ELE610 Prosjekter i robotteknikk, vår 2015.

Stavanger, 2. mars 2015 Det teknisknaturvitenskapelige fakultet ELE610 Prosjekter i robotteknikk, vår 2015. RobotStudio-del, oppgave 2. I denne andre RobotStudio oppgaven skal dere til slutt kjøre programmet på Rudolf. Dere skal bruke flere av instruksjonene som finnes i RAPID, det er derfor hensiktsmessig å sette seg noe bedre inn i dette programmeringsspråket. Det er da hensiktsmessig å se på Rapid Reference og det kortere notatet RobotStudio and RAPID - startup, begge tilgjengelige fra It s learning. Det er også lurt å bli kjent med den (omfattende) dokumentasjonen som er inkludert i RobotStudio, bruk Help aktivt. Før der gjør oppgavene på laboratorium E459 skal dere lese Laboratorieinstruks, den er laget som en test på fagets side på It s learning. Dere kan også vite om, og gjerne se litt på prosjektside for Industriroboter (ABB) på It s learning, det er lenke til denne sida fra fagets (ELE610) si side i It s learning. Godkjenning foregår ved at dere viser simulering til slutt, og leverer rapport med RAPID-kode på It s learning, det er ingenting annet som trenger å være med i rapporten. 2 Tegneprogram Rudolf For oversikten sin del er også denne oppgaven delt opp i flere punkt. 2.1 Åpne pack-and-go fil En kan ikke kopiere et prosjekt (en stasjon), en.rsstn-fil, direkte fra en PC til en annen. Det er fordi.rsstn-fila inneholder informasjon knyttet direkte til hvordan RobotStudio er installert på den PCen, for eksempel katalogstruktur og installerte elementer. For å kunne flytte hele arbeidet en har gjort på en enkel måte fra en PC til en annen bruker RobotStudio en spesiell type filer kallet pack-and-go filer,.rspag. Andre ganger ønsker en ikke å flytte hele arbeidet. Det er for eksempel når en ønsker å kjøre et testet program på en annen Karl Skretting, Institutt for data- og elektroteknikk (IDE), Universitetet i Stavanger (UiS), 4036 Stavanger. Sentralbord 51 83 10 00. Direkte 51 83 20 16. E-post: karl.skretting@uis.no.

stasjon, som når vi skal kjøre et program på Rudolf eller Norbert. Da holder det som regel å kopiere RAPID programmet, eller deler av det. Lag en katalog Lab2, for eksempel under../robotstudio/systems/. Last ned pack-and-go fila fra It s learning, den heter RobotStudioAss2.rspag. Selv om denne er laget med en eldre versjon av RobotStudio bør det ikke være problem med å bruke den i siste versjon, versjonene skal være bakoverkompatible. Det kan likevel bli et problem med RobotWare versjonen, dere må gjerne installere RobotWare versjon 5.15 i tillegg, noe som kan gjøres fra RobotStudio Add- Ins-fane. Kontrolleren lastes da ned fra nettet og må så installeres. Eller dere overfører systemet til ny versjon av RobotWare, det siste vet jeg ennå ikke helt hvordan gjøres. En kan imidlertid få et annet problem, flia kan bli (automatisk konvertert til) zip-fil når den lastes ned fra til Windows, i så fall må dere sette etternavnet tilbake til.rspag. I filbehandler dobbelklikker dere på.rspag-fila og RobotStudio skal da åpnes og starte en Wizard for å pakke den ut. En kan også åpne RobotStudio først, det er nødvendig hvis en har flere versjoner av RobotStudio installert på PCen, og så fra File-fanen velge Open og finne og åpne (klikke på) ønsket.rspag-fil. Velg katalogen dere opprettet som der filene skal pakkes ut, trykk Next. En får så se at RobotWare versjonen er 5.15, jeg håper det er greit og trykker Next og Finish og når det er ferdig Close. RobotStudio vil nå vise Home-fanen og roboten med påmontert penn og et bord med et ark på. En kan nå lagre stasjonen under det navnet et ønsker, fra File-fanen velger en Save As og gir navn (og plassering) en ønsker, for eksempel../robotstudio/stations/lab2.rsstn. Under Paths&Targets-fanen til venstre kan en utvide treet og finne at det her er definert to ulike workobject i tillegg til standardobjektet wobj0. Under Tooldata er det definert tre varianter av pennen, alt etter hvor (ende) punktet for verktøyet (pennen) blir plassert. Det er også et standardverktøy tool0. Under workobject for ark er det definert et målpunkt (target), MidtArk. Under Paths er det definert en bane som bruker dette punktet. Se på detaljene for denne banen og legg merke til at ulike verktøy brukes. Dere kan nå avslutte RobotStudio. Gå så inn i filbehandler og se hvor filene har blitt lagret. Ble dette slik dere så for dere at det skulle bli? Start så RobotStudio igjen. Åpne stasjonen med å velge Recent under File-fanen. 2.2 Simulering Det er alt klargjort for simulering, kjør denne og se på roboten slik at høyde for pennen viser bra. Se på RAPID-koden, under RAPID-fanen, og prøv å forstå de ulike instruksjoner og parametre som brukes for de. Bruk gjerne innebygd hjelp. Endre siste ventetid til 4 (for å tydeligere se når en sekvens er ferdig 2

og begynner igjen), husk synkronisering og sjekk at RAPID-kode og stasjon (under Home-fanen) virkelig er synkronisert. Under RAPID-fanen kan en så trykke Ctrl + S for lagre og Ctrl + Shift + S og trykk så Ja knappen (eller J tasten) for Apply. Simuler på ny og legg merke til hvordan ulike verktøy posisjonerer høyden av verktøyet. 2.3 Noen mindre justeringer Modellen bør etter hvert justeres slik at den passer med virkeligheten. Vi vet ennå ikke helt hvordan bord og ark står i forhold til hverandre på laboratoriet, men vi justerer likevel litt slik at vi senere vet hvordan vi kan justere mer. Vi jobber først under Home-fanen og skal siden synkronisere til kontrolleren. Først, under Paths&Targets-fanen til venstre, finn WorkObj Ark og bind (attach) det til A4 arket. Bind også WorkObj Bord til bordet (Desk). Under Layout-fane ser en at disse tilknyttingene er gjort og at A4-arket alt er knyttet til bordet. Vi kan nå flytte bordet 100 mm i y-aksen og rotere det 30 grader omkring (base/world) z-akse. Sjekk at gjenstander og tilhørende akser (workobject) flyttes slik en ønsker og at det henger sammen. Kjør simulering igjen. Treffer fortsatt pennen midt på arket? 2.4 Tegne et rektangel Nå skal dere endre RAPID koden slik at et 50x80 mm stort rektangel tegnes midt på arket og med samme orientering som arket. Alle bevegelser gjøres nå med Offs() funksjonen brukt i MoveL instruksjonen med utganspunkt i punktet som er definert midt på arket, MidtArk. Se referanse og eksempler for bruk av funksjoner og instruksjoner i RAPID. Kall funksjonen for DrawRect50x80() og kall denne fra main-funksjonen. Legg merke til hvorvidt x-akse er langs kortside eller langside. Veksle mellom penn oppe og penn nede verktøy slik det er mest hensiktsmessig. Når vi tegner (med pennen nede) ønsker vi å redusere farten til v100. Bruk også hensiktsmessige zone -verdier. Vi ser at det under simulering henger igjen en (blå) strek der pennen nylig har vært, også når den går gjennom lufta. Vi ønsker å forlenge denne streken (til 250 mm), prøv å få det til med innstillinger tilgjengelige under Simulation-fana. Husk lagre og bruke (apply) og synkronisering etter at en endrer i RAPIDkoden. Merk at det er forskjell på å lagre et RAPID-program og å lagre en stasjon. Finn ut hva det går ut på ved å (lete i og så) lese dokumentasjonen. Lagre Module1 som Lab2 4 Module1.mod, denne inkluderes i rapporten. 3

2.5 Tegne to trekanter og to sirkler Nå skal dere lage en funksjon som tegner en rettvinklet trekant der de to korteste sidene er parallelle med x-akse og y-akse (for arket). Funksjonen defineres med første linje som: PROC DrawTriangle90(robtarget p1, num x, num y) Se RAPID referance manual for hvordan funksjoner (PROC) defineres, lages og brukes. Kall denne funksjonen fra main og tegn to trekanter på arket. Nå skal dere også lage en funksjon som tegner en sirkel DrawCircle(...) der senter og radius gis inn som argument. Senter kan være av type robtarget. Se RAPID referance manual for MoveC instruksjonen. Kall funksjonen dere laget fra main og tegn to sirkler på arket, la de to korte sidene i rektangelet fra forrige deloppgave være diameter i sirklene. 2.6 Kontrollstrukturer Se RAPID referance manual for instruksjonene FOR, GO TO, IF, TEST, og WHILE. Lag en funksjon DrawInniHverandre som bruker FOR og tegner n kvadrater og n sirkler (der n er mellom 2 og 5, dette skal sjekkes av funksjonen). Første kvadrat har sider med lengde 70 mm og første sirkel er så stor som mulig inni kvadratet, altså tangerer alle sidene på kvadratet. Videre tegnes neste kvadrat inni sirkelen slik at kvadratets hjørner er på sirkelen, og neste sirkel inni der igjen. Dette fortsetter inntil ønsket antall kvadrater og sirkler er tegnet. La n være et argument til funksjonen dere lager. Bruk lokal variabel inni funksjonen der det er hensiktsmessig. Bruk litt tid på å prøve RAPID en del. Lagre Module1 som Lab2 6 Module1.mod. 2.7 Valg mens programmet kjører Vi skal først bruke TEST-CASE som sjekker en numerisk variabel, Valg, og ut fra verdien på den velger hvorvidt en i main skal tegne rektangelet, trekantene, sirklene, eller sirkler i kvadrater. Det kan også være et valg for å tegne alt. Når dette virker går vi videre til kommunikasjon med brukeren under kjøring. Vi skal her bruke TPWrite, TPReadFK og TPReadNum for kommunikasjon med brukeren under kjøring. Se RAPID referance manual for disse instruksjonene. Start med å skrive verdien av variabelen Valg før TEST instruksjonen. Instruksjonen TPWrite skriver til FlexPendanten, det er styreskjermen festet med kabel til hver av robotene. Vi kan også vise en virtuell FlexPendant i simulatoren; under Controller-fanen velg FlexPendant symbolet og et bilde med denne vil komme fram. Simulering kan nå starte med symbolet på FlexPendanten. Ctrl + F5 (kun i Controller-fanen?) viser også FlexPendanten. Les i 4

dokumentasjonen hvordan den virtuelle FlexPendanten virker og kan brukes. Bruk nå FlexPendanten og TPReadFK til å gi hvilken del av programmet som skal kjøre, og hvis sirkler inni kvadrat skal tegnes så bruk TPReadNum til å angi hvor mange ganger dette skal gjentas. Når dere er fornøyd så kan dere lagre Module1 som Lab2 7 Module1.mod, denne inkluderes i rapporten. 2.8 Kjør program på Rudolf Husk at på laboratoriet skal alltid en av oss ansatte være tilstede når dere bruker ABB robotene. For tegning er det her mest hensiktsmessig å bruke Rudolf, den roboten som står på sørsida av transportbåndet på laboratoriet. Sjekk at Rudolf har riktig verktøy påmontert, det skal her være en oransje pennholder, og at det står et bord framfor Rudolf. Fest et A4 ark omtrent mint på bordet. Ta gjerne pendanten for Rudolf og jogg litt med Rudolf, plasser gjerne pennen 2-3 mm over et av hjørnene på arket. Avslutt med å plassere pennen vertikalt 100 mm over sentert av arket. Nå skal dere ta programmet dere har laget og testet (ved simulering), laste det over til Rudolf og kjøre det. Start RobotStudio på deres bærbare PC. Hvis dere ikke har brukt bærbar PC kan dere bruke RobotStudio på stasjonær PC på laboratoriet (Brukernavn: Robot, passord: abb), da bør dere ha eget program på en minnepinne. Last inn stasjonen dere har laget fra punkt 2.7, sjekk gjerne at simulering virker slik dere har tenkt. Se om plassering av bord og ark i modellen passer sånn noenlunde med virkeligheten, hvis ikke flytter dere bord og ark i modellen i RobotStudio slik at det passer sånn noenlunde med virkeligheten. Sjekk at simulering virker igjen. For å få kontakt med Rudolf så legger dere til Rudolf som en (virkelig) kontroller på samme måte som dere tidligere koblet på den virtuelle kontrolleren. Fra Controller-fana velg Add Controller og hvis dere nå er på riktig nettverk (unix?) så kommer Rudolf opp, adressa er 152.94.0.39. Passord her er RudolfNorbert, NorbertRudolf, eller noe sånn. Klikk på Rudolf og på OK og Rudolf skal komme opp sammen med den virtuelle kontrolleren. Nå kan dere se på program som ligger på Rudolf på samme måte som dere ser på (deres) program som ligger på virtuell kontroller. For å få skrivetilgang på Rudolf må dere be om det; høyreklikk på Rudolf og velg Request Write Access eller trykk på menysymbolet for det samme. Nå venter RobotStudio på at skrivetilgang skal bekreftes på den virkelige pendanten for Rudolf, trykk Grant her. Operatør (for Rudolf) kan når som helst ta kontrollen tilbake ved å trykke på Revoke på pendanten. Når RobotStudio på PCen har skrivetilgang til Rudolf kan en flytte programmet. Det enkleste er gjerne å merke alt fra Module1 i deres program (på virtuell 5

kontroller) og kopiere det, Ctrl + A og Ctrl + C. Deretter går en til Module1 i program på Rudolf, merker alt her og overskriver med det som er klippet ut, Ctrl + A og Ctrl + V. Nå må en gjerne først sjekke at program og virkelighet stemmer, spesielt workobject for arket siden det er det som brukes i alle Move-instruksjonene. Det kan da være lurt å legge inn en (langsom) bevegelse til punkt 30 mm over midten av arket (i programmet/modellen) aller først i main blokka, slik at når programmet startes (fra begynnelsen av) så går roboten til dette punktet, der den tror dette punktet er. MoveL Offs(MidtArk,0,0,30),v10,z100,UISpenDown\Wobj:=WorkObj Ark; Merk at jeg her har brukt verktøyet UISpenDown. De sorte plastklossene med diameter 50 mm (de ligger nær robotene) har høyde 30 mm så hvis en da legger en slik ved siden av pennen ser en hvor langt ned i arket en da trykker pennen. 2 mm er ganske passe siden pennen er fjørbelastet med 4-5 mm ganglengde. En kunne kanskje også endre høyde for verktøyet UISpenUp fra 114 til 113 [mm], dermed vil nå klossene med diameter 70 mm og høyde 25 mm vise hvor høyt over arket (målpunkt) pennen er med verktøyet UISpenUp. Når dette er gjort kan en kjøre programmet (på Rudolf) fra pendanten, velg Production Window eller Program Editor og Debug fra pendanten, der kan en så velge at kjøring av roboten skal starte fra begynnelsen av programmet med PP to Main. Kjøring starter da med symbolet på pendanten, eller stegvis kjøring med symbolet på pendanten. Her betyr det ikke noe siden programmet uansett stopper for å be om hvilken del som skal tegnes. Sjekk nå hvor roboten stopper opp, det er nok ikke helt riktig høyde ennå. For å få dette riktig må WorkObj Ark settes riktig i programmet. Det kan passe med en liten pause før vi går videre. 2.9 Kjør tegneprogram på Rudolf Vi ønsker nå å sette WorkObj Ark riktig i forhold til virkeligheten. Dette kan gjøres på flere måter. Fra PCen kan en redigere direkte i programmet Module1 på Rudolf hvis en har skrivetilgang. En bør (med jevne mellomrom) også kopiere til Module1 i virtuell kontroller, på den måten har en også en ekstra kopi. Før en endrer WorkObj Ark bør en ta en ekstra kopi av linja, sette et kommentartegn (!) foran den ene og skrive at her er WorkObj Ark slik det virker for stasjon på simulatoren. Da kan en endre i den andre (aktive) linja. Rett fram måten er å endre på verdiene, se hvordan det virker og holde på med dette noen ganger til en har det akkurat slik det skal være. Dette kan ta litt tid. En annen måte er å lese inn et workobject ved å jogge roboten til tre punkt, første punkt gir startpunkt for x-aksen, neste et punkt viser da retning for x- aksen, og til slutt et punkt på y-aksen. Det en gjør er at en tar tilbake kontrollen til pendanten for Rudolf, velg Revoke. Velg så vindu for Program Data og velg der wobjdata og ShowData. Velg så WorkObj Ark og Edit og Define. 6

Legg her merke til at aktivt verktøy er UISpenUp (eller UISpenDown, det har betydning for hvordan workobjekt blir. Velg så User method: 3 points og gi inn posisjoner for X1, X2, og Y1. Det gjøres ved at roboten jogges til hvert av punktene. Høyden kan gjerne stilles slik at roboten trykker pennen 2 mm ned i arket, slik at pennen trykkes passe inn i holderen for å skrive med passe trykk. Hvis aktivt verktøy er UISpenDown blir dette helt riktig men hvis aktivt verktøy er UISpenUp blir det 6 (eller 5) mm for lavt, da kan en redigere dette direkte i programmet fra PCen senere. Når roboten er i punktet trykker en Modify Position på pendanten og fortsetter med neste punkt. Når alle punkt er gitt inn trykker en OK knappen. En får spørsmål om å lagre punktene, det trenger vi ikke her. Til slutt får en se en oversikt over verdiene for det endrede WorkObj Ark, trykk OK for å akseptere disse. Husk at høyden gjerne må justeres. Her har vi redigert et eksisterende workobject, et alternativ kunne vært å opprette et nytt workobject på tilsvarende måte og så kopiert verdier over til WorkObj Ark. Det kan godt være at en lar det være flere alternativer for WorkObj Ark i RAPID programmet, men husk at alle unntatt et da må kommenteres bort når programmet skal kjøre. Med WorkObj Ark riktig satt er det bare å kjøre programmet, det skal da virke akkurat likt på Rudolf som det gjorde ved simulering. Når Rudolf tegner slik dere har tenkt på arket så har dere gjort oppgaven. Hvis dere har tid igjen på denne oppgaven (normert tid 15 til 20 timer) så kan dere gjerne utvide tegneprogrammet til flere former, for eksempel mangekanter, stjerner, eller hus. Dere kan så la brukeren velge hva som skal tegnes, og gi inn eventuelle parametre, via pendanten. 2.10 Noen eksempler. Noen variabler som kan brukes er her klippet fra et program. Verdiene for wobjbordrudolf og wobjbordnorbert passer når bordet står plassert med langside inntil ene sidekanten av robotfoten. wobjbord settes da lik den ene eller andre alt etter hvilken robot som brukes. MoveAbsJ jcalibpos, v1000, z10, tool0; kan brukes først i main for å sette roboten i en startposisjon. Her har en satt alle akser til enkle vinkler. De robtarget som er definert passer det å bruke sammen med wobjbord. Linjene nedenfor er delt i to av plasshensyn.! Merk forskjell på bord i ulike frames PERS wobjdata wobjbordrudolf := [FALSE,TRUE,"", [[125, 500, 8 ],[1,0,0,0]],[[0,0,0],[1,0,0,0]]]; PERS wobjdata wobjbordnorbert := [FALSE,TRUE,"", [[125,-500, 8 ],[0,0,0,1]],[[0,0,0],[1,0,0,0]]]; PERS wobjdata wobjbord := [FALSE,TRUE,"", [[125, 500, 8 ],[1,0,0,0]],[[0,0,0],[1,0,0,0]]];! med origo (et hjørne av arket, parkh1) midt på BordRudolf 7

!PERS wobjdata wobjark := [FALSE,TRUE,"", [[125, 500, 8 ],[1,0,0,0]],[[0,0,0],[1,0,0,0]]];! med origo (parkh1) litt forskjøvet i forhold til midt på BordRudolf PERS wobjdata wobjark := [FALSE,TRUE,"", [[ 25, 400, 8.1],[1,0,0,0]],[[0,0,0],[1,0,0,0]]];! for BordRudolf +90 grader (og -90 grader for BordNorbert) i akse 1 CONST jointtarget jcalibpos := [[90,30,0,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];! med z = 110 som tuispen, med z = 120 som ttriplepennull! PERS tooldata tuispen := [TRUE,[[0,0,110],[1,0,0,0]],[1,[0,0,1],[1,0,0,0],0,0,0]];! punkt for midt av bord og midten og hjørnene av ark VAR robtarget pbordm := [[ 0, 0, 0], VAR robtarget parkm := [[ 148, 105, 0], VAR robtarget parkh1 := [[ 0, 0, 0], VAR robtarget parkh2 := [[ 296, 0, 0], VAR robtarget parkh3 := [[ 296, 210, 0], VAR robtarget parkh4 := [[ 0, 210, 0], Jeg har også flere varianter av løsningsforslag lagret på egen PC. Selv om disse kanskje er noe uryddige og det er vanskelig å finne beste variant så kan de gi dere noen hint hvis dere står fast. I så fall spør meg og så ser vi hvordan det kan bli løst før dere gjør det selv. Jeg har noe på../robotstudio/rapid Programs/Lab2/Module7.mod Jeg har også kopier på../ele610/rs/lab2 9 Module1.mod 8