausgedrückt die Anzahl der
möglichen unabhängigen Bewegungen (Translation, Rotation) eines Körpers gegenüber einem
Bezugssystem. Bei Robotern, die im Prinzip kinematische Ketten mit mehreren Gliedern und
Gelenken sind, findet eine Aneinanderreihung von Bezugssystemen statt.
1 Abbildung: [1] S. 739
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 5
1.5 Bewegungsachse
Bewegungsachsen sind geführte, unabhängig voneinander angetriebene Glieder. Bei Robotern
dienen diese Achsen zur Erzeugung definierter Bewegungen zum Positionieren und Orientieren
von Objekten.
1.6 Koordinatensysteme
In der Norm DIN EN ISO 8373 und DIN EN 29 787 werden die nachfolgenden
Koordinatensysteme für Industrieroboter definiert:
Weltkoordinatensystem X0,Y0,Z0: Stationäres Koordinatensystem mit der Erde als
Bezug, das unabhängig von der Bewegung des Roboters ist.
Basiskoordinatensystem X1,Y1,Z1: Koordinatensystem mit Bezug auf die
Basismontagefläche des Roboters
Gelenkkoordinatensystem θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6 (hier: θ = J): Koordinatensystem mit Bezug
auf die Gelenkachsen, deren Gelenkkoordinaten in Bezug auf die vorhergehenden
Gelenkkoordinaten oder auf ein anderes Koordinatensystem definiert sind.
Werkzeugkoordinatensystem XWZ,YWZ,ZWZ: Koordinatensystem mit Bezug auf das
Werkzeug oder der an die mechanische Schnittstelle gekoppelten Endeffektor, wird
auch als Tool-Center-Point, kurz TCP, bezeichnet. Der TCP ist entsprechend der
Funktion des Werkzeugs geschickt zu wählen z.B. Bohrerspitze.
Abb. 2: Koordinatensysteme eines Industrieroboters2
2 Abbildung: [1]: S. 741
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 6
1.7 Weitere Begriffe
Achse: verbindet 2 starre Elemente rotatorisch/translatorisch
Arbeitsraum: Menge aller Punkte an denen sich der TCP befinden kann
Hauptachsen: Dienen zum Positionieren des Endeffektors, d.h. des Werkzeugs oder
Werkstücks im Raum.
Regelung
o Geschlossener Wirkkreislauf (Regler, Regelstrecke)
o Ziel ist es möglichst schnell, aber ohne Überschwingen die Istposition einer
Bewegungsachse der vorgegebenen Sollposition anzugleichen (Servoregelung,
Folgeregelung)
o Kaskadenregelung: Geschachtelter Regelkreis – Beschleunigung (Strom),
Geschwindigkeit (Drehzahl, Spannung), Winkelposition
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 7
2. Aufbau von Industrierobotern
2.1 Ein Industrieroboter besteht aus den Teilsystemen
Kinematik
Antriebe
Messsysteme
Endeffektor (Werkzeug, Greifer)
Steuerung und ggf.
Sensoren
Die Hauptaufgaben der Kinematik sind das Herstellen der räumlichen Zuordnung zwischen
dem Werkstück, dem Werkzeug und der Fertigungseinrichtung sowie das Führen des
Werkzeugs. Die Antriebe dienen der Umwandlung und Übertragung der notwendigen Energie
zu allen Bewegungsachsen, deren Lage und Geschwindigkeit mit Hilfe der Messsysteme
ermittelt wird. Mit Hilfe von Werkzeugen und Greifern wird die Wechselwirkung zwischen
Roboter und Werkstück ermöglicht. Die Steuerung speichert und überwacht den
Programmablauf und gestattet die Kommunikation mit Fertigungseinrichtungen oder
Leitsystemen. Über Sensoren werden Zustände des Handhabungsobjekts erfasst, physikalische
Größen gemessen, Werkstücke identifiziert bzw. deren Lage ermittelt.
Der Arbeitsraum des Industrieroboters wird durch mechanische Endanschläge begrenzt. Daher
ergeben sich in Abhängigkeit der verwendeten Achsen (translatorisch/rotatorisch)
verschiedene Anwendungsbereiche.
Abb. 3: Typische Konfigurationen der Grundachsen von IR und dem zugehörigen Arbeitsraum3
Abhängig von den späteren Einsatzgebieten ist der entsprechende Robotertyp zu wählen. So
muss der Vertikalknickarmroboter nicht immer die erste Wahl sein. So ist beim Laser-zuschnitt
von Metallplatten ein kartesicher Roboter vorzuziehen. Dieser bietet günstigere
3 Abbildung: [1] S.744
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 8
Aufstellbedingungen und damit Raumeinsparung in der Fabrikhalle.
Auch eventuell notwendige Traglasten die in ihrer Position manipuliert werden, müssen in der
Auswahl berücksichtigt werden.
2.2 Steuerungen
Die globale Funktionsstruktur einer Industrierobotersteuerung zeigt Abb. 4. Der Interpreter
dekodiert die Befehle aus dem Handbediengerät oder aus dem Anwenderprogramm und
unterscheidet zwischen Bewegungs- und Schaltfunktionen. Prinzipiell werden die beiden
Bewegungssteuerungsarten Punktsteuerung und Bahnsteuerung bei Industrierobotern
unterschieden.
Bei der Bahnsteuerung werden einzelne Punkte eines Arbeitsraums ohne
Funktionszusammenhang zwischen den Achsen angefahren. Die Gelenkkoordinaten werden
zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt linear interpoliert, so dass zwischen den beiden
Punkten eine undefinierte Bewegung des Endeffektors auftritt. Hierdurch kann es zu
Zusammenstößen des Endeffektors/Arme des Industrieroboters mit der Umgebung innerhalb
des Arbeitsraums kommen. Man differenziert bei der Bahnsteuerung zwischen asynchronen,
synchronen und vollsynchronen Punkt-zu-Punkt-Bewegung.
