Robotiikka, (Konenäkö), Mobiili robotiikka. Teknologiademot on the Road

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Robotiikka, (Konenäkö), Mobiili robotiikka. Teknologiademot on the Road"

Sanna Uotila
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Robotiikka, (Konenäkö), Mobiili robotiikka Teknologiademot on the Road

2 Robottityypit ja mekaaninen rakenne J. Pakkanen 2015, T. Koukkari 2016 Standardin SFS-EN ISO mukaan robotti on: Automaattisesti ohjattu Uudelleen ohjelmoitava Monikäyttöinen toimilaite Kolme tai useampia vapausasteita Kiinteästi asennettu tai liikuteltava

3 Robottien käyttö teollisuudessa Yleisin tuotantotapa on kiinteän automaation ja ihmistyövoiman yhdistelmä Robotisaatio tarjoaa vaihtoehdon! Robotisoinnin tavoitteet Tasaisempi laatu Korkeampi kapasiteetti Vaarallisten, vaikeiden tai tylsien työvaiheiden poistaminen

4 Manipulaattorit Manipulaattori on laite, joka siirtää osia, kappaleita tai laitteita noudattaen yksinkertaista toistuvaa rutiinia. Mikäli rutiinit ovat monimutkaisia ja niitä voidaan muutella, puhutaan robotista.

5 Robottityypit ja -rakenteet PicRef: Toshiba, Fanuc, adept, ETF Robotics

6 PicRef: ABB, Motoman, adept, Robottityypit ja -rakenteet

7 Portaalirobotti Yksinkertainen ja modulaarinen rakenne Rakenne mahdollistaa laajat työalueet Pystyy käsittelemään suuria massoja Helppo ohjelmoida Tyypilliset tehtävät: Konepalvelu Pakkaus Kokoonpano PicRef: Bosch Rexroth

8 SCARA ROBOT Jäykkä vertikaalinen rakenne Erittäin nopea Tyypilliset tehtävät: Kokoonpano elektroniikka PicRef: 3D CAD Browser

9 RINNAKKAISRAKENTEINEN ROBOTTI Useita rinnakkaisia niveliä Jäykempi rakenne, mutta silti erittäin nopea Suht rajallinen liikealue Yksi perussovellus on Stewardin alusta, jossa kaksi levyä on liitetty toisiinsa kuudella lineaarisella nivelellä. PicRef: adept, Fanuc Tyypilliset tehtävät: Pakkaus Kokoonpano/asennus

10 KÄSITTELYLAITTEET (Ulkoiset akselit) PicRef: ML Material

11 Kinematiikka Suora kinematiikka työkalun aseman laskenta vapausasteiden paikkatietojen perusteella missä on robotin työkalupiste tällä hetkellä Käänteinen kinematiikka vapausasteiden paikka-arvojen laskenta työkalun aseman perusteella miten robotti saavuttaa tietyn pisteen liikeavaruudessaan

12 J. Pakkanen 2015 Teollisuusrobotti

13 Robotin perusrakenne Ohjelmointiyksikkö Ohjain Manipulaattori

14 Teollisuusrobotti Joint 4 Joint 5 Joint 6 Joint 3 Joint 2 Joint 1

15 Mekaaninen rakenne

16 Robotin koordinaattijärjestelmät J. Pakkanen 2015

17 Koordinaattijärjestelmä Robottikäden liikkeet on kuvattu useassa eri koordinaattijärjestelmässä peruskoordinaatisto maailmankoordinaatisto käyttäjäkoordinaatisto kohteen koordinaatisto (kappale) työkalukoordinaatisto Jokainen koordinaatisto viittaa eri fyysiseen sijaintiin.

18 Koordinaattijärjestelmä

19 Robotiikka ABB Robotin ohjelmointi, joitain esimerkkejä J. Pakkanen 2015

20 Liikekäsky sisältää : TCP:n paikkatieto (X,Y,Z ja työkalun asento) Paikka voi olla tähtenä (*) tai sille voi antaa nimen. MoveL * v 1000, Z50, Tool0, Wob 0 Liikekäskytyyppi Nopeus Työkaludata Työkappaledata Paikoitustarkkuus

21 Liikekäskyt: MoveL Lineaariliike. Liikkeen aikana työkalun orientaatio pysyy samana MoveL * v 1000, Z50, tool0 A B Aloituspiste (edellinen piste).

22 Liikekäskyt: MoveJ Join-liike. Jokaista robotin akseli ohjataan yhtäaikaa siten että kaikki akselit saavuttavat nivelarvon samanaikaisesti. MoveJ * v 1000, Z50, tool0 A B Aloituspiste (edellinen piste).

23 Liikekäskyt: MoveC Ympyränkaari liike. Työkalun orientaatio pysyy samana liikkeen ajan MoveC, käsky tarvitsee kaksi paikkatietoa. MoveC *, * v 1000, Z50, tool0 Aloitus. Edellisen käskyn paikka.

24 Offset-poikkeaman ohjelmointi Esimerkki p1 100mm 80mm MoveL p1, MoveL offs(p1, 0, 100, 0), MoveL offs(p1, 80, 100, 0), MoveL offs(p1, 80, 0, 0), MoveL p1,...

25 Kommunikointi käyttäjän kanssa Kommunikointikäskyillä voidaan ohjelmakulun aikana esittää kysymyksiä tai antaa informaatiota ohjelmointilaitteen näytöllä. Vastaukset annetaan ohjelmointilaitteen numeronäppäimillä. TPReadNum TPReadFK TPWrite vastaukset tallentuvat halutun muuttujan arvoksi. TPErase

26 Ohjelman kulun kontrollointi Ohjelman kulku käskyillä määritellään missä järjestyksessä RAPID koodi toteutetaan. Ohjelman kulkuun vaikuttavia käskyjä: TEST WHILE IF FOR Compact IF GOTO EXIT,STOP BREAK

27 Ohjelman kulun kontrollointi Tulon odottaminen WaitDI DI10_1, 1 odota kunnes digitaalinen tulo DI10_1 = 1 ts. Ohjelmasuoritus jatkuu vasta kun DI10_1:n arvo on 1 WaitUntil DI10_1 = 1 AND DI10_2 = 1 käytetään useampien tulojen odottamiseen

28 Teollisuusrobotin offline-ohjelmointi

Offline-ohjelmointi Offline-ohjelmointi: Luodaan simulointimallin perusteella robottivalmistajakohtaiset robottikoodit robottiohjaimeen Robottien seisokkiaikojen minimointi Ohjelmoinnin

29 Offline-ohjelmointi Offline-ohjelmointi: Luodaan simulointimallin perusteella robottivalmistajakohtaiset robottikoodit robottiohjaimeen Robottien seisokkiaikojen minimointi Ohjelmoinnin turvallisuus Ohjelman validointi ja testaus Laadun parantuminen ja vakiintuminen Robottisolun ohjauksen (PLC) suunnittelu ja testaus (Virtual Commissioning) Robottisimulaatio Robottikoodi robottiohjaimelle

30 Robottiturvallisuus ja yhteistyörobotiikka T. Koukkari 2016

31 Robottiturvallisuus perinteisesti PicRef: Suomen Robotiikkayhdistys Ry Turvaluokitellut komponentit Turvallisuus taataan erottamalla ihminen ja robotti toisistaan

32 Robottiturvallisuus, vaatimukset Robottiturvallisuuteen (automatisoitu tuotantosolu/kone) vaikuttavat säädökset lyhyesti Konedirektiivi 2006/42/EY Harmonisoi EU/ETA-alueella ensimmäistä kertaa markkinoille saatettavia tai käyttöön otettavia koneita koskevat säädökset SFS-EN ISO Koneturvallisuus. Yleiset suunnitteluperiaatteet, riskin arviointi ja riskin pienentäminen. SFS-EN ISO Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvät ohjausjärjestelmien osat. Osa 1: Yleiset suunnitteluperiaatteet SFS-EN ISO Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 1: Robots SFS-EN ISO Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 2: Robot systems and integration ISO/TS Robots and robotic devices Collaborative robots Yleistietoa standardeista:

33 Yhteistyörobotti Collaborative Robot Standardin SFS-EN ISO ja teknisen spesifikaation ISO/TS vaatimukset täyttävä robotti Suunniteltu toimimaan samassa tilassa ihmisen kanssa Robotti tunnistaa törmäyksen ja sen ympäristöönsä aiheuttamaa maksimivoimaa voidaan säätää aktiivisesti Etuja verrattuna perinteisiin teollisuusrobotteihin Nopeita asentaa ja käyttöönottaa, turvallisuusvälineiden kuten aitojen ja valoverhojen suunnittelulta voidaan välttyä Toimiminen yhdessä ihmisen kanssa

34 Yhteistyörobotiikka Collaborative Robotics Turvallisuusnäkökulmaa ei kuitenkaan voi unohtaa, vaan käyttökohteen turvallisuutta on tarkasteltava kokonaisuutena. Riskiarvio SFS-EN ISO mukaan on tehtävä. Esim. asioita joita täytyy ottaa huomioon: Raajojen jääminen robottien nivelten väliin saksiotteeseen Turvalliset liikenopeudet eri tilanteissa Tarttujan tartuntavoima Työkappaleiden ja tarttujan terävät lävistävät reunat Painavan työkuorman aiheuttama riski Jne.

35 Yhteistyörobotiikka, yhteistyörobotteja Universal Robots: UR-series Fanuc CR-35iA ja CR-7iA Joiden lisäksi saatavana tai tulossa: Yaskawa: HC Rethink Robotics MABI Robotic KUKA: LBR iiwa-series PicRef: Universal Robots, Fanuc, ABB, KUKA ABB YuMi

36 Yhteistyörobotiikka, turvallista ja joustavaa tarttujatekniikkaa Robotiq On Robot RG2 Schunk Co-act PicRef: On Robot, Robotiq, Schunk

37 Konenäkö robotin yhteydessä T. Koukkari 2016

38 Lavalta poiminta, 2D-kappaleenkäsittely Poimittavan kappaleen paikoitus on mahdollista toteuttaa yhden konenäkökameran avulla kun tartuttavat kappaleet ovat pinottavissa. Tartunnan syvyyssuunta (korkeus) voidaan hoitaa robotin ohjelmassa kun kappaleiden paksuus tunnetaan. Tapahtumasarja on seuraava: Konenäkökamera ottaa kuvan tasolta jossa kappaleet sijaitsevat. Konenäköohjelmisto etsii sille opetettuja muotoja kuvasta ja palauttaa robotille muodon xy-koordinaatit sekä kiertokulman z- akselin ympäri. Robotti käyttää kuvattavalle tasolle muodostettua käyttäjäkoordinaatistoa jossa robotti paikoitetaan kameralta tulevan tiedon perusteella.

39 Kasasta poiminta (bin picking), 3D-kappaleenkäsittely Kasasta poimittaessa kappaleiden orientaatiota ja syvyyssuuntaista sijaintia ei tunneta etukäteen. Tässä yhteydessä käytetään usein 3D-konenäkötekniikoita kuten stereokameroita ja rakenteista valoa. Kasasta muodostetaan siis pistepilvi josta ohjelmallisesti etsitään etukäteen opetettuja 3D-muotoja. Robotille palautetaan tässä tapauksessa siis kaikki xyzkoordinaatit sekä kiertokulmatieto kaikkien kolmen akselin suhteen. Esimerkkejä tämänkaltaisista laitteistoista: Fanuc irvision 3D Area Sensor Sick PLB vision system Pick-it camera system Yaskawa MotoSight 3D CanonVision

40 Mobiilit teollisuusrobotit - Mobile industrial robots T. Koukkari 2016

41 Mobiilit teollisuusrobotit Mobiili teollisuusrobotti on teollisuuskäyttöön tarkoitettu ohjelmoitava itsenäisesti liikkuva alusta jota käytetään esimerkiksi sisälogistiikan automatisointiin. Navigointi perustuu usein laserskannereihin eikä välttämättä vaadi ympäristöön asennettavia navigointiapuja (kuten lattiaan upotettava johdin tai tilan nurkkiin liimattavat heijastimet) Käytössä teollisuudessa ja esimerkiksi sairaalaympäristöissä.

Industrial Robots ApS: MIR100 Itsenäisesti navigoiva Max 100 kg kantavuus Toiminta-aika

42 Mobiilit teollisuusrobotit Esimerkkejä mobiileista roboteista: Mobile Industrial Robots ApS: MIR100 Adept: Courier KUKA: KMR iiwa Swisslog: RoboCourier Aethon: TUG Mