OPAS ROBOTSTUDIO OHJELMAN PERUSKÄYTTÖÖN

Transkriptio

1 Markus Taipale opinnäytetyö TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU KONE- JA TUOTANTOTEKNIIKKA KONE- JA LAITEAUTOMAATIO OPAS ROBOTSTUDIO OHJELMAN PERUSKÄYTTÖÖN

2 TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Kone- ja tuotantotekniikka Kone- ja laiteautomaatio Taipale Markus Opas RobotStudio ohjelman peruskäyttöön Tutkintotyö: 45 sivua + 1 liitesivu Työn ohjaaja: TKL Esko Kurki Työn teettäjä: Konelaboratorio, valvojana Seppo Mäkelä Huhtikuu 2009 TIIVISTELMÄ Tässä työssä käsitellään RobotStudio-ohjelman perusteita. Oppaan lukemisen jälkeen lukijalla on perustiedot siitä, miten RobotStudiolla ohjelmoidaan. RobotStudioohjelmalla tehdään robottisoluille ohjelmia ja simuloidaan niitä offline-tilassa. Nämä RobotStudiolla tehdyt ohjelmat voidaan kääntää ja ladataan robotille. Etuna RobotStudiossa on, että solua ei tarvitse paikan päällä ohjelmoida vaan riittää, että robotti ohjelmoidaan RobotStudiolla offline-tilassa ja valmis ohjelma siirretään sitten itse robottisoluun. On myös mahdollista, että RobotStudio-ohjelmalla ohjelmoidaan robottia suoraan verkon välityksellä. Nämä ohjeet alkavat siitä, kuinka RobotStudio asennetaan koneelle. Kun ohjelma on saatu asennettua ja toimimaan halutusti, opastetaan miten RobotStudiossa luodaan uusi työ. Kun uusi työ luotu, keskitytään ohjelman perustoimintoihin. Näihin toimintoihin lukeutuvat mm. navigointi (kuvan liikuttaminen), robotin tuonti RobotStudioon, robotin liikuttaminen eri koordinaatistoissa, robotin työkalun asentaminen ja geometrian luonti soluun. Tämän jälkeen ohjeet sisältävät vielä robottisolun luomisen, robotin liikkumisen pisteiden kautta ja lyhyen ohjelman tekemisen. Lopuksi näytetään ohjelmakieli ja miten sitä voidaan muokata. Tarkoituksena on antaa perusteet RobotStudion käyttöön niin, että käyttäjä osaa tehdä yksinkertaisen robottisolun ja ohjelmoida robotille liikettä. Työn tilaajana on konelaboratorio ja yhteyshenkilönä on Seppo Mäkelä. Tilauksen taustalla on uusi ABB:n robotti joka on tulossa konelaboratorioon. Työn tekoajankohtana on kevät Ohjelmaa tullaa opettamaan koska se on yleisesti käytetty automaatiossa varsinkin ABB roboteille. Ohjelmaa käytetäänkin laajalti robotiikassa.

3 TAMK UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES Mechanical and Production Engineering Machine Automation Taipale, Markus Basic manual: How to use RobotStudio program Engineering thesis: 46 pages Thesis supervisor: DI Esko Kurki Commissioning company: TAMK Machine laboratory, Mäkelä Seppo April 2009 ABSTRACT This work contains instructions about RobotStudio program. RobotStudio program is developed to program ABB robot in virtual enviroment. This manual is short version how to install, start and program with Robotstudio. It is all so possible to move and program robot via ethernet. This manual is made to show how you start from basics like installing and starting RobotStudio. This manual will show how to create new template. When template has been created, you will learn how to import robot, robot tool and geometry to template so you create shell. After your shell has been finished, this manual will teach basics, how to make simple program.

4 ALKUSANAT Ensiksi haluan kiittää kaikkia työhön osallistuneita, varsinkin työn tilaajaa Mäkelä Seppoa, ohjaavaa opettajaa Kurki Eskoa. Kun kuulin, että TAMKin konelaboratorioon on tulossa uusi robotti, suunnistin suoraan kysymään, onko kyseisestä robotista mitään päättötöitä tulossa. Sainkin päättötyön lopulta RobotStudio ohjelman oppaan tekijänä. Olen tyytyväinen aiheeseeni koska oma kiinnostuksenikin on automaatioalalla ja eritoten robottien puolella. Tein työni suurimmaksi osaksi Tampereen ammattikorkeakoululla mutta myös kotona on aikaa kulunut varsinkin kirjoittamiseen ja viimeistelyyn. Työn tarkoituksena on saada opetusmateriaalia, josta niin opiskelijat kuin opettajatkin voisivat saada perusteita RobotStudion käytöstä. Kuitenkin itse halu oppia kyseistä ohjelmaa on suuri, sillä uskon siitä olevan apua tulevissa työhönhauissa Markus Taipale

5 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ ABSTRACT ALKUSANAT SISÄLLYSLUETTELO SANASTOA 1 JOHDANTO 7 2 UUDEN ASEMAN LUONTI, TALLENTAMINEN JA LATAAMINEN Uuden aseman luonti Aseman tallennus Aseman lataaminen 10 3 NAVIGOINTI ROBOTSTUDIO-OHJELMASSA 12 4 ROBOTIN LIIKUTTAMINEN Robotin nivelten liikuttaminen Robotin liikuttaminen maailmakoordinaatiston mukaan Nivelten liikuttaminen numeroarvoilla Robotin liikuttaminen numeroarvoilla maailmakoordinaatistossa Jump home -komento 18 5 VIRTUALFLEX PENDANT VirtualFlex Pendantin käynnistäminen robotin ajamista varten Robotin liikuttaminen VirtualFlex Pendantin avulla eri koordinaatistoissa ROBOTIN SIMULOITU LIIKE Pisteiden luonti robotille Polun luonti pisteistä Robotin liike polkua pitkin TYÖKALUJEN JA GEOMETRIAN TUONTI SOLUUN Työkalun tuonti ja kiinnitys robottiin Geometrian tuonti soluun 30 8 GEOMETRIAA SEURAAVAN POLUN LUONTI ROBOTIN SIMULOINTI Simuloinnissa tarvittavien polkujen luonti Robotin liikenopeuden muuttaminen polulla Siirtyminen simulointiin KOODI JA SEN MUOKKAAMINEN ROBOTSTUDIOLLA OHJELMAN ASENTAMINEN OHJELMAN KÄYNNISTÄMINEN YHTEENVETO. 45 LÄHTEET

6 SANASTOA: Offline tila Tila jossa robotti ei ole yhteydessä sillä hetkellä RobotsStudioon Asema Template Solu Kokonaisuus robotin huoneesta/työskentelytilasta oheislaitteineen. RobotStudio button Ikonia vasemmassa yläkulmassa (robotin kuva) New Station Uusi asema mouse1 Hiiren vasen näppäin mouse2 Hiiren oikea näppäin Joint Robotin nivel Ctrl + mouse1 + hiiren liikuttaminen Kuvan liikuttaminen suuntaan mihin hiirtä liikutetaan Ctrl + Shift + mouse1 + hiiren liikuttaminen Näkymän pyörittäminen Ctrl + mouse2 + hiiren liikuttaminen Zoom toiminto

7 1. JOHDANTO Työn tehtävänä on luoda materiaalia, josta niin opettajat kuin opiskelijat voisivat tarvittaessa saada perustietoa RobotStudiosta. Oppaan tavoitteena on, että käyttäjä saa, ilman mitään koulutusta tai tietoa RobotStudiosta, ohjeita lukemalla perusteet ohjelman käyttöön. Kun RobotStudio on asennettu, opastaa tämä ohjeistus käyttäjän ohjelman perusteisiin. Tarkoituksena on, että tämän oppaan luettuaan käyttäjä osaa käyttää ohjelmaa perustasolla. Perustasolla tarkoitetaan navigoinnin osaamisesta aina yksinkertaisen ohjelman luontiin asti. Aihevalinnan taustalla löytyy kiinnostus robotteihin ja niiden ohjelmointiin. ABB robotit ovat paljon käytettyjä ja itse RobotStudio ohjelma on alun perin tehty solujen suunnitteluun ABB:lle. Nykyään sitä kuitenkin käytetään myös muiden robottimallien solujen tekemiseen ja ohjelmoimiseen. Uskon että RobotStudio ohjelman perusteiden osaaminen auttaa työnhaussa mille tahansa robottialalle. Kokeneimmille RobotStudio ohjelmoijalle tämä opas ei luultavasti anna lisätietoa, vaan painopiste on täysin kokemattoman käyttäjän opastuksessa RobotStudion perusteisiin. Robotit ovat teollisuudessa nykypäivää, ja niiden työpanosta löytyy monella alalla. Robottien yleistymisen myötä tuotanto aikoja on saatu tehostettua ja tuotantokustannuksia pienennettyä. Autoteollisuus on robottialan edelläkävijä, ja siellä onkin pitkälle hiottua robotiikkaa. Moni muu teollisuudenala on myös alkanut käyttää robotiikkaa ja robotiikka onkin tulevaisuudessa vielä suuremmassa merkityksessä teollisuudessa. RobotStudio on ohjelma, jonka tarkoituksena on ilman robotin pysäyttämistä saada aikaan robotin toiminnot ja testaukset. Työtä on tehty manuaalien, internetin ja opetuksen avulla. Suurin osa ohjelman käytön opettelusta on kuitenkin tullut itse opiskelemalla. Itse opiskelulla tarkoitan ohjelman selaamista, testaamista ja tutkimista ilman manuaaleja tai muutakaan apua. Tämä johtuu lähinnä siitä, että yksinkertaisia perusohjeistuksia ei ole saatavilla. Olen koonnut kokemuksistani ohjelman opettelusta ja tärkeimmät perusasiat tähän työhön. Työn opiskeluarvo omalta osaltani painottuu RobotStudion oppimiseen. Kirjoja aiheesta ei ole, joten itse oppimisen apuna on ollut informatiiviset 600 sivua käsittävät perusteelliset käyttöoppaat ja internet

8 2. UUDEN ASEMAN LUONTI, TALLENTAMINEN JA LATAAMINEN RobotStudiossa luodaan tyhjä alusta jolle tuodaan robotti. Luku käsittää tyhjän aseman luonnin, robotin tuonnin soluun, työn tallennuksen ja lataamisen. 2.1 Uuden aseman luonti Käynnistetään ohjelma, mikä jälkeen eteen avautuu alkuvalikko. Painetaan alkuvalikosta RobotStudio Button vasemmasta ylänurkasta. Aloitetaan uusi asema valitsemalla New Station vaihtoehto. Vaihtoehtoisesti painetaan Recent Stations (Offline) -palkkia (kuva 2.1.1) ja tämän jälkeen painetaan New Station (kuva 2.1.2) uuden aseman luomiseksi. Kuva RobotStudio, alkunäkymä - 8 -

9 Kuva Aseman luonti Tämän jälkeen valitaan robotti, jota halutaan simuloida. Template System -nimisen valikon alta etsitään robotti IRB140_6kg_0.81m_typeC ja painetaan OK (kuva 2.1.3). Nyt ohjelma avaa valikon mistä valitaan robotin malli. Valitaan ylempi robottimalli. Kuva Robotin valinta - 9 -