Abb. 4 globale Funktionsstruktur einer Industrierobotersteuerung
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 9
Asynchrone Punkt-zu-Punkt-Bewegung: Jede Achse des Roboter verfährt vollständig
unabhängig von anderen Achsen zu ihrer Zielstellung. Hierdurch kommen die Achsen
nicht zum gleichen Zeitpunkt zum Stillstand
Synchrone Punkt-zu-Punkt-Bewegung: Durch die Steuerung wird die Achse mit der
größten Bahndauer, die sogenannte Leitachse, bei einem Bewegungssegment bestimmt
und die Geschwindigkeiten der anderen Achsen werden so vermindert, dass alle Achsen
zum gleichen Zeitpunkt ihr Ziel erreichen. Da durch die Leitachse vorgegeben ist, wie
lange eine Bewegung dauert, wird die Verfahrzeit nicht erhöht, jedoch insgesamt durch
kleinere Geschwindigkeiten und damit kürzere Beschleunigungs- und Bremszeiten die
mechanische Belastung des Industrieroboters vermindert.
Vollsynchrone Punkt-zu-Punkt-Bewegung: Nicht nur die Verfahrzeiten sind gleich,
sondern auch die Beschleunigungs- und Bremszeiten, wodurch sich eine bessere
Fahrkurve in dem Sinne ergibt, dass sich die Position des Endeffektors nicht so weit von
Ziel- und Startpunkt im kartesischen Raum entfernt
Bei der Bahnsteuerung wird im Gegensatz zur Punktsteuerung eine Bahn zwischen definierten
Raumpunkten abgefahren. Die Bahn wird durch Zwischenpunkte definiert, die durch ein
Interpolationsverfahren berechnet werden. Zwischen den einzelnen Bahnsegmenten herrschen
dieselben Verhältnisse wie bei einer Punktsteuerung, so dass die Bahngenauigkeit wesentlich
vom Interpolationstakt abhängt. Übliche Interpolationsarten einer Bahnsteuerung zeigt. Abb. 5
Abb. 5: Bahnverlauf bei verschiedenen Interpolationsarten einer Bahnsteuerung4
4 Abbildung: [1] S. 753
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 10
2.2.0 Kenngrößen
2.2.1 Pose-Genauigkeit
Die Posegenauigkeit eines Industrieroboters ist ein maßgebendes Kriterium für die erreichbare
Genauigkeit z.B. bei der Positionierung von Werkstücken und damit auch für die Anwendung
des Roboters überhaupt. Die Bewertung der Posegenauigkeit ist in der Norm festgelegt. Die
Posegenauigkeit gibt die Abweichung zwischen einer Sollpose und dem Mittelwert der Istposen
an, die sich beim Anfahren der Sollpose aus derselben Richtung ergeben.
2.2.2 Wiederholungsgenauigkeit
Die Wiederholungsgenauigkeit gibt an, wie genau ein Roboter bei mehrfachem Anfahren einer
Pose aus der gleichen Richtung positioniert und ist als durchschnittliche Abweichung zwischen
den Istposen zu bewerten. Die Wiederholgenauigkeit kann ohne Kenntnis der genauen Lage
des Bezugskoordinatensystems gemessen werden, da keine Sollpose zum Vergleich
herangezogen werden muss.
2.2.3 Vergleich Pose-Genauigkeit und Wiederholungsgenauigkeit
Ein Vergleich zwischen den beiden Kenngrößen zeigt, dass eine gute Pose-Genauigkeit nicht
automatisch auf eine gute Wiederholungsgenauigkeit schließen lässt. Daher sollten beide
Kenngrößen gleichermaßen berücksichtigt werden.
Abb. 6: Vergleich Pose-Genauigkeit und Wiederholungsgenauigkeit5
2.2.4 Programmierung
Je nach Komplexität der Aufgabe und abhängig von der Anwendung haben sich in diesem
Bereich unterschiedliche Programmiertechniken herausgebildet. Diese werden grob eingeteilt
in direkte (online) und indirekte (offline) Programmierverfahren. Zu den direkten
Programmierverfahren gehören die bewegungsorientierten Verfahren:
- Manuelles Programmieren über Tastatur
- Programmieren durch Vormachen (Play-back-Methode)
- Programmieren durch Anfahren von Stützpunkten und Abspeichern der
Koordinatenwerte (Teachen)
- Automatische, sensorgeführte Programmierung
5 Abbildung: [2] Folie 113
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 11
- Sensorgesteuerte Handführung über Programmiergriffel
Beim indirekten (offline) Programmieren wird die jeweilige Aufgabe ohne Industrieroboter mit
Hilfe einer problemorientierten Sprache textuell beschrieben. Die Programmierung erfolgt
meist in einer Hochsprache, z.B. MelfaBasic. Bei den Programmiersprachen für
Industrierobotern unterscheidet man zwischen impliziten (umweltorientierten) und expliziten
Sprachen. Implizite Sprachen gehen von einer bekannten Umwelt des Industrieroboters aus, die
beschrieben werden muss. In einem Modell werden die räumlichen Gegebenheiten
(Verfahrbereich, Kollisionsbereich), der Roboteraufbau und die Objektverhältnisse zueinander
vollständig angegeben werden. Der Programmierer beschreibt hierbei nur noch den
Handlungsablauf. Alle weiteren für die Bearbeitung notwendigen Daten werden durch die
Verarbeitungsprogramme selbst zur Erzeugung kollisionsfreier Bewegungsbahnen ermittelt.
Bei der expliziten Programmierung hingegen wird der Verfahrweg des Handhabungsgeräts
zwischen verschiedenen Positionen vom Programmierer und Berücksichtigung der
Kollisionsfreiheit beschrieben. Hierzu können die Sprachen der verschiedenen
Roboterhersteller verwendet werden.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 12
3. Roboteranwendung
3.1 Gründe für den Einsatz von Industrierobotern
Ziele der Fabrikplanung sind:
Kurze Zeit für den Bau der Fertigungseinrichtungen
Kurze Umrüstzeiten bei Produktumstellung
Vereinheitlichte Module und Anlagenkomponenten
Vereinheitlichte Bedienung und Programmierung
Wiederverwendbare Komponenten
Der Industrieroboter vereint viele dieser Vorteile:
Flexible Kinematik mit vielen Freiheitsgraden
Einfach programmierbar und umprogrammierbar
Betrieb mit unterschiedlichen Programmen möglich
In Verbindung mit intelligenten Sensoren nutzbar
Anschluss und Steuerung von flexibler Peripherie möglich
3.2 Einsatzgebiete für Industrieroboter
3.2.0 Industrieroboter mit Werkzeughandhabung
Hierbei führt der Roboter ein Werkzeug (z.B. Schweißzange, etc…) um Fertigungsaufgaben
durchzuführen. Die wichtigsten Einsatzbereiche sind:
Punktschweißen
Bahnschweißen
Kleber aufbringen
Entgraten
Beschichten
Modell-Fräsen
3.2.1 Industrieroboter mit Werkstückhandhabung
Hierbei verfügt der Industrieroboter über einen Greifer mit dem er z.B. ein Werkstück
handhaben kann. Die wichtigsten Einsatzbereiche sind:
Montage
Be- und Entladen von Maschinen
Palettieren, Kommissionieren und Verpacken
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 13
4. Praktikumsversuch I: Station Roboter
Handhaben ist eine Teilfunktion des Materialflusses. Weitere
Teilfunktionen sind Fördern und Lagern (Speichern).
Nach VDI 2860 ist Handhaben das Schaffen, definiertes Verändern
oder vorübergehende Aufrechterhalten einer vorgegebenen räumlichen
Anordnung von geometrisch bestimmten Körpern
4.1 Sicherheitshinweise
Grundvoraussetzung für den sicherheitsgerechten Umgang und den störungsfreien Betrieb des
MPS ist die Kenntnis der grundlegenden Sicherheitshinweise und der Sicherheitsvorschriften.
Darüber hinaus sind die für den Einsatzort geltenden Regeln und Vorschriften zur
Unfallverhütung zu beachten.
Das MPS ist nach dem Stand der Technik und den anerkannten sicherheitstechnischen Regeln
gebaut. Dennoch können bei ihrer Verwendung Gefahren für Leib und Leben des Benutzers
oder Dritter bzw. Beeinträchtigungen an der Maschine oder an anderen Sachwerten entstehen.
Das MPS ist nur zu benutzen:
Für die bestimmungsgemäße Verwendung und
In sicherheitstechnisch einwandfreien Zustand
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 14
Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, sind umgehend zu beseitigen!
Allgemein
Die Studenten dürfen nur unter Aufsicht einer Betreuerin/eines Betreuers an der
Station arbeiten
Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Elementen, insbesondere
auch alle Hinwiese zur Sicherheit!
Elektrik
Herstellen bzw. abbauen von elektrischen Verbindungen nur in spannungslosem
Zustand!
Verwenden Sie nur Kleinspannungen, maximal 24 V DC.
Pneumatik
Überschreiten Sie nicht den zulässigen Druck von 800 kPa (8bar).
Schalten Sie die Druckluft erst ein, wenn Sie alle Schlauchverbindungen hergestellt
und gesichert haben.
Entkuppeln Sie keine Schläuche unter Druck.
Seien Sie beim Einschalten der Druckluft besonders vorsichtig. Zylinder können
selbsttätig aus- oder einfahren.
Robotik
Berühren Sie während des Betriebs kein bewegliches Teil des Roboters. Schalten Sie
den Roboter vor jeder Arbeit in Reichweite des Roboters aus.
Bewahren Sie eine nichtangeschlossene Teaching-Box wegen der Nichtwirksamkeit
der integrierten NOT-AUS Einrichtung nicht in der Nähe des Roboters auf.
Die elektrisch gesteuerte Hand des Roboters verliert bei Netzabschaltung, d.h. auch in
einer NOT-AUS Situation, ihre Haltekraft.
Mechanik
Montieren Sie alle Elemente fest auf die Platte
Greifen Sie nur bei Stillstand in die Station
4.2 Technische Daten
Parameter Wert
Betriebsdruck 600 kPa (6 bar)
Spannungsversorgung 24 V DV / 4,5A
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4.3 Aufbau und Funktion
Die Aufgabe der Station Roboter ist es
Die Materialbeschaffenheit eines Werkstückes festzustellen,
Werkstücke aus eine Aufnahme zu entnehmen,
Die Werkstücke an eine Montageposition zu transportieren und orientiert abzulegen
Werkstücke zu einem Magazin zu transportieren und sie dort abzulegen oder
Die Werkstücke an eine Folgestation weiter zugeben.
Der Aufbau der Station Roboter besteht aus:
Roboter RV-2AJ mit Steuergerät
Modul Rutsche
Modul Aufnahme
Modul Montageaufnahme
Modul Magazin
Profilplatte
Wagen
Abb. 7: Station Roboter mit Wagen
4.4 Funktion
Werkstücke werden durch eine Rutsche in eine Aufnahme transportiert. Der Roboter nimmt die
Werkstücke dort mit einem pneumatischen Greifer auf. Die Werkstücke werden in die
Montageaufnahme transportiert. Mit einem optischen Sensor wird die Orientierung der
Werkstücke kontrolliert.
Ein weiterer optischer Sensor ist im Greifer montiert. Dieser Sensor unterscheidet „schwarze“
und „nicht schwarze“ Werkstücke. In Abhängigkeit von der Farbe werden die Werkstücke in
verschiedenen Magazinen abgelegt. Die Werkstücke können auch zu einer Folgestation
transportiert werden.
In Kombination mit der Station Montieren können die Werkstücke zu einfachwirkenden
Zylindern montiert werden.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 16
4.5 Ablaufbeschreibung
Startvoraussetzung:
Werkstück befindet sich in der Aufnahme
Roboter ist in der Grundstellung
Greifer ist geöffnet.
Legen Sie das Werkstück nicht von Hand in die Aufnahme. Führen Sie das Werkstück
immer über die Rutsche der Aufnahme zu.
Ablauf
1) Wird ein Werkstück in der Aufnahme erkannt und der START Taster gedrückt, holt der
Roboter das Werkstück ab.
2) Das Werkstück wird zur Position „Umgreifen“ in der Montageaufnahme transportiert
und abgelegt.
Werkstück schwarz
3) Das Werkstück wir zur Position „Montage“ in der Montageaufnahme transportiert und
abgelegt.
4) Der Roboter greift um und transportiert das Werkstück zum Magazin „Schwarze
Werkstücke“.
5) Das Werkstück wird abgelegt
Werkstück rot/silber
6) Das Werkstück wird zur Position „Montage“ in der Montageaufnahme transportiert und
abgelegt.
7) Der Roboter greift um und transportiert das Werkstück zum Magazin „Rot/Silberne
Werkstücke“.
8) Das Werkstück wird abgelegt.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 17
4.6 Beschreibung der Module
Das Modul Rutsche dient zum Transportieren oder Lagern der Werkstücke. Durch die variable
Einstellung von Neigung und Höhe ist dieses Modul universell einsetzbar.
Abb. 8: Modul Rutsche
In der Station Roboter wird das Modul Rutsche zur Zuführung des Werkstücks zum Modul
Aufnahme verwendet.
Legen Sie das Werkstück nicht von Hand in die Aufnahme. Führen Sie das Werkstück
immer über die Rutsche der Aufnahme zu.
In das Modul Aufnahme werden bei der Station Roboter Werkstücke über die Rutsche
eingelegt. Die Werkstücke werden in der Aufnahme von einem optischen Reflex-Lichttaster
erkannt.
Abb. 9: Modul Aufnahme
Zum Transport der Werkstücke wird ein Vertikal-Knickarmroboter eingesetzt. Es handelt sich
hierbei um einen industriellen Roboter mit 5 Achsen.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 18
Abb. 10: Roboter RV-2AJ
Die Wiederholungsgenauigkeit der Roboterpositionierung beträgt ± 0,02mm. Die maximale
Geschwindigkeit beträgt 2200 mm/s. Eine Endstellungs- und Überlastüberwachung ist
integriert. Die maximale Reichweite des Roboterarms beträgt 410mm.
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Am Roboterarm ist ein Greifer montiert. Als Antrieb für den Greifer wird ein pneumatischer
Parallelgreifer eingesetzt.
Abb. 11: Greifer
Die Greiferbacken sind so konstruiert, dass der Greifer drei Greifpositionen hat. Außengreifer
(1) und Mittelgreifer (2) werden zum Transport der Werkstücke Grundkörper und Deckel
eingesetzt. Mit dem Kolben-/Federgreifer (3) werden die Kolben oder die Feder gegriffen.
Abb. 12: Pneumatischer Greifer
(1) Außengreifer, (2) Mittelgreifer, (3) Kolben-/Federgreifer
Ein optischer Reflex-Lichttaster (Lichtleiter) in einem der Greiferbacken wird zur
Farberkennung der Werkstücke eingesetzt.
Hinweise
Deckel, Kolben und Federn werden beim montierbaren Zylinder verwendet. In der
Station Roboter wird nur das Gehäuse des montierbaren Zylinders als Werkstück
eingesetzt.
Eine Endlagenabfrage Greifer offen/Greifer geschlossen ist bei der Station Roboter
nicht vorhanden
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 20
Steuergerät
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 21
Teaching Box
Abb. 13: Teaching Box
(1) LCD Display, (2) ENABLE/DISABLE Schalter, (3) Totmannschalter
(4) NOT-AUS Schalter, (5) Bedienfeld
Die Teaching Box wird für den Teach-Betrieb benötigt. Zur Unterstützung bei der
Programmierung und der Robotersteuerung ist ein LCD-Display integriert. Auf der Rückseite
der Teaching Box ist ein dreistufiger Totmannschalter. Dieser Schalter muss während des
Teach-Betriebs in der Mittelstellung gehalten werden. Sobald der Totmannschalter losgelassen
oder durchgedrückt wird, stoppt der Roboterarm.
Im Modul Montageaufnahme werden die Werkstücke montiert. Ein Bolzen in der
Werkstückaufnahmeposition „Montage“ sorgt für eine verdrehungssichere Positionierung des
Werkstücks. In der Position „Umgreifen“ wird der Grundkörper abgesetzt, damit der Roboter
zur Ermittlung der Orientierung umgreifen kann.
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Abb. 14: Modul Montageaufnahme
Der Referenzpunkt wird beim Teachen des Roboters angefahren. Alle weiteren Positionen
werden vom Referenzpunkt aus im Roboterprogramm berechnet. Mit einem Reflex-Lichttaster
wird die Orientierung der Werkstücke Grundkörper und Deckel geprüft.
Abb. 15: Montageaufnahme
(1) Referenzpunkt, (2) Reflex-Lichttaster, (3) Bolzen für Deckelzentrierung,
(4) Position „Umgreifen“, (5) Position „Montage“
Das Modul Magazin dient zur Lagerung runder Werkstücke. Im Fallrohr des Moduls Magazin
können bis zu 8 Werkstücke gespeichert werden.
Abb. 16: Modul Magazin
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 23
4.7 Sichtprüfung
Die Sichtprüfung muss vor jeder Inbetriebnahme durchgeführt werden!
Überprüfen Sie vor dem Start der Station:
- Die elektrischen Anschlüsse
- Den korrekten Sitz und den Zustand der Druckluftanschlüsse
- Die mechanischen Komponenten auf sichtbare Defekte (Risse, lose Verbindungen usw.)
- Die NOT-AUS Einrichtungen auf Funktion
Beseitigen Sie entdeckte Schäden vor dem Start der Station!
4.8 Versuchsvorbereitung
Die Sicherheitshinweise sind vor Beginn des Praktikums durchzulesen, bei auftretenden Fragen
sind diese unmittelbar zu Beginn zu äußern. Die wesentlichen Module der Station „Roboter“
sowie das Verfahren der Sichtprüfung sind bei Praktikumsbeginn zu benennen und die
entsprechenden Funktionsmerkmale zu erläutern.
Aufgabe 1: Flussdiagramm des gesamten Funktionsablaufs
Erstellen Sie ein Flussdiagramm, das den prinzipiellen Ablauf entsprechend des in Kapitel 4.5
vorgestellten Ablaufs wiedergibt.
4.9 Versuchsdurchführung
Im ersten Versuch soll im Wesentlichen der Umgang mit dem Roboter erlernt werden. Hierzu
sind die Referenzpositionen für ein sonst bereits lauffähiges Programm per Teach-In Verfahren
in die Positionsliste zu übernehmen. Jedes Mitglied der Gruppe soll zumindest eine Position
selbstständig geteacht haben.
a) Sichtprüfung der Station Roboter
b) Inbetriebnahme Roboter
c) Überprüfen der NOT-AUS Einrichtungen auf Funktion
d) Teachen der Positionen (nach Anhang B,C)
a. Position P99: Grundposition
b. Position P1: Werkstück abholen
c. Position P2: Referenzpunkt am Modul Montageaufnahme
d. Position P3: Identifikation (Farberkennung)
e. Position P4: Ablageposition rotes/silbernes Werkstück
f. Position P5: Ablage schwarzes Werkstück
e) Testen des Programmes (Anhang D)
Hinweis
Der Ablauf kann durch Drücken des NOT-AUS Tasters oder durch Drücken des STOP Tasters
jederzeit unterbrochen werden.
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5. Praktikumsversuch II: Programmieren der Montageeinheit
5.1 Aufbau und Funktion
Die Station Montieren arbeitet mit der Station Roboter zusammen. Sie liefert für den
Montagevorgang die Einzelteile des Zylinders:
Ein doppeltwirkender Zylinder schiebt die Zylinderdeckel aus dem Deckelmagazin
Die Kolben werden in einer Palette vorgehalten
Ein doppeltwirkender Zylinder schiebt die Kolben-Rückstellfedern aus einem
Federmagazin
Am Montageplatz der Station Roboter werden die Einzelteile
Grundkörper
Kolben
Feder
Deckel
vom Roboter zusammengefügt und montiert. Durch den Einsatz unterschiedlicher Grundkörper
ist die Produktion von Kurzhubzylindern mit verschiedenen Kolbendurchmessern möglich. Die
Aufgabe der Station Roboter ist es Werkstücke für die Station Roboter bereit zu stellen.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 25
Der Aufbau der Station Montieren besteht aus
Modul Federmagazin
Modul Rutsche
Modul Deckelmagazin
Modul Palette
Profilplatte
Wagen
Bedienpult
Abb. 17: Station Montieren mit Wagen und Bedienfeld
Abb. 18: Kombination der Stationen Roboter und Montieren
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 26
5.2 Funktion
Das Werkstück „Grundkörper“ wird mit der Rutsche in die Aufnahme der Station Roboter
transportiert. Der Roboter nimmt das Werkstück dort mit einem Greifer auf. Das Werkstück
wird zur Montageaufnahme transportiert.
In der Position „Umgreifen“ bestimmt ein optischer Sensor im Greiferbacken die Farbe des
Werkstücks „Grundkörper“. Der Sensor unterscheidet schwarze und nicht schwarze
Werkstücke. Mit einem optischen Sensor im Modul Montageaufnahme wird die Orientierung
des Grundkörpers kontrolliert. Das Werkstück „Grundkörper“ wird in der Position „Montage“
abgelegt.
In Abhängigkeit von der Farbe des Grundkörpers werden Kolben von der Palette abgeholt und
in den Grundkörper eingesetzt. Für rote und silberne Grundkörper werden schwarze Kolben
verwendet. Für schwarze Grundkörper wird ein silberner Kolben verwendet. Anschließend wir
die Feder abgeholt und eingesetzt.
Der Deckel wird vom Deckelmagazin abgeholt. Mit einem optischen Sensor im Modul
Montageaufnahme wird die Orientierung des Deckels kontrolliert. Der Deckel wird montiert.
Die montierten Zylinder werden auf einer Rutsche abgelegt bzw. entsprechend der Farbe des
Grundkörpers in die Magazine eingeordnet (je nach Aufgabenstellung).
5.3 Ablaufbeschreibung
Startvoraussetzungen:
Station Montieren
o Deckelmagazin gefüllt, keine Deckel in Übergabeposition
o Federmagazin gefüllt, keine Feder in Übergabeposition
o Palette mit Kolben bestückt
o Ausschiebezylinder Deckelmagazin ausgefahren
o Ausschiebezylinder Federmagazin eingefahren
Station Roboter
o Werkstück „Grundkörper“ in der Aufnahme der Station Roboter
o Roboter in Grundstellung
o Greifer geöffnet
Ablauf
Montieren
1) Wird der START Taster gedrückt, werden ein Deckel und eine Feder ausgeschoben
Roboter
2) Wird ein Werkstück in der Aufnahme erkannt und der START Taster gedrückt, holt der
Roboter das Werkstück ab.
3) Das Werkstück wird zur Position „umgreifen“ in der Montageaufnahme transportiert
und abgelegt.
4) Die Farbe des Werkstücks wird ermittelt.
5) Das Werkstück wird gegriffen und die Orientierung geprüft
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 27
Werkstück schwarz
6) Das Werkstück wird orientiert zur Position „Montage“ in der Montageaufnahme
transportiert und abgelegt.
7) Der Roboter holt einen silbernen Kolben vom Modul Palette und setzt den Kolben in
den Grundkörper ein.
8) Der Roboter prüft, ob eine Feder verfügbar ist. Falls ja, greift er die Feder und setzt sie
auf den Kolben.
9) Der Roboter prüft ob ein Deckel verfügbar ist. Falls ja, greift er den Deckel und steckt
ihn auf den Bolzen des Moduls Montageaufnahme. Der Roboter greift um und prüft die
Orientierung des Deckels.
10) Der orientierte Deckel wird in den Grundkörper eingesetzt und durch Drehen
eingerastet.
11) Der fertig montierte Zylinder wird gegriffen und auf der Rutsche abgesetzt.
Werkstück rot/silber
12) Das Werkstück wird orientiert zur Position „Montage“ in der Montageaufnahme
transportiert und abgelegt.
13) Der Roboter holt einen schwarzen Kolben vom Modul Palette und setzt den Kolben in
den Grundkörper ein.
14) Der Roboter prüft, ob eine Feder verfügbar ist. Falls ja, greift er die Feder und setzt sie
auf den Kolben.
15) Der Roboter prüft ob ein Deckel verfügbar ist. Falls ja, greift er den Deckel und steckt
ihn auf den Bolzen des Moduls Montageaufnahme. Der Roboter greift um und prüft die
Orientierung des Deckels.
16) Der orientierte Deckel wird in den Grundkörper eingesetzt und durch Drehen
eingerastet.
17) Der fertig montierte Zylinder wird gegriffen und auf der Rutsche abgesetzt.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 28
5.4 Beschreibung der Module
Durch das Modul Federmagazin werden die Rückstellfedern für den zu montierenden
einfachwirkenden Pneumatikzylinder bereitgestellt. Mit einem doppeltwirkenden Zylinder
wird ein Schieber betätigt, der die Rückstellfeder zum Übergabepunkt bewegt. An der
Übergabestelle wird die Feder durch einen elektrischen Grenztaster nachgewiesen.
Abb. 19: Modul Federmagazin
Die Endlagenabfrage des doppeltwirkenden Zylinders erfolgt durch Sensoren. Der Füllstand
des Fallmagazins wird nicht überwacht.
Das Modul Deckelmagazin vereinzelt Deckel für den zu montierenden Pneumatikzylinder aus
einem Fallmagazin. Bis zu 10 Deckel können im Magazinrohr gestapelt werden.
Abb. 20: Modul Deckelmagazin
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 29
Die Deckel müssen mit der ebenen Fläche nach oben eingelegt werden. Ein doppeltwirkender
Zylinder schiebt den jeweils unteren Deckel aus. Der ausgeschobene Deckel wird durch einen
optischen Sensor nachgewiesen. Die Endlagenabfrage des doppeltwirkenden Zylinders erfolgt
durch Sensoren. Der Füllstand des Magazins wird mit einem optischen Sensor überwacht.
Mit dem Modul Palette werden Kolben mit zwei unterschiedlichen Durchmessern für den
Montageprozess bereitgestellt. Der Kolben ist ein Bauteil des zu montierenden
einfachwirkenden Pneumatikzylinders.
Abb. 21: Modul Palette
Die Anzahl der Kolben auf der Palette wird nicht überwacht.
5.5 Versuchsvorbereitung
5.5.1 Orientierung des Werkstück
Das Unterprogramm „TESTOR“ dient zur Ermittlung der Werkstück Orientierung. Die
Werkstücke besitzen 3 Aussparungen die in 120°-Winkeln zu einander angeordnet sind. Diese
Aussparung dient für die spätere Fixierung des Zylinders in der Position Montage des Moduls
Montageaufnahme. In der Position Montage wird das Werkstück aufgrund der Aussparung
durch einen Bolzen gegen Verdrehungen fixiert. Das Unterprogramm ermittelt durch Drehen
des Werkstücks über den Reflex-Lichttaster die jeweilige Orientierung. Das Werkstück wird
durch den bestehenden Programmablauf über dem Sensor positioniert. Trifft das Licht auf den
Unterboden des Werkstücks so liegt ein HIGH-Signal am Eingang 2 (Variable: B2_R) an. Tritt
das Licht durch die Aussparung des Werkstücks hindurch liegt ein LOW-Signal am Eingang 2
an. Das Unterprogramm soll die Orientierung des Werkstücks anhand einer Positiven Flanke
am Eingang 2 erkennen. Die positive Flanke entsteht, wenn das ausgesandte Licht zuvor durch
die Aussparung nicht reflektiert und im nächsten Durchlauf von der Unterseite des Werkstücks
reflektiert wird. Die Orientierung muss bei allen Werkstücken korrekt erfolgen. Nachdem die
Orientierung mit Erfassung der positiven Flanke erfolgt ist, darf die Position des Werkstücks
nicht weiter verändert werden. Es sind die Endanschläge der jeweiligen Roboter-Achse zu
berücksichtigen, daher darf das Werkstück um maximal +140° an der A-Achse verdreht
werden.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 30
Aufgabe 2: Pseudo-Code und Flussdiagramm zur Bestimmung der Werkstückorientierung
Formulieren Sie in PSEUDO-Code das Unterprogramm „TESTOR“ und erstellen Sie ein
Flussdiagramm, welches den Ablauf wiedergibt. Es sind die oben angegebenen Variablen für
Realisierung des Unterprogramms zu berücksichtigen.
5.6 Lagern der fertigen Teile
Im Unterprogramm „DEPRYPRT“ werden die Werkstücke aus der Position Montage der
Montageaufnahme entnommen und auf der Rutsche abgelegt. Dieses ist nun dahin gehend
anzupassen, dass nur noch die roten/silbernen Werkstücke auf der Rutsche abgelegt werden.
Die schwarzen Werkstücke werden in die Magazine eingeordnet. In das hintere Magazin
(„Magazin 2“) sind drei Werkstücke einzuordnen, die restlichen in das vordere Magazin
(„Magazin 1“).
Aufgabe 3: Flussdiagramm zur Werkstücklagerung
Zeichnen Sie ein Flussdiagramm das die geänderte Funktion „DEPRYPRT“ wiedergibt.
5.7 Versuchsdurchführung
In diesem Versuchsteil sind bestehende Programmteile abzuändern und entfernte Prozeduren
aus dem Programm „Montage_Gr1.mb4“ und der zugehörigen Positionsliste
„Montage_Gr1.pos“ wieder zu implementieren. Der entsprechende Quellcode ist dem Anhang
beigefügt. Es ist der Programmabschnitt „TESTOR“ zur Ermittlung der Werkstückorientierung
zu programmieren. Das Unterprogramm „DEPRYPRT“ ist dahingehend anzupassen, dass
schwarze Werkstücke in die Magazine eingeordnet werden, wobei in das hintere Magazin
lediglich 3 Werkstücke eingeordnet werden sollen, die restlichen in das vordere. Dafür sind die
Positionen P20 „Ablage vorne“ (vgl. Anhang B Position P4) und P21 „Ablage hinten“ (vgl.
Anhang B Position P5) in die Positionsliste durch Teachen hinzuzufügen. Die silbernen und
roten Werkstücke sind wie vorgesehen auf der Rutsche abzulegen. Nach dem die notwendigen
Ergänzungen und Anpassungen vorgenommen wurden, wird das Programm samt Positionsliste
an das Steuergerät übertragen.
a) Ergänzung des Unterprogramms „TESTOR“ zur Werkstückorientierung
a. Programmanpassung in Ciros Studio (Sprache: MELFA BASIC IV)
b. Übertragen des Programms an das Steuergerät
c. Testen der implementierten Funktion
b) Anpassung des Unterprogramms „DEPRYPRT“
a. Programmanpassung in Ciros Studio
b. Übertragen des Programms an das Steuergerät
c. Testen der implementierten Funktion
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 31
Hinweise
Die Positionen für das ursprüngliche Programm bei dem alle Werkstücke nach der
Montage auf der Rutsche abgelegt werden, sind in Anhang C aufgeführt.
Beschreibung aller Variablen (Positionen, IO’s, Merker, etc…) erfolgt in Anhang E
Auszug der wichtigsten MELFA BASIC IV Befehle und der Programmstruktur sind im
Anhang F hinterlegt
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 32
6. Literaturverzeichnis
[1] Gevatter, Hans-Jürgen/Grünhaupt, Ulrich: Handbuch der Mess- und Automatisierungs-
technik in der Produktion,Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2. Auflage, 2006
[2] Gerke, Wolfgang: Vorlesungsskript Robotik 1, Umwelt-Campus, 2008
[3] Ebel, Frank/Pany, Markus: Handbuch zur FESTO MPS Station Roboter, FESTO Didactic
GmbH & CO. KG, Denkendorf, 2006
[4] Ebel, Frank/Pany, Markus: Handbuch zur FESTO MPS Station Montieren, FESTO
Didactic GmbH & CO. KG, Denkendorf, 2006
[5] Mitsubishi Electric: MELFA Industrieroboter / Bedienungs- und Programmieranleitung /
Steuergeräte CR1/CR2, 2001
7. Abbildungen
Die Abbildungen zu den FESTO MPS Stationen „Roboter“ und „Montieren“ sowie den
zugehörigen Modulen sind den jeweiligen Handbüchern entnommen. Die Rechte an diesen
Bildern liegen bei der FESTO Didactic GmbH & CO. KG.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 33
8. Anhang:
A. Inbetriebnahme der Station Roboter
1. PC und Steuergerät mit dem Programmierkabel verbinden
2. Steuergerät einschalten
3. Netzgerät einschalten
4. Druckluftversorgung einschalten
5. NOT-AUS Taster entriegeln
6. Starten Sie die Roboter Programmiersoftware
7. Laden Sie die zur Aufgabe gehörende Positionsliste (Aufgabe 1: „Lagern_Gr1.pos“;
Aufgabe 2: „Montage_Gr1.pos“) und das zugehörige Programm (Aufgabe 1:
„Lagern_Gr1.mb4“; Aufgabe 2: „Montage_Gr1.mb4“)
8. Stellen Sie den MODE Schalter am Steuergerät in die Position AUTO (Ext)
9. Kompilieren Sie das Programm
10. Laden Sie das Programm und die Positionsliste in das Steuergerät
B. Teachen
Zum Teachen der Positionen gehen Sie wie folgt vor:
1. Schalten Sie das Steuergerät ein.
2. Entriegeln Sie den NOT-AUS Taster.
3. Quittieren Sie Fehlermeldungen durch Drücken der Taste RESET am Steuergerät oder
durch Drücken der Taste ERROR RESET an der Teaching Box.
4. Starten Sie die Programmiersoftware.
5. Öffnen Sie die neu erstellte Positionsliste.
6. Stellen Sie den MODE Schalter am Steuergerät in die Position TEACH.
7. Drehen Sie den Schlüsselschalter der Teaching Box in Position ENABLE.
8. Drücken Sie den Totmannschalter auf der Rückseite der Teaching Box.
9. Wählen Sie ein Koordinatensystem, z.B. XYZ
10. Drücken Sie die Taste STEP/MOVE und bewegen Sie den Roboter durch Drücken der
Tasten –X, +X, -Y, +Y, -Z,+Z,-A,+A,-B,+B.
11. Durch Drücken der Taste -/BACK verringern Sie die Verfahrgeschwindigkeit und mit
+/FORWD erhöhen Sie diese.
12. Den Handgreifer können Sie bei gedrückter Taste HAND mit +C öffnet um mit –C
schließen.
13. Wenn die genaue Position angefahren wurde, geben in der Programmiersoftware im
Fenster „Online Teach-In“ die entsprechende Positionsnummer ein und übernehmen die
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 34
angefahrenen Koordinaten mit einem Klick auf den Button „Position übernehmen“ in die
geöffnete Positionsliste.
14. Wiederholen Sie die Schritte (8)-(13) bis alle in der Aufgabenstellung angegebenen
Positionen angefahren und gespeichert wurden.
15. Schließen Sie die Positionsliste.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 35
C. Positionen
Position P99: Grundposition6
1. Der Greifer befindet sich in einer Position, in der keine Kollisionen mit Bauteilen der
Station möglich sind.
2. Keine Achse steht in der Nähe eines Endanschlags.
3. Die beiden Dreieck-Markierungen am Handflansch und am Greiferanschlussadapter
stehen übereinander (Kolben-/Federgreifer zeigt in Richtung Kabelkanal).
Der angezeigte Wert der Achse A soll 0° sein.
Der angezeigte Wert der Achse B soll 180° sein.
4. Speichern Sie diese Position.
Abb. 22: Position P99 - Grundposition7
6 [3] S. 47 7 Abbildung: [3] S.47
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 36
Position P1: Rotes Werkstück abholen8
1. Der Roboter steht in Grundposition.
2. Drehen Sie den Greifer so, dass die Greiferbacken parallel zur Rutsche stehen. Der
Außengreifer zeigt in Richtung Rutsche.
3. Legen Sie ein rotes Werkstück in die Aufnahme.
4. Verfahren Sie den Greifer in die Abholposition. Beim Schließen des Greifers muss das
Werkstück mit dem Außengreifer sicher gegriffen werden.
5. Speichern Sie diese Position.
Abb. 23: Position 1- Rotes Werkstück abholen9
8 [3] S. 48 9 Abbildung: [3] S.48
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 37
Position P2: Referenzpunkt am Modul Montageaufnahme10
1. Der Roboter steht in Grundposition.
2. Der Messdorn wird mit dem Mittelgreifer gegriffen.
3. Verfahren Sie den Greifer bis die federnde Spitze des Messdorns in den Referenzpunkt des
Moduls Montageaufnahme eintaucht und der Messdorn plan aufliegt.
Hinweis
Reduzieren Sie zum Anfahren des Referenzpunktes die Verfahrgeschwindigkeit des
Roboters!
Der angezeigte Wert der Achse A muss 0° sein.
Der angezeigte Wert der Achse B muss 180° sein.
4. Speichern Sie diese Position.
Abb. 24: Position P2 - Referenzpunkt am Modul Montageaufnahme11
10 [3] S. 49 11 Abbildung: [3] S.49
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 38
Position P3: Identifikation (Farberkennung)12
1. Der Roboter steht in Grundposition.
2. Legen Sie ein rotes Werkstück in die Position „Umgreifen" des Moduls
Montageaufnahme.
3. Verfahren Sie den Greifer bis der Reflex-Lichttaster zur Farberkennung im
Greiferbacken auf die Mitte des Werkstückes zeigt. Der Abstand Reflex-
lichttasterkopf – Werkstück beträgt ca. 1 cm.
Hinweis
Das rote und das silberne Werkstück müssen vom Reflex-Lichttaster sicher erkannt
werden. Das schwarze Werkstück darf nicht erkannt werden. Ändern Sie ggf. die
Empfindlichkeit am Lichtleitgerät!
4. Speichern Sie diese Position.
Abb. 25: Position P3 - Identifikation (Farberkennung)13
12 [3] S.50 13 Abbildung: [3] S.50
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 39
Position P4: Ablageposition rotes/silbernes Werkstück14
1. Der Roboter steht in Grundposition.
2. Ein rotes Werkstück wird mit dem Außengreifer gegriffen
3. Verfahren Sie den Greifer bis das Werkstück sicher in das Modul Magazin abgelegt
werden kann.
4. Speichern Sie diese Position.
Abb. 26: Ablageposition rotes/silbernes Werkstück15
14 [3] S.51 15 Abbildung: [3] S.51
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 40
Position P5: Ablageposition schwarzes Werkstück16
1. Der Roboter steht in Grundposition.
2. Ein rotes Werkstück wird mit dem Außengreifer gegriffen
3. Verfahren Sie den Greifer bis das Werkstück sicher in das Modul Magazin abgelegt
werden kann.
4. Speichern Sie diese Position.
Abb. 27: Ablageposition schwarzes Werkstück17
16 [3] S. 52 17 Abbildung: [3] S.52
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 41
D. Testen des Programmes
(1) Quittieren Sie Fehlermeldungen durch Drücken der Taste RESET am
Steuergerät oder durch Drücken der Taste ERROR RESET an der Teaching
Box.
(2) Drehen Sie den Schlüsselschalter der Teaching Box in Position DISABLE..
(3) Stellen Sie den MODE Schalter am Steuergerät in die Position AUTO(Ext.)
(4) Kopieren Sie das Programm und die dazugehörige Positionsliste im Fenster
RCI-Explorer vom Ordner Arbeitsplatz/Programme in den Ordner
RV-2AJ/Programme.
(5) Starten Sie das Programm im Ordner RV-2AJ/Programme.
(6) Drücken Sie die Taste RESET und danach START am Bedienpult.
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 42
E. Erläuterungen zu den Variablen
In dieser Auflistung werden lediglich die relevanten Variablen erläutert. Eine kurze
Beschreibung der Funktion einzelner Variablen ist auch im Definitionsteil des Quellcodes
hinterlegt.
Variable Typ Beschreibung
VECY50 Position Korrektur Y-Achse um 50 mm
VECZ2 Position Korrektur Z-Achse um 2.50 mm
VECZ5 Position Korrektur Z-Achse um 5 mm
VECZ30 Position Korrektur Z-Achse um 30 mm
VECZ50 Position Korrektur Z-Achse um 50 mm
VECZ100 Position Korrektur Z-Achse um 100 mm
VECZ200 Position Korrektur Z-Achse um 200 mm
AUXPOS Position Hilfsposition (durch Anwender jederzeit veränderbar)
VECMINC Position Messintervall Orientierungsmessung
B1_R IO Teil ist nicht schwarz
B2_R IO Orientierungserkennung
S1_A IO Abfrage Start-Taster
S2_A IO Abfrage Stop-Taster
S4_A IO Abfrage Reset-Taster
PART_AV IO Werkstück vorhanden
CYLTYPE Integer Zylindertyp – 1: Rot/Silber 0: Schwarz
SLOW Integer Langsame Geschwindigkeit
FAST Integer Schnelle Geschwindigkeit
SUSLOW Integer Super langsame Geschwindigkeit
Laboranleitung: Einführung in die Robotik Seite 43
F. MelfaBasic – Syntax
Befehl Syntax Erklärungen
MOV MOV P1 Position P1 wird von der aktuellen Position aus angefahren
und die Wegstrecke dorthin interpoliert.
MOV P1 + P2 Position anfahren, die sich aus der Addition der Koordinaten
der Positionen P1 und P2 ergibt.
MOV P1, -50 Position anfahren, die 50 mm in Werkzeuglängsrichtung von
der Position P1 entfernt ist.
MVS MVS P1 Der Roboter wird mittels Linear-Interpolation von der
derzeitigen Position zur Position P1 verfahren.
HOPEN HOPEN 1 Öffnet den Greifer 1
HCLOSE HCLOSE 1 Schließt den Greifer 1
*ABC * Marke mit dem Namen ABC
GOTO Unbedingter Sprung zur Marke ABC
IF THEN ELSE
(Anweisung in einer Zeile)
Bewirkt einen Sprung in Abhängigkeit vom Wert einer
Variablen und den festgelegten Bedingungen für diesen Wert.
Die Bedingungen für die Werte können frei gewählt werden.
Ist die Bedingung erfüllt, wird die THEN-Anweisung
ausgeführt. Ist die Bedingung nicht erfüllt, wird die ELSE-
Anweisung ausgeführt.
IF THEN ELSE END IF
(Anweisung in mehreren Zeilen)
Bewirkt die Abarbeitung einer oder mehrerer Zeilen in
Abhängigkeit vom Wert einer Variablen und den festgelegten
Bedingungen für diesen Wert Die Bedingungen für die Werte
können frei gewählt werden. Es darf nur eine Verzweigungsart
pro Anweisung verwendet werden. Ist die Bedingung erfüllt,
werden die Zeilen zwischen der THEN- und der ELSE-
Anweisung ausgeführt. Ist die Bedingung nicht erfüllt, werden
die Zeilen zwischen der ELSE- und der END IF-Anweisung
ausgeführt.
FOR … NEXT FOR M1 = 1 TO 10 STEP 2
…..
NEXT
5-malige Wiederholung des Programmteils zwischen der
FOR- und NEXT-Anweisung. Der Startwert der Variablen M1
ist 0. Er wird bei jeder Wiederholung um 2 erhöht.
WHILE … WEND WHILE (M1 >=1) AND (M1 <=10)
…..
WEND
Wiederholung des Programmteils zwischen der WHILE- und
END-Anweisung, solange der Wert der numerischen
Variablen M1 größer als 1 und kleiner als 10 ist