Programowanie robotów off-line 2
Kuka.Sim Pro – Import komponentów do środowiska Kuka.Sim Pro i modelowanie chwytaka.
Cel ćwiczenia: Wypracowanie umiejętności dodawania własnych komponentów do programu oraz nadawania właściwości fizycznych i ruchowych.
Zadania do wykonania
• Wykorzystując zdobytą wiedzę wykonać model bramy przesuwnej (rys. 1) otwierającej dostęp do przestrzeni roboczej manipulatora. Do wykonania zadania należy użyć elementów dostępnych w bibliotece. Brama powinna zawierać 2 słupki oraz 2 skrzydła przesuwne.
• Dodać odpowiednie elementy do komponentu aby możliwe było jej otwieranie i zamykanie przy pomocy sygnałów pochodzących ze sterownika robota
Do stworzenia potrzebnych brył należy wykorzystać obiekty z Primitive Features w zakładce Create
W ćwiczeniu zostaną wykorzystane umiejętności zawiązane z poruszaniem się w przestrzeni programu oraz pozycjonowaniem elementów nabyte podczas pierwszego ćwiczenia. W celu zapoznania się możliwościami tworzenia komponentów interaktywnych należy wykonać poniższe ćwiczenie wprowadzające.
Zadanie: Przygotować model chwytaka SCHUNK EGP40-NN-B. Chwytak powinien posiadać możliwość interakcji z robotem.
Rys. 1. Brama przesuwna do wykonania na zajęciach
Ze strony producenta można ściągnąć trójwymiarowy model chwytaka w wielu różnych formatach.
Do stworzenia interaktywnego modelu w programie Kuka.Sim Pro potrzebne są oddzielne bryły korpusu oraz poszczególnych szczęk. Aby to osiągnąć pobrany został model w formacie ipt a następnie w programie Inventor po wydzieleniu poszczególnych części każda z nich została zapisana do oddzielnego pliku STL. Pliki są dostępne w materiałach pomocniczych do tego ćwiczenia.
Po otwarciu nowego projektu pierwszym krokiem jest zaimportowanie bryły korpusu oraz odpowiednie ustawienie jej w układzie współrzędnych komponentu. Po zaimportowaniu bryły w zakładce Create zaznaczamy Geometry. Wtedy manipulujemy bryłą względem układu współrzędnych komponentu. Należy to zrobić w taki sposób aby oś Z układu chwytaka była poprowadzona od płaszczyzny montażowej w kierunku szczęk, natomiast oś X oraz Y miały kierunek zgodny z kierunkami krawędzi płaszczyzny montażowej.
Następnym krokiem jest dodanie szczęk chwytaka jako oddzielnych części. W zakładce Create jest widoczne drzewo zależności komponentu. Drzewo to jest początkowo puste. Klikając prawym przyciskiem myszy w okienku możemy dodać nową część (rys. 2).
Nowe części które są traktowane jako ten sam komponent. Tworzymy dwie nowe części które będą szczękami chwytaka. Aby nowa część zawierała geometrię szczęki trzeba ją dodać. Dodawanie nowej geometrii do stworzonej części polega na wybraniu z listy rozwijanej Geometry (rys. 3) a następnie wskazaniu ścieżki do pliku zawierającego szczękę chwytaka.
Rys. 2: Dodawanie nowych części
Nową geometrię każdej ze szczęk należy również odpowiednio zorientować względem układu współrzędnych komponentu.
Aby chwytak reagował na sygnały pochodzące z robota należy zdefiniować jego zachowanie.
Najlepszym sposobem podawanym również w dokumentacji jest wzorowanie się na istniejących w bibliotece komponentach. Chwytakiem najbardziej przypominającym ten dostępny w laboratorium jest Schunk PGN 100.
W celu nadania ruchu szczękom chwytaka należy przejść do zakładki Bechavior. Z listy rozwijanej dodajemy Servo Controller który będzie przechowywał zmienną odpowiedzialna za ruch szczęk. Po dwukrotnym kliknięciu na nowo powstały element otwiera się konfiguracja kontrolera w której otwieramy okienko „Joints”
Na rysunku 4 widoczna jest konfiguracja zmiennej J1 która określa sposób ruchu szczęk. Zmienną tą należy umieścić jako parametr operacji przesunięcia części zawierającej geometrię chwytaka.
Rys. 3: Dodawanie geometrii
Rys. 4. Konfiguracja kontrolera szczęk
W tym celu klikamy dwukrotnie na Joint 1 a następnie w otwartym okienku wpisujemy Tx(J1) co oznacza przesunięcie w kierunku osi X o wartość określoną przez zmienną J1. To samo należy wykonać dla części Joint 2 z tym, że wartość przesunięcia należy podać z minusem: Tx(-J1).
W następnym kroku należy dodać dwa sygnału typu bool: InSignal1 oraz OutSignal1 można tego dokonać używając symbolu błyskawicy.
Aby komponent działał prawidłowo należy dodać „Action Script” używając symbolu . Po dwukrotnym kliknięciu na nowy element otwiera się okno edycji w którym całą zawartość podmieniamy na następującą (rys. 5)
Ważnym elementem tego skryptu są linie Servo.setJointTarget() które określają punkty w których ma się znaleźć dana szczęka w momencie otwarcia oraz zamknięcia a tym samym określają jej przesunięcie.
Rys. 5. Skrypt poruszający szczękami
Aby przetestować działanie chwytaka do przestrzeni roboczej dodajemy robota KR 6 R900. Aby chwytak działał zgodnie z programem należy połączyć jego sygnały sterujące z sygnałami w robocie. W tym celu z przybornika Plug and Play należy wybrać opcję Connect Signals . W otwartym oknie (rys. 6) należy wybrać właściwego robota w polu Component oraz odpowiedni sygnał z dostępnych.
InSignal1 chwytaka powinien przyjmować sygnały z wyjścia robota czyli w polu Input/Output/Signal należy wybrać OUT[0] (można wybrać inny numer wyjścia ale należy pamiętać do którego został przypisany sygnał chwytaka. To samo należy zrobić z sygnałem OutSignal1 z tym, że wyjściowy sygnał chwytaka powinien trafić na wejście robota np. IN[0].
Teraz po zaznaczeniu robota i przejściu do zakładki Teach wystarczy napisać krótki program (rys.
7) wybierając sygnały które wcześniej zdefiniowaliśmy.
UWAGA: Jeśli szczęki poruszają się w niewłaściwym kierunku, należy zmienić przesunięcie szczęki z Tx(J1) na Ty(J1). W przypadku kiedy szczęki poruszają się z niewłaściwym zwrotem należy usunąć minus przy zmiennej w Joint 2 natomiast dodać go w części Joint 1. Powyższe
Rys. 6. Łączenie sygnałów
Rys. 7. Program do testowania chwytaka
przypadki mogą wystąpić ponieważ w instrukcji nie zostało określone czy dłuższy bok podstawy chwytaka jest zgodny z osią X czy Y oraz nie ma rozróżnienia między szczęką prawą i lewą.