10 2.2 Aseman tallentaminen Aseman tallentaminen tapahtuu RobotStudio Button -näppäimen alla olevasta valikosta. Kyseisestä valikosta painetaan Save As (tallenna nimellä) -nimistä painiketta. Tämän jälkeen avautuu näkymä, jossa valitaan minne ja millä nimellä työ tallennetaan. Valitaan Save Iin -palkista minne halutaan kyseinen työ tallentaa. Tämän jälkeen alhaalta vaihdetaan työn nimi (File Name) ja painetaan Save -näppäintä (kuva 2.2). 2.3 Aseman lataaminen Kuva 2.2 Aseman tallentaminen Aseman lataaminen tapahtuu RobotStudio -näppäimen alta löytyvästä valikosta. valitaan Look In -nimisestä valikosta hakemisto, jossa työ on. Tämän jälkeen valitaan työ painamalla hiiren vasenta nappia. Kun tämä on tehty, painetaan Open -näppäintä (kuva 2.3)

11 Kuva 2.3 Aseman lataaminen

12 3. NAVIGOINTI ROBOTSTUDIO-OHJELMASSA Navigointi tarkoittaa kappaleen tai robotin näkymän liikuttamista, pyörittämistä, suurentamista ja pienentämistä ohjelmassa. Aseman liikuttaminen työpöydällä tapahtuu painamalla Ctrl ja hiiren vasen näppäin pohjassa. Tämän jälkeen liikutetaan hiirtä haluttuun suuntaan, mikä liikuttaa kuvakulmaa. Painamalla Ctrl, Shift ja hiiren vasen näppäin pohjaan yhtä aikaisesti, pystytään näkymää muuttamaan haluttuun suuntaan liikuttamalla hiirtä. Zoom -toiminto tarkoittaa näkymän lähentämistä sekä loittonemista. Painamalla Ctrl ja hiiren oikea näppäin pohjaan ja tämän jälkeen liikuttamalla sitä oikealle tai vasemmalle saadaan käyttöön Zoom toiminto, joka siirtää näkymän lähemmäs tai loitommaksi robotista. Painamalla View All -ikonia työpöydän vasemmassa yläkulmassa saadaan yleiskuva valitusta kohteesta (kuvassa 3.1 kohteena robotti, joka on aktivoitu Layout -valikosta). Kohteena voi myös olla yksittäinen geometria kuten pöytä tai työstettävä kappale. Kuva 3.1 Yleiskuva

13 4. ROBOTIN LIIKUTTAMINEN Kun uusi asema on luotu, ja siihen on liitetty robotti, voidaan aloittaa robotin ohjaaminen. Tämä kappale käsittelee, robotin ohjaamista RobotStudio-ohjelman avulla. Joint tarkoittaa robotin niveltä, joita on tässä robotissa 6 kappaletta. Joint1 on lähinnä alustaa oleva nivel ja joint6 alustasta kauimpana oleva nivel. Robotti liikkuu neljässä koordinaatistossa, jotka ovat käyttäjä-, nivel-, työkalu- ja maailmakoordinaatisto Robotin nivelten liikuttaminen Robotissa olevien nivelten ohjaus toimii käyttämällä Jog Joint -toimintoa. Kyseinen toiminto löytyy Home -valikon alta (kuva 4.1.1). Kun on valittu Jog Joint -toiminto, aktivoidaan tämän jälkeen nivel jota halutaan ohjata. Esimerkiksi ensimmäisen nivelen Joint1 (alusta) ohjaaminen tapahtuu painamalla Jog Joint - toiminto päälle, liikuttamalla hiiri kyseisen nivelen kohdalle, painamalla hiiren vasen näppäin pohjaan ja liikuttamalla hiirtä (kuva 4.1.2). Kuva Jog Joint -toiminto

14 Kuva Robotin nivel ja sen kulma 4.2. Robotin liikuttaminen maailmakoordinaatiston mukaan Robotin ohjaus maailmakoordinaatistossa tapahtuu käyttämällä Jog Linear -toimintoa (kuva 4.2.1). Kyseinen koordinaatisto on aseman tason mukainen ja oletuksena origo on kiinnitetty robotin jalustaan. Painamalla Jog Linear -näppäintä robotin työkalupisteeseen ilmestyy XYZ -tason koordinaatisto. Kun ohjataan robottia maailmakoordinaatistossa, viedään kursori punaisen nuolen päälle (kuva 4.2.2). Kun kursori on punaisen nuolen päällä paina hiiren vasen näppäin pohjaan ja raahaa hiirtä vasemmalle tai oikealle. X arvo muuttuu hiirtä liikuttaessa. Y- ja Z-tasot toimivat vastaavasti raahaamalla vihreää (y-taso) tai sinistä (z-taso) nuolta

15 Kuva Jog Linear -toiminto Kuva Robotin liikuttaminen maailmakoordinaatistossa

16 4.3 Nivelten liikuttaminen numeroarvoilla Siirrytään Layot -valikkoon ja aktivoidaan robotin nimi (kuva 4.3.1). Tämän jälkeen vaihdetaan Modify -valikkoon ja valitaan Mechanism Joint Log. Tämä avaa valikon josta voidaan säätää robotin koordinaatistoa numeroarvoina. Numeroarvot ovat robotin nivelen kulmat (asteina). (kuva 4.3.2). Numeroiden muuttaminen tapahtuu joko raahaamalla numeropalkkia tai askeltamalla nuolilla (vierityspalkin oikealla puolella). Askeleen koko määräytyy Step -valikon mukaan. Step 1 deg tarkoittaa, että liike annetaan yhden kokonaisluvun tarkkuudella, kun taas Step 0,1 on yhden desimaalin tarkkuus ja niin edespäin. Kuva Robotin aktivointi ja siirtyminen Mechanism Joint Log -valikkoon

17 Kuva Joint Jog -valikko 4.4 Robotin liikuttaminen numeroarvoilla maailmakoordinaatistossa Siirrytään Layout -valikkoon ja painetaan robotti aktiiviseksi (kuten kohdassa 4.3.). Tämän jälkeen Modify -valikon alta valitaan Mechanism Linear Log. Aukeavasta valikosta voidaan säätää robotin numeroarvoja maailmakoordinaatistossa (kuva 4.4). Numeroiden muuttaminen tapahtuu, joko maalaamalla ja kirjoittamalla numero tai käyttämällä nuolipalkkeja. Kuva 4.4 Linear Jog -valikko

18 4.5 Jump Home -komento Jump Home -komentoa painamalla robotti ohjautuu kotiasentoonsa eli asentoon jossa se on tuodessa se ohjelmaan. Kyseinen komento löytyy painamalla oikeaa hiiren nappia robotin nimen kohdalla Layout -palkissa. Aukeavassa valikossa löytyy Jump Home -komento (kuva 4.5). Kuva 4.5 Jump Home -toiminto

19 5. VIRTUALFLEX PENDANT VirtualFlex Pendant tarkoittaa virtuaalista ohjainyksikköä. Ohjelman avulla on mahdollista ohjata robottia virtuaalisesti VirtualFlex Pendant avulla. VirtualFlex Pendant on kopio robotin käsiohjaimesta, jolla voidaan myös paikanpäällä ohjata ja ohjelmoida robottia. Käytämme yllä luotua (kappale 1) asemaa demonstroimaan VirtualFlex Pendant toimintaa. Tämä luku käsittää virtuaaliohjaimen avaamisen, robotin valmistamisen liikkeeseen sekä robotin liikkeen eri koordinaatistoissa VirtualFlex Pendant ohjaimen avulla. 5.1 VirtualFlex Pendantin käynnistäminen robotin ajamista varten Käynnistetään VirtualFlex Pendant Offline -valikon alta (kuva 5.1.1). Tämän jälkeen avautuu virtuaaliohjain, joka on kopio robotin käsiohjaimen toiminnasta (kuva 5.1.2). Kuva VirtualFlex Pendantin käynnistys

20 Kuva VirtualFlex Pendant Nyt valitaan virtuaaliohjaimesta keskimmäinen nappi (kuva 5.1.3), minkä jälkeen avautuu virtuaalinen avain sekä valo, joka osoittaa, onko robotti ajovalmiudessa. Robotin ajovalmiudella tarkoitetaan, että robotin moottorit ovat päällä jotta, sitä voidaan ohjata. Käännetään virtuaaliavain keskiasentoon. Tämän jälkeen painetaan Enable - näppäintä joka käynnistää robotin moottorit (kuva 5.1.4). Kun nämä toimenpiteet on tehty, robotti on valmiina virtuaaliajoon (valkoinen valo palaa). Kuva Virtuaaliohjaimen keskimmäinen nappi

21 Kuva Avautuva valikko

22 5.2. Robotin liikuttaminen VirtualFlex Pendantin avulla eri koordinaatistoissa Valitaksesi robotin liikkumaan maailmakoordinaatistossa, paina alhaalla olevaa näppäintä (kaksi ratasta)(kuva 5.2.1). Nyt avautuu valikko, josta valitaan ylin vaihtoehto (robotin kuva) ja painetaan sitä. Avautuvasta valikosta valitaan liikkumisen muoto ja koordinaatisto. Kun ollaan valittu oikea liikkumisen muoto ja koordinaatistoksi maailmakoordinaatisto, siirretään kursori pienten nuolien kohdalle (kuvan oikeassa laidassa) ja pidetään vasenta hiirennäppäin pohjassa jolloin robotti alkaa liikkua. Kuva Virtuaaliohjaimen valikkoa Kun valitset ohjaustapaa, tarkoittaa Axis 1-3, että robotti liikkuu kolmella alimmalla nivelellä, Axis 4-6 tarkoittaa robotin liikettä kolmella ylimmällä nivelellä, Linear tarkoittaa ohjaamista lineaarisesti valitussa koordinaatistossa ja Reorient tarkoittaa robotin pyörimistä valitun koordinaatiston origon ympäri (kuva 5.2.2). Kuva Robotin liikkeen valinta VirtualFlex Pendantilla

23 Kun valitset koordinaatistoa tarkoittaa, World maailmankoordinaatistoa (origo käyttäjän valitsemassa pisteessä robotin solussa), Base robottikoordinaatistoa (origo robotin jalustassa), Tool työkalukoordinaatistoa (origo työkalussa) ja Work Obj työstettävän kappaleen koordinaatistoa (origo työkalussa sijaitsevassa pisteessä)(kuva 5.2.3). Suljetaan VirtualFlex Pendant. Kuva koordinaatiston valinta VirtualFlex Pendant avulla 6. ROBOTIN SIMULOITU LIIKE Tässä kappaleessa käsitellään, miten robotille opetetaan pisteitä, joiden kautta tehdään polku. Polku tarkoittaa rataa, jota pitkin robotti liikkuu. Ilman pisteitä, joiden kautta polku kulkee, ei voida polkua muodostaa. Kun pisteet on saatu luotua, käydään läpi miten pisteistä muodostetaan polku, jota pitkin robotti liikkuu. 6.1 pisteiden luonti robotille Jatketaan jo luodusta robottiasemasta. Ensiksi palautetaan robotti kotiasentoon käyttämällä Jump Home -komentoa. Tämän jälkeen aktivoidaan vasemmalta valikko Paths&Targets. Nyt etsitään Home -valikon alta Target -ikoni ja painetaan vasenta hiiren näppäintä sen kohdalla. Valitaan avautuvasta kolmesta vaihtoehdosta Teach Target (kuva 6.1.1). Tämä toiminto tallentaa pisteen siihen paikkaan missä robotin työkalukoordinaatisto on kyseisellä hetkellä. Nyt käytössäsi on yksi robotille opetettu piste, pidetään kyseistä luotua pistettä kotipisteenä (Target_10). Tämä piste näkyy Paths&Targets -valikossa

24 Seuraavaksi ohjataan robotti haluttuun suuntaan ja opetetaan uusi piste. Uudet pisteet luodaan samalla tavalla kuin kotipiste. Tehdään näin yhteensä kolme pistettä eri kohtiin. Pisteet ilmestyvät Paths&Targets -valikon alivalikkoon (kuva 6.1.2). Luodaan seuraavat pisteet jo luodun kotipisteen (Target_10) lisäksi: 1) välipiste (Target_20) 2) viimeinen piste (Target_30). Kuva Pisteen opetus RobotStudiossa Kuva Pisteet ilmestyvät Paths&Targets valikkoon

25 6.2 Polun luonti pisteistä Kun on luotu kolme pistettä kappaleen 6.1 mukaan, aloitetaan polun luonti. Ensimmäiseksi tehdään uusi polku Home -valikon alla olevalla Empty Path -näppäimellä (kuva 6.2.1). Tämä luo Paths&Targets -valikkoon tyhjän polun. Aktivoidaan kappaleessa 6.1 tehdyt pisteet (Target_10, Target_20 ja Target_30) yksi kerrallaan, raahataan ne käyttämällä hiiren vasenta näppäintä, Path_10 -hakemistoon (kuva 6.2.2). Huomataan, että järjestys jossa pisteet raahataan polkuun, on sama järjestys jossa robotti käy ne läpi. Joten ensiksi raahataan kotipiste (Target_10), sitten raahataan välipiste (Target_20) ja viimeisenä piste jonne robotti päätyy (Target_30). Voidaan myös haluta nimetä uudelleen hakemisto painamalla hakemiston kohdalla hiiren oikeaa näppäintä ja valitsemalla Rename -toiminta. Kuva Empty Path -näppäin

26 Kuva Path_10 -hakemisto 6.3 Robotin liike polkua pitkin Kun polku on luotu, aktivoidaan polku (esimerkissä hakemisto path_10 Paths&Targets valikossa)(kuva 6.3). Kun polku on maalattu, painetaan Modify valikosta Move Along Path (voidaan myös vaihtoehtoisesti painaa polun nimen kohdalla hiiren oikeaa näppäintä: tämä avaa valikon minkä takana on Move Along Path- näppäin). Kun Move Along Path -näppäintä on painettu, odotetaan, että robotti laskee radan. Hetken kuluttua robotti liikkuu tehdyn polun. Jos robotti ei liiku haluttua polkua, on kyse mitä luultavimmin siitä, että robotin ulottuvuus ei riitä tai rata kulkee robotin sisältä, jolloin se luonnollisesti ei pysty toteuttamaan haluttua liikerataa

27 Kuva 6.3 Robotin liike polkua pitkin 7. TYÖKALUJEN JA GEOMETRIAN TUONTI SOLUA VARTEN Tässä luvussa kerrotaan mikä on työkalu ja mitä tarkoitetaan geometrialla RobotStudio-ohjelmassa. Esimerkin avulla hahmotetaan, miten työkaluja tuodaan ohjelmaan ja kiinnitetään soluun. Työkalujen ja geometrian luonti tapahtuu 3D-piirto-ohjelmilla. RobotStudio tukee monien 3D-piirto-ohjelmien kuvia. Esimerkkeinä yleisimmistä formaateista mainittakoon Inventor files (*.ipt), Pro/ENGINEER files (*.prt; *.asm), sekä erilaiset Catia formaatit kuten V4 (*.model; *.exp) ja V5 (*.CATpart; *.CATproduct). Tehdyistä kuvista luodaan valmis solu RobotStudioon, jossa kappaleet ovat oikeissa paikoissa aivan kuten oikeissa soluissa. Luodaan uusi solu luvun 2 mukaan

28 7.1 Työkalun tuonti ja kiinnitys robottiin Työkalulla tarkoitetaan robottiin kiinnitettävää hitsaustyökalua, tarttujaa tai vastaavaa laitetta, jolla ohjataan, liikutetaan, hitsataan, hiotaan, taitetaan, maalataan tai puhdistetaan työstettävää kappaletta. Kun työkalu on kiinnitetty robottiin, pitää sen liikkua robotin mukana. Ohjelmassa on muutama valmis työkalu, mutta myös uusien työkalujen luonti 3D-mallinnuksella on mahdollista. Ensimmäiseksi luodaan uusi asema (kuten kappaleessa 2.1 on tehty). Kun uusi työ on luotu, valitaan Home -valikon alta Import Library valikko (kuva 7.1.1). Avataan tämä valikko vasemmalla hiiren napilla. Avaamisen jälkeen valitaan työkalu hiiren vasemmalla napilla (esimerkissä käytetään Binzel WH455D -työkalua). Kun on valittu työkalu, se ilmestyy Layot -valikkoon. Valitaan työkalu vasemmalla hiiren napilla ja raahataan se robottiin (robotin nimeen Layout -valikossa) pitämällä vasenta nappia pohjassa ja päästämällä se robotin kohdalla irti (kuva 7.1.2). Kun tämä on suoritettu, kysyy RobotStudio: Do you want to keep the current position of BinzelWH455D, vastataan kysymykseen No. Tämä liittää työkalun robotin työkalukoordinaatiston origoon. Vastaus Yes tarkoittaa, että halutaan pitää työkalun koordinaatisto siinä paikassa missä se on robotin koordinaatistoon nähden, eikä robotin työkalukoordinaatistossa, jonne se halutaan kiinnittää. Jos olet liittänyt työkalun Yes toiminnolla, alkaa työkalu liikkua robotin työkalukoordinaatistossa, mutta sillä etäisyydellä missä se oli liittämishetkellä. Kun on liitetty työkalu työkalukoordinaatiston origoon, testataan sen toimivuus liikuttamalla robottia. Työkalun tulee siirtyä robotin mukana (kuva 7.1.3). Kuva Import Library -valikko

29 Kuva Työkalun raahaus robottiin Kuva Työkalu oikein liitettynä robottiin

30 7.2 Geometrian tuonti soluun Geometrialla tarkoitetaan robotin ulkopuolella olevia solun osia. Tähän geometriaan kuuluvat kaikki solussa olevat esineet kuten työpöydät, solun seinät, työstettävät kappaleet ja ihmisen mallinnus kyseiseen soluun. Omaa geometriaa voi luoda 3D-piirto-ohjelmien avulla. Luodaan ensiksi geometria 3D-piirto ohjelmalla. Kun halutaan tuoda itse tehtyä tai valmis geometria soluun, valitaan ensimmäiseksi Home -valikosta Import Geometry (kuva 7.2.1). Tämän jälkeen etsitään haluttu geometria hakemistosta, aktivoidaan se ja painetaan Open. Kun tämä on tehty, geometria näkyy ohjelmassa. Siirretään geometria haluamaan kohtaa käyttämällä Move -komentoa (kuva 7.2.2). Kuva Geometrian tuonti soluun

31 Kuva Move -komento Käytetään yllä olevaa ohjetta ja tuodaan ensiksi pöydän geometria. Kun pöytä on paikallaan, tuodaan työstettävä geometria. Liikutetaan molemmat geometriat haluttuun paikkaan. Kuvassa valmis yksinkertainen solu, johon on tuotu pöytä ja työstettävä kappale. Kappaleet voidaan kiinnittää halutulla tavalla toisiinsa. Esimerkiksi työstettävän kappaleen voi kiinnittää pöydän pinnalle. Kuitenkin nyt käytetään Move toimintoa paikoitukseen. Kuva Valmis yksinkertainen solu

32 8. GEOMETRIAA SEURAAVAN POLUN LUONTI Tämä kappale kertoo, kuinka robotin saa seuraamaan kappaleen geometrista muotoa. On erittäin tärkeää helpon ohjelmoimisen kannalta, että osataan seurata kappaleen muotoja, jotta esimerkiksi hitsaus olisi mahdollista. Luodaan uusi solu, johon tuodaan robotti (kappale 2.1). Liitetään tämän jälkeen haluttu työkalu robottiin (kappale 7.1). Tuodaan työstettävä kappale soluun (kappale 7.2). Tämä esimerkki käyttää robottina IRB140_6kg_0.81m_typeC, työkaluna Binzel WH455D ja työstettävänä kappaleena valmista kappaletta. Kun on tuotu tarpeelliset geometriat ja työkalut soluun, ne siirretään sellaisille paikoille, ettei robotti törmää työstäessä itseensä. On myös varmistettava, että kappale on robotin liikealueella (kuvassa kappale on sopivassa asennossa robottiin nähden). Kuva Kappaleen asento robottiin nähden

33 Kun osat ja robotti ovat oikeilla paikoillaan, aktivoidaan työstettävän kappaleen pinta Surface Selection -toiminnolla (kuva 8.1.2). Kun pinta, missä käsiteltävä sivu sijaitsee, on aktivoitu, valitaan Modeling -valikon alta toiminto Border around surface (kuva 8.1.3). Border Around Surface toiminnon painamisen jälkeen, on käytössä puolivalmis reunus. Kun on päästy tähän asti, valitaan aukeavasta alivalikosta Create toiminto, jolla luodaan itse reunus. Suljetaan Border Around Surface -toiminto. Kuva Surface Selection -toiminto Kuva Border Around Surface -toiminto

34 Näiden toimintojen jälkeen valitaan työpöydän valikosta Curve Selection ja aktivoidaan haluttu reuna (kuva 8.1.4). Kun reuna on valittu, painetaan Home valikon alla olevaa Path from Curve -näppäintä. Nyt eteen avautuu valikko, jota käytetään reunukselle luotavan polun tekoon (kuva 8.1.5). Kun reunapolku on punainen, on se aktivoitu. Kuva Aktivoitu reunus Kuva Path from Curve -toiminto

35 Valitaan Select Curves from Graphics -valikosta työstettävä reunus. Tämän jälkeen painetaan rasti Reference Surface -kohtaan ja aktivoidaan pinta, jossa reunus on. Vaihdetaan Approximation Parameters -valikosta Max Chord Dev (mm) 0,5 lukemaan, tämä antaa ohjearvon, kuinka monta pistettä kyseiselle reunalle tehdään. Kun nämä toimenpiteet on tehty, vaihdetaan samasta valikosta pyöreät muodot optio painamalla Circular -kohtaan pallo (kuva 8.1.6). Painetaan Create joka luo pisteet polulle. Suljetaan Create from Path valikko. Kuva Select Curves from Graphics -valikko Nyt on luotu pisteet, sekä alustava polku reunalle. Avataan valikko, josta pisteet löytyvät (ks pisteiden luonti). Aktivoidaan ensimmäinen piste. Kun piste on aktivoitu, valitaan View Tool at Target ja View Robot at Target optiot, joilla valitaan työkalu ja robotti näkymään kyseisessä pisteessä (kuva 8.1.7). Tämän jälkeen painetaan Rotate -näppäintä. Valitaan Rotate -valikosta kuinka monta astetta työkalua aiotaan kääntää ja minkä akselin ympäri. Rotation(deg) luvulla määrätään monta astetta käännetään. Pallo akselivalinnassa (X-, Y-, Z -akselit) määrää minkä akselin ympäri pyöritetään (kuva 8.1.8)

36 Kuva View Tool at Target ja View Robot at Target optiot pisteessä Target_10 Kuva Työkalun kääntämisen valikko Liikutettaessa työkalua oikeaan asentoon, on huomattava, että työkalun asennon pitää olla sellainen, että se ei törmäisi mihinkään. On myös huomattava, että robotin pystyy ohjaamaan pisteeseen ja kääntämään työkalua siinä haluttuun asentoon. Kun työkalu on, siirretty ja käännetty oikeaan asentoon, painetaan Jump to Target -näppäintä. Nyt eteen avautuu Configurations -valikko (kuva 8.1.9). Aktivoidaan valikosta ylin valinta ja painetaan Apply. Suljetaan Rotate Target -valikko. Ensimmäinen piste on nyt luotu

37 Kuva Configurations -valikko Tämän jälkeen toistetaan työkalun asettelu kaikille pisteille niin, että työkalu on aina mahdollisessa asennossa robotille. Huomioon pitää ottaa myös asento edellisessä pisteessä. Robotin siis pitää päästä edellisestä pisteestä uuteen pisteeseen niin, ettei liikkeelle ole estettä. Kun kaikkiin pisteisiin, on asetettu oikea työkalun asento (kuten tässä kappaleessa aiemmin on ohjeistettu), avataan seuraavaksi Paths -valikko ja aktivoidaan polku. Kun polku on aktivoitu, painetaan oikeaa hiirennäppäintä ja etsitään valikosta Auto Configuration - toiminto, aktivoidaan se (kuva ). Tämän jälkeen ohjelma automaattisesti laskee liikeradan reunaa pitkin, jo tehtyjen pisteiden kautta (ottaen huomioon halutut työkalun asennot). Voidaan testata uutta rataa valitsemalla oikean hiiren napin alla olevasta valikosta Move Along Path -toiminta

38 Kuva Auto Configuration -toiminto Ongelmatilanteissa tutki, onko robotin liikeradan ääripää ylitetty ja vaihda työkalun asentoa pisteessä, jonka epäilet olevan epäkelpo ja testaa uusiksi. Jos robotin on mahdollista liikkua rataasi pitkin, toimii Move Along Path -toiminto. Tallennetaan asema seuraavaa oppaan osiota varten. 9. ROBOTIN SIMULOINTI Tämä kappale kertoo miten simulaatiota käytetään. Ohjeet alkavat edellisen kohdan valmiista polusta (kohta 8). Tässä luvussa tehdään valmiin reunapolun (kohta 8) lisäksi lähestymisen sekä poistumisen reitit. Muutetaan lähestymiseen ja poistumiseen robotin liikenopeus. Ajetaan ohjelma läpi simulointi-tilassa

39 9.1. simuloinnissa tarvittavien polkujen luonti Siirretään robotti poispäin työstettävästä kappaleesta ja ohjelmoidaan piste. Luodaan tällä tavalla kaksi lähestymispistettä lisää. Nimetään lähestymispisteet painamalla pisteen kohdalla oikeaa nappia ja valitsemalla Rename (kuva 9.1.1). Tässä ohjeessa lähestymispisteet ovat nimetty lah1, lah2 ja lah3. Lähestymispisteiden luonnin jälkeen, tehdään niistä oma polkunsa raahaamalla ne yksitellen uuden polun hakemiston alle. Muistetaan, että robotti liikkuu pisteet siinä järjestyksessä missä pisteet on tuotu polkuun, eli raahataan ensimmäiseksi kauimmainen piste ja viimeiseksi lähin piste. Näiden pisteiden raahaamisen jälkeen, raahataan vielä reunapolun aloituspiste (ensimmäinen piste reunapolulta) ja nimetään se lähestymispoluksi. Kun polku, on luotu ja nimetty testataan se painamalla lähestymispolun kohdalla oikeaa hiirennappia (Paths -valikossa) ja valitsemalla Move Along Path -toiminta. Todetaan lähestymisreitin toimivuus. Kuva Pisteiden udelleen nimeäminen Nyt kun on luotu lähestymispolku, tehdään seuraavaksi poistumispolku. Tällä kertaa kuitenkin käytetään valmiina olevia pisteitä. Poistumispolku tehdään kuin lähestyminen mutta vastakkaisessa järjestyksessä. Raahataan olemassa olevat pisteet polkuun vasemmalla hiiren näppäimellä muistaen, että raahaaminen pitää suorittaa siinä järjestyksessä jossa robotin halutaan liikkuvan. Eli tuodaan ensiksi reunapolun viimeinen piste, sitten lähin piste reunapolusta ja viimeiseksi kauimmaisin piste. Kun olet luonut poistumispolun, testaa se Move Along Path toiminnolla. Nyt asemasta löytyy seuraavat polut: lähestyminen, reunapolku ja poistuminen (kuva 9.1.2)

40 Kuva Polkujen valikko 9.2 Robotin liikenopeuden muuttaminen polulla Nopeuden säätö on tärkeää robotiikassa. Liian suuri nopeus voi aiheuttaa vaaratilanteita, niin työstettävälle kappaleelle, kuin käyttävälle ihmiselle. Seuraavaksi käsitellään, kuinka muutetaan robotin liikenopeus lähestymis- ja poistumispolulla. Avataan näkymä mihin jäätiin kohdassa 9.1. Valitaan se piste, minne robotti on ohjelmoitu liikkumaan. Halutaan siis, muuttaa lähestymisnopeutta viimeisen lähestymispisteen ja ensimmäisen reunapisteen välillä. Ensimmäiseksi avataan Paths -valikko. Valitaan piste mihin robotti on liikkumassa (lähestymisessä valitaan se piste, minne robotti on liikkumassa eli ensimmäinen reunapiste) ja painetaan oikeaa hiirennäppäintä. Valitaan seuraavaksi Modify Instruction (kuva 9.2.1). Nyt avautuu valikko, josta robotin liikettä polulla muutetaan (kuva 9.2.2)

41 Kuva Modify Instructions -valinta Kuva Modify Instructions -valikko Valitaan haluttu liiketyyli Motion Type -valikosta. Tämän jälkeen hidastetaan kyseisen polkuosan nopeutta painamalla valikosta Speed ja valitsemalla pienempi nopeus. Painetaan Apply, ja muutokset tulevat voimaan

42 Ei vielä suljeta valikkoa, vaan muutetaan muiden polkuosien nopeus ja liike halutuksi. Tämä tapahtuu yksinkertaisesti vain vaihtamalla Paths -valikosta seuraava piste minkä jälkeen valitset nopeuden kyseiselle rataosuudella ja painat jälleen Apply. Hidastetaan lähestymistä ja poistumista reunapolulle Siirtyminen simulointiin Kun on tehty halutut polut, halutuilla nopeuksilla, ne muutetaan koodiksi painamalla Send to VC- näppäintä. Kyseinen näppäin kääntää ohjelman VC eli Virtual Controlleriin koodikielellä. Jokainen polku pitää kääntää erikseen (kuva 9.3.1). Ensiksi valitaan piste, mistä robotti lähtee. Ohjataan robotti lähtöpisteeseen. Nyt lähetetään lähestymispolku Virtual Controlleriin käyttämällä VC -näppäintä. Eteen avautuu valikko, jossa valitaan polku ja painetaan Ok (kuva 9.3.2). Tehdään sama operaatio kaikille kolmelle polulle (reunapolku, lahestyminen ja poistuminen). Kun kaikki polut on lähetetty koodiksi Virtual Control - toimintoon, avataan Simulation -osio yläpalkista. Kuva Valmiin polun lähettäminen Virtual Controlleriin

43 Kuva Polun valinta Valitaan Simulation -osion valikosta Setup Simulation, jolloin eteen avautuu valikko, jossa polut ajetaan sisään simulaatio-ohjelmaan. Valitaan valikosta lähestymispolku, joka halutaan siirtää ohjelmaan ensimmäiseksi ja painetaan nuolta vasemmalle (keskellä Setup Simulation -ruutua) (kuva 9.3.3). Tämän jälkeen siirretään samalla lailla reunapolku ja viimeiseksi poistumispolku. Huomataan, että liikkumisjärjestys on sama kuin vasemmanpuoleisessa laatikossa. Kun kaikki polut ovat ohjelmassa, painetaan Ok. Nyt painetaan Simulation -valikossa Play -näppäintä, jolloin robotti liikkuu ensimmäisenä lähestymispolun, tämän jälkeen reunapolun ja viimeisenä poistumispolun. Kuva Setup Simulation -valikko

44 10. KOODI JA SEN MUOKKAAMINEN ROBOTSTUDIOLLA RobotStudio ohjelma kääntää ohjelman koodikielelle, jota robotti osaa tulkita. Tämä koodikieli lähetetään robotille, joka toimii sen mukaan. Ohjelma kääntää koodin automaattisesti, mutta halutessa voidaan siihen tehdä muokkauksia. Muokkauksilla tarkoitetaan lisäämistä, poistamista ja muokkaamista. Avataan työ, joka on saatu aikaan kappaleessa 9. Vaihdetaan Offline -tila käyttöön. Vasemmalla on palkki, jossa lukee työn nimi, avataan se painamalla pienen Plus -merkin kohdalla. Tämän jälkeen, etsitään robotti Offline -valikosta, jonka alta etsitään RAPID hakemisto. Nyt avataan vielä alihakemisto Program Modules ja sieltä Module1. Edessä on nyt kolme kappaleessa 8. tehtyä polkua. Tuplaklikataan lahestyminen -nimistä ohjelmaa ja kuvaruudulle ohjelma koodikielellä. Tässä tilassa voi koodiin lisätä, poistaa ja muokata rivejä (kuva 10.1). Kuva 10.1 RobotStudion koodin avaaminen

45 10. OHJELMAN ASENTAMINEN RobotStudio ohjelman saa ladattua ABB:n kotisivujen kautta. Ohjelma löytyy osoitteesta Kun asennat ohjelmaa, muista asentaa kaikki komponentit. Itse asennusprosessi on yksinkertainen, kunhan muistaa seurata asennusohjeita. Kun ohjelma on asennettu, käynnistä se niin eteesi aukeaa rekisteröinti. Ohjelmaa ei tarvitse rekisteröidä heti, vaan sillä voi ohjelmoida 30 päivää ilman lisenssiä. 11. OHJELMAN KÄYNNISTÄMINEN Käynnistetään ohjelma työpöydän ikonista tai vaihtoehtoisesti Start -valikon kautta. Jos ohjelma kysyy rekisteröintiä, voidaan se ohittaa 30 päivän ajan valitsemalla Register Later -toiminto. Jos robotti jättää jälkeensä varjon, on mitä luultavimmin grafiikka-ajuri väärä. Tällöin valitaan vasemmasta yläkulmasta RobotStudio Button ja valitaan sieltä RobotStudio Options. Etsitään vasemmasta palkista Graphics-alaotsikon alta Renderer ja valitaan OpenGL -toiminto. Kun olet valinnut OpenGL, sulje ja käynnistä RobotStudio uudelleen. 12. YHTEENVETO Tässä työssä tehtiin opas, jonka pitäisi antaa perustiedot RobotStudion käytöstä. Mielestäni onnistuin tehtävässä hyvin ja ohjeet ovat perusteelliset. Uskon että näillä ohjeilla moni pääsee RobotStudion työskentelyyn helposti ja vaivattomasti. Ohjeet ovat perusteellisia joten täysin kokematonkin ohjelmoija pääsee työskentelemään

46 LÄHTEET 1 ABB kotisivut. [www-sivu]. [viitattu ] Saatavissa: 2 Uutisotsikko Turun sanomista. [www-sivu]. [viitattu ] Saatavissa: 22,104:4:226222,1:0:0:0:0:0: 3 blogi. [www-sivu.]. [käytetty itse opiskelun apuna] Saatavissa: 4 Opetusvideoita. [www-sivu]. [käytetty itse opiskelun apuna] Saatavissa: