Page 28 - Fister jr., Iztok, and Andrej Brodnik (eds.). StuCoSReC. Proceedings of the 2018 5th Student Computer Science Research Conference. Koper: University of Primorska Press, 2018
P. 28
oga, saj je potrebno imeti predznanje tako o robotu kakor Njegovi glavni ˇcleni so prikazani na Sliki 1.
tudi o formatu numeriˇcnega krmilnega programa.
Slika 1: Prikaz robota ACMA ABB XR701 [3]
V magistrskem delu Filipiˇc [2] opisuje uporabo program-
ske opreme RobotStudio, kjer se v virtualnem okolju ustvari Legenda:
model robota ACMA XR701, ki omogoˇca uˇcenje robota brez
poseganja v industrijske procese. Izhodni program je zapi- 1. Podstavek robotskega 8. Tretji ˇclen robota (3. os)
san s programsko kodo ABB, iz katere avtor poprocesira mehanizma 9. Motor z gonilom (4. os)
vrednosti za robotsko kodo ACMA iz ukazov MoveJ in Mo- 10. Sklep drugega in
veL. Magistrsko delo Nilssona [8] in ˇclanek [10] po drugi 2. Motor z gonilom (1. os)
strani opisujeta, kako lahko z ukazov G2 in G3 v G-kodi 3. Vrtljivo podnoˇzje tretjega ˇclena (5. os)
generiramo ukaz MoveC za kroˇzni gib robota ABB. 4. Motor z gonilom (2. os) 11. Pritrdilna prirobnica
5. Protiuteˇz
V naˇsem ˇclanku opisujemo razvoj dodatnega poprocesorja, 6. Ravnoteˇzna vzmet (6. os)
ki s pridobljeno kodo (tj. programom NC ali ISO G-kodo) 7. Drugi ˇclen robota 12. Prenosna konzola
izvede ponovno pretvorbo v numeriˇcni jezik razumljiv pro- 13. Krmilna omara
gramu za dodajanje toˇck. Vhod predlaganega poprocesorja
je program v NC oz. ISO G-kodi za 3/5 osnega robota 2.1 Primerjava CNC stroja z robotom
in podatki obdelave (npr. lokacija polizdelka in postavitev
mehanizma) pridobljenih s pomoˇcjo grafiˇcnega uporabiˇskega Z vidika avtomatizacije je obdelovalni stroj CNC avtomati-
vmesnika (angl. Graphical User Interface, krajˇse GUI). Ta ziran sistem, ki samostojno obdeluje polizdelek po zapisani
s pomoˇcjo razˇclenitve izluˇsˇci s programa translacije in iz po- ISO G-kodi ali programu NC. Najpreprostejˇsi obdelovalni
datkov GUI strukturira numeriˇcni program za uˇcenje toˇck stroji omogoˇcajo pomikanje v smeri x, y in z (3 osni stroji).
robota. Obdelava kode 5 osnega robota je zelo preprosta, Imenujemo jih karteziˇcni, saj so brez rotacijskih osi in teˇzko
saj podatke izluˇsˇci in jih ustrezno oblikuje glede na G ukaze obdelujejo kompleksnejˇse oblike, razen v primeru uporabe
in podatke obdelave. Teˇzava se pojavi pri karteziˇcni G-kodi kroglastega rezkarja. Z dodajanjem dodatnih osi oz. rotacij
za 3 osnega robota, kjer je kroˇzna giba ukazov G2 in G3 lahko obdelujemo kompleksnejˇse oblike. Zaradi njihove to-
potrebno preoblikovati v dovolj majhne translacije oz. inter- gosti dosegajo veˇcjo natanˇcnost in ponovljivost ter manjˇso
polacije, ki ustrezajo natanˇcnosti robota. Ta problem smo obrabo kot roboti [5]. Njihova slabost je majhen delovni pro-
reˇsili z izraˇcunom ustreznih vektorjev glede na ukaz kroˇznega stor za veˇcji delovni prostor je treba poveˇcati konstrukcijo
giba. Doloˇcitve kota med dvema vektorjema smo izraˇcunali stroja in izbrati material in obliko elementov konstrukcije,
s funkcijo atan2 (inverzni tangens 2) izpeljano s pomoˇcjo tri- ki so odporni na upogib za doseganje dobre natanˇcnosti.
gonometriˇcnih funkcij in doloˇcanjem toˇck kroˇznega izseka z Zaradi njegovega pravokotnega delovnega prostora in kon-
rotacijsko matriko. Po poprocesiranju je treba ponovno ob- strukcije prav tako teˇzko opravlja zahtevnejˇse obdelovalne
delati podatke s programom, ki iz programa za uˇcenje toˇck poloˇzaje, s ˇcimer pa robot nima teˇzav, saj je delovni prostor
pretvori toˇcke v numeriˇcni jezik robota. po katerem ga lahko poljubno vodimo sferiˇcen in dostopen
s poljubno postavitev robota.
Struktura ˇclanka je v nadaljevanju naslednja. V poglavju 2
predstavimo robota ACMA XR701. Opis predlagane reˇsi- 2.2 Poprocesor za pretvorbo G-kode
tve je vsebina poglavja 3. Rezultati so predstavljeni v po-
glavju 4. Cˇ lanek zakljuˇcimo s poglavjem 5, kjer povzamemo Obdelovalni stroji postajo vedno bolj zahtevni, saj se v indu-
opravljeno delo in napovemo moˇznosti za nadaljnje delo. striji pogosto uporabljajo povrˇsine poljubnih oblik. Roˇcno
programiranje kompleksnejˇsih povrˇsin je v tem primeru ne-
2. ROBOT ACMA XR701 smiselno. Zato se v ta namen uporablja programska oprema
za pretvorbo modela CAD v ISO G-kodo ali program NC
Robot ACMA XR701 je bil zasnovan leta 1994 v podjetju 3/5 osnega obdelovalnega stroja. Pri tem mesto rezila CL
Renault Automation. To je antropomorfni industrijski robot pridobivamo neposredno z modela CAD, ki smo ga popro-
s ˇsestimi prostostnimi stopnjami in velikim delovnim prosto- cesirali v programski opremi CAM.
rom. Razvili so ga za manipulacijo, strego in sestavo, zaradi
njegove zanesljivosti, hitrosti in natanˇcnosti pa ga upora- Pri komunikaciji med sistemom CAD/CAM in strojem NC
bljamo predvsem za uporovno varjenje. Omogoˇcal je uspe- lahko veˇckrat pride do teˇzav zaradi nekompatibilnosti, zato
ˇsne avtomatizirane reˇsitve tudi v kosovni proizvodnji. [3] je potrebno za vsako orodje oz. stroj ustvariti unikaten po-
procesor oz. vmesnik za pretvorbo podatkov CL v ustrezen
Robot je v obliki paralelograma, ki omogoˇca veˇcjo nosilnost
zaradi veˇcje vztrajnosti in niˇzjega teˇziˇsˇca. [1, 6] Premeˇsˇca
mase na ˇsesti osi od 125 kg do 270 kg. Zgornja roka je lahko
obremenjena z najveˇcjo maso do 160 kg. Vse osi so opre-
mljene s trifaznim sinhronim elektriˇcnim brezkrtaˇcnim mo-
torjem Brushless, ki omogoˇcajo hitrosti do 3 m/s. Motorji
so opremljeni z resolverji, ki v vsakem trenutku daje infor-
macijo o poloˇzaju osi. Za doseganje veˇcje natanˇcnosti ima
vsak servomotor vgrajeno dodatno elektromagnetno zavoro
in reduktor [3]. Zaradi starosti robota in obrabe mehanskih
elementov je natanˇcnost robota 0, 3 mm.
StuCoSReC Proceedings of the 2018 5th Student Computer Science Research Conference 28
Ljubljana, Slovenia, 9 October
tudi o formatu numeriˇcnega krmilnega programa.
Slika 1: Prikaz robota ACMA ABB XR701 [3]
V magistrskem delu Filipiˇc [2] opisuje uporabo program-
ske opreme RobotStudio, kjer se v virtualnem okolju ustvari Legenda:
model robota ACMA XR701, ki omogoˇca uˇcenje robota brez
poseganja v industrijske procese. Izhodni program je zapi- 1. Podstavek robotskega 8. Tretji ˇclen robota (3. os)
san s programsko kodo ABB, iz katere avtor poprocesira mehanizma 9. Motor z gonilom (4. os)
vrednosti za robotsko kodo ACMA iz ukazov MoveJ in Mo- 10. Sklep drugega in
veL. Magistrsko delo Nilssona [8] in ˇclanek [10] po drugi 2. Motor z gonilom (1. os)
strani opisujeta, kako lahko z ukazov G2 in G3 v G-kodi 3. Vrtljivo podnoˇzje tretjega ˇclena (5. os)
generiramo ukaz MoveC za kroˇzni gib robota ABB. 4. Motor z gonilom (2. os) 11. Pritrdilna prirobnica
5. Protiuteˇz
V naˇsem ˇclanku opisujemo razvoj dodatnega poprocesorja, 6. Ravnoteˇzna vzmet (6. os)
ki s pridobljeno kodo (tj. programom NC ali ISO G-kodo) 7. Drugi ˇclen robota 12. Prenosna konzola
izvede ponovno pretvorbo v numeriˇcni jezik razumljiv pro- 13. Krmilna omara
gramu za dodajanje toˇck. Vhod predlaganega poprocesorja
je program v NC oz. ISO G-kodi za 3/5 osnega robota 2.1 Primerjava CNC stroja z robotom
in podatki obdelave (npr. lokacija polizdelka in postavitev
mehanizma) pridobljenih s pomoˇcjo grafiˇcnega uporabiˇskega Z vidika avtomatizacije je obdelovalni stroj CNC avtomati-
vmesnika (angl. Graphical User Interface, krajˇse GUI). Ta ziran sistem, ki samostojno obdeluje polizdelek po zapisani
s pomoˇcjo razˇclenitve izluˇsˇci s programa translacije in iz po- ISO G-kodi ali programu NC. Najpreprostejˇsi obdelovalni
datkov GUI strukturira numeriˇcni program za uˇcenje toˇck stroji omogoˇcajo pomikanje v smeri x, y in z (3 osni stroji).
robota. Obdelava kode 5 osnega robota je zelo preprosta, Imenujemo jih karteziˇcni, saj so brez rotacijskih osi in teˇzko
saj podatke izluˇsˇci in jih ustrezno oblikuje glede na G ukaze obdelujejo kompleksnejˇse oblike, razen v primeru uporabe
in podatke obdelave. Teˇzava se pojavi pri karteziˇcni G-kodi kroglastega rezkarja. Z dodajanjem dodatnih osi oz. rotacij
za 3 osnega robota, kjer je kroˇzna giba ukazov G2 in G3 lahko obdelujemo kompleksnejˇse oblike. Zaradi njihove to-
potrebno preoblikovati v dovolj majhne translacije oz. inter- gosti dosegajo veˇcjo natanˇcnost in ponovljivost ter manjˇso
polacije, ki ustrezajo natanˇcnosti robota. Ta problem smo obrabo kot roboti [5]. Njihova slabost je majhen delovni pro-
reˇsili z izraˇcunom ustreznih vektorjev glede na ukaz kroˇznega stor za veˇcji delovni prostor je treba poveˇcati konstrukcijo
giba. Doloˇcitve kota med dvema vektorjema smo izraˇcunali stroja in izbrati material in obliko elementov konstrukcije,
s funkcijo atan2 (inverzni tangens 2) izpeljano s pomoˇcjo tri- ki so odporni na upogib za doseganje dobre natanˇcnosti.
gonometriˇcnih funkcij in doloˇcanjem toˇck kroˇznega izseka z Zaradi njegovega pravokotnega delovnega prostora in kon-
rotacijsko matriko. Po poprocesiranju je treba ponovno ob- strukcije prav tako teˇzko opravlja zahtevnejˇse obdelovalne
delati podatke s programom, ki iz programa za uˇcenje toˇck poloˇzaje, s ˇcimer pa robot nima teˇzav, saj je delovni prostor
pretvori toˇcke v numeriˇcni jezik robota. po katerem ga lahko poljubno vodimo sferiˇcen in dostopen
s poljubno postavitev robota.
Struktura ˇclanka je v nadaljevanju naslednja. V poglavju 2
predstavimo robota ACMA XR701. Opis predlagane reˇsi- 2.2 Poprocesor za pretvorbo G-kode
tve je vsebina poglavja 3. Rezultati so predstavljeni v po-
glavju 4. Cˇ lanek zakljuˇcimo s poglavjem 5, kjer povzamemo Obdelovalni stroji postajo vedno bolj zahtevni, saj se v indu-
opravljeno delo in napovemo moˇznosti za nadaljnje delo. striji pogosto uporabljajo povrˇsine poljubnih oblik. Roˇcno
programiranje kompleksnejˇsih povrˇsin je v tem primeru ne-
2. ROBOT ACMA XR701 smiselno. Zato se v ta namen uporablja programska oprema
za pretvorbo modela CAD v ISO G-kodo ali program NC
Robot ACMA XR701 je bil zasnovan leta 1994 v podjetju 3/5 osnega obdelovalnega stroja. Pri tem mesto rezila CL
Renault Automation. To je antropomorfni industrijski robot pridobivamo neposredno z modela CAD, ki smo ga popro-
s ˇsestimi prostostnimi stopnjami in velikim delovnim prosto- cesirali v programski opremi CAM.
rom. Razvili so ga za manipulacijo, strego in sestavo, zaradi
njegove zanesljivosti, hitrosti in natanˇcnosti pa ga upora- Pri komunikaciji med sistemom CAD/CAM in strojem NC
bljamo predvsem za uporovno varjenje. Omogoˇcal je uspe- lahko veˇckrat pride do teˇzav zaradi nekompatibilnosti, zato
ˇsne avtomatizirane reˇsitve tudi v kosovni proizvodnji. [3] je potrebno za vsako orodje oz. stroj ustvariti unikaten po-
procesor oz. vmesnik za pretvorbo podatkov CL v ustrezen
Robot je v obliki paralelograma, ki omogoˇca veˇcjo nosilnost
zaradi veˇcje vztrajnosti in niˇzjega teˇziˇsˇca. [1, 6] Premeˇsˇca
mase na ˇsesti osi od 125 kg do 270 kg. Zgornja roka je lahko
obremenjena z najveˇcjo maso do 160 kg. Vse osi so opre-
mljene s trifaznim sinhronim elektriˇcnim brezkrtaˇcnim mo-
torjem Brushless, ki omogoˇcajo hitrosti do 3 m/s. Motorji
so opremljeni z resolverji, ki v vsakem trenutku daje infor-
macijo o poloˇzaju osi. Za doseganje veˇcje natanˇcnosti ima
vsak servomotor vgrajeno dodatno elektromagnetno zavoro
in reduktor [3]. Zaradi starosti robota in obrabe mehanskih
elementov je natanˇcnost robota 0, 3 mm.
StuCoSReC Proceedings of the 2018 5th Student Computer Science Research Conference 28
Ljubljana, Slovenia, 9 October
