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TEMA 6
Programación de Robots.
6.1 Introducción.6.2 Métodos de Programación.6.3 Requerimientos de un Sistema de
Programación de Robots.
6.4 Características Básicas del Lenguaje
ACL (Advanced Control Language).
6.5 Ejemplo de Programación de un
Robot Industrial.
6.1 Introducción
•^
Robot: manipulador multifuncional
programable
•^
Programación
adaptación rápida y económica a
diferentes aplicaciones.
-^
Programa: secuencia de acciones simples.– Moverse a puntos predefinidos (especifica tray.).– Manipular objetos del entorno.– Condiciones.– Interaccionar con resto de la cadena de montaje (sincroniza
célula de fabricación).
•^
Programas usuales: en función de aplicaciones.
Pensar en una aplicación y obtener
un esquema del programa
EJERC
3
Planificador De Tareas Y Tray. Robot Ind.
PLANIFICADOR DE
TAREAS
PLANIFICADOR DETRAYECTORIASGENERADOR DETRAYECTORIAS
PROGRAMA CONTROLADORACTUADORES
SENSORES
Programa de usuario
Datos del prog usuario (variables,posiciones, parámetros de tray, etc.)!
Ej:pintar coche de superficie S !
Ej. Recta A
"
B. Arco B-C-D, etc.
E/S
Intérprete del programa
Generador tray (interpola, muestrea,
etc.)
!
Ej: Puntos XYZ(kT
) y calcularm
puntos q
(kTi
)m^
Programa de Control (calcula voltajes,
lee encoders, etc.)
!
Ej: converger q
i,real
(kT
)m^
"
q
(kTi
)m^
•Pequeño S.O. Tiempo real multitarea
•Datos internos
Esquema De Bloques De Célula de Robots
“Controlador” central
•Programa de usuario•Intérprete del programa •Generador tray (interpola,
muestrea, etc.) •Control (calcula voltajes)•S.O. Tiempo real multitarea
CPU 1 debrazos
Work station del robot (PC):
-^ Escribir,simular, depurar programas - Enviar comandos (modo directo) - Monitorizar robot
Monitor central (célula):
-^ Sincronizar y depurar cadena
•Monitorizar cadena
CPU 2 debrazosCPU n debrazos
...
ACTUADORESSENSORES
E/S adicional (específicos):
•E: Sensores Anal. o Dig., Teach pendant, etc.
•S: activa herramientas, otros disp., etc
RED
puertoserie
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Ejemplo
Tarea: “
Coger pieza de la cinta si hay una nueva
Programa (lenguaje de programación): 1. Mover a POS1 en coord propias2. Abrir pinza3. Espera sensor (detecta pieza)4. Desactivar cinta transportadora5. Mover a POS2 en línea recta6. Cerrar pinza7. Aumentar precisión8. Mover a POS1 en línea recta9. Activar cinta transportadora....
3 es una inst condicional4,8 son inst E/S
Mov aprox
Mov preciso recta
POS1 POS
Sensor
Cinta trasp.
DATOS PROGRAMAPtos Origen y Destino(6 coord. mundo)Tipo de trayectoriaTiempo empleado ovelocidadPrecisión
6.2. Métodos De Programación.
- Depende mucho de la estructura del robot/controlador
(computadores obsoletos, poca inversión en software robots)
- En la actualidad no existe lenguaje estándar. Cada fabricante
desarrolla su método particular, válido sólo para sus propiosrobots
- Todos ellos tienen características y requerimientos comunes.• Dos métodos de programación:
- Guiado o aprendizaje: Mover físicamente el robot, registrarpuntos y algunos comandos simples (botonera, paleta deprogramación o
teach pendant
- Textual: Utilizando un lenguaje de programación.
- En la actualidad los sistemas de programación tienden a
combinar estos dos métodos.
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Programación por guiado o aprendizaje
•^
Guiar o mover el robot, al tiempo que se guardan ciertasposiciones (lectura de encoders) y comandos simples .– Guiado pasivo directo: los actuadores están desconectados y el
operador mueve el robot.
- Guiado pasivo por maniquí (si robot pesa mucho o para no
detener la célula): robot idéntico pero mucho más ligero.
- Guiado activo: mover el robot (utilizando sus propios actuadores)
con un joystick, “
teach pendant”
o teclado.
•^
Se pueden grabar bastantes puntos de una tray. paraluego interpolar (
continuous path
), o sólo ciertos puntos
de paso (
via points
•^
Para la repetición de la trayectoria se especifica otravelocidad, tipo de trayectoria, precisión, etc.
-^
Desde el “teach pendant” se pueden insertar condiciones,accesos E/S, etc. (muy simples)
Ventajas/Inconvenientes Prog. por guiado
•^
Ventajas: simplicidad en todo.– Fácil de aprender (operador, además
conoce perfectam. la tarea a realizar).
- No requiere work station.– Poca memoria.
•^
Inconvenientes: “pobreza”.– Pocos tipos y número de instrucciones.– Difícil estructuras condicionales, iterativas.– Difícil depurar y modificar programas.– No pueden ser programas largos.– Difícil interaccionar con E/S.– Sacar el robot (si no hay robot maniquí) de la cadena de
producción durante mucho tiempo (guiado, programación,depuración).
- Puede ser peligroso para operador o robot
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Ventajas/Inconven. Prog. Textual a nivel robot •^
Ventajas (respecto a program. por guiado):– Estructuras de programación similares a las de los
computadores (iterativas, condicionales, subrutinas).
- Acceso a E/S con comandos (interacción entorno).– Sincronización fácil (órdenes “Espera”, “Mientras
Entrada no activada...”, etc.).
•^
Inconvenientes: más complejidad.– Necesita work station y programador de computadores– Los comandos suelen depender del robot y lenguaje
concretos.
- Número elevado de instrucciones.– Difícil tener en cuenta accidentes, fallos, imprevistos.
Otro ejemplo de “Paletizado”
Caja dedesechos
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6.3 Requerimientos De Sist Progr. Robots(I)
•^
No hay estándar pero sí características comunes. Tipos de
instrucciones
similares
•^
Entorno de programación.– Lenguajes interpretados (no compilados).– Depuración, ejec paso a paso, simulación.
•^
Tipos de datos y operadores.– Convencionales (enteros, reales, booleanos, etc).– “posición”, “ángulo”, etc. y operadores.– VAL II emplea (q
, ..., q 1
), (p 6
x^
,p
y^
,p
z^
,^ α
β
,^
γ^
x^
,p
y^
,p
z^
,^ α
β
,^
γ^
, ..., q 1
) y matrices de transf homog 6
, ..., q 1
), (p 6
x^
,p
y^
,p
), relativas.z
– DEFP,TEACH,SET
Requerimientos De Sist Progr. Robots (II) •^
Modelado del entorno (pobre).– Formas: generalm definidas con variables.– Def de unión rígida (tras ensamblaje),
adosamiento por gravedad, etc.
- CAD en leng a nivel de tarea.
•^
Especificar movimiento.– Tipo de tray, punto destino, puntos de paso, veloc
o duración, precisión, etc.
•^
Flujo de ejecución.– Inicialización (
HOME
) y finalización (
END
- Similar a leng programación procedurales– Subrutinas, iterativas, condicionales. – IF, ANDIF, FOR, GOSUB, ETC.
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Requerimientos de Sist Progr. Robots (y III)^ •
Paralelismo (multitarea) y sincronismo.– Esperas, semáforos, buzones.– Eventos (interrupciones configurables: prioridad,
instante en que son atendidas)
•^
Manejo de E/S– Instrucciones de activación y desactivación.– Lecturas/escrituras analógicas (sensor de fuerza).– Red para conectar célula de fabricación.^ – SET OUT, IF IN, ENABLE
Esquema de Bloques de SCORBOT
Unidad de control o“Controlador” centrali8031, Motorola 68010
Work station (PC)
ATS
programas ACL
ACTUADORES
SENSORES
E/S adicional(específicos)
puerto serie
RS
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6.4 Características Básicas De ACL (I)
•^
SCORBOT ER 5 , 4, 9, 14, etc. (antes Eshed Robotec,ahora: Intelitek, Israel). http://www.intelitek.com/
-^
Robots ER 3,4,5, orientados a didáctica y pequeños.
-^
ACL=Advanced Control Language (nombre comercial).
-^
Unidad de control SCORA: visibles y modificables losparámetros internos (“abierta”).
-^
Más de 300 parámetros configuran (ACL se adapta alrobot físico de que disponemos):– Servocontrol (Ej: P,I,D)– Protecciones de ejes (Ej: Tº a la cual se corta el ampl.)– Limites de ejes, velocidad (Ej: Ang max, min, etc.)
-^
No tiene unidad de FP
las unidades en que se miden
las variables son pequeñas (0.1 mm, 0.1 grado, 0.01 s)para trabajar con números enteros.
6.4 Características Básicas De ACL (y II)
•^
Leng textual similar a lo explicado, no muyestructurado ni potente.
•^
Multitarea.
•^
Además simulador SCORBASE / ROBOCELL.
•^
Dos modos:– Direct (ATS, Advanced Terminal Software, guiado).– Edit (textual). Modos: programación, backup.
•^
Grupo A son los ejes. Grupo B para accesorios.Grupo C para un eje concreto.
•^
Tipos de Coord (posiciones): propias, XYZ, RP
•^
Posiciones globales
•^
Variables globales/privadas/sistema
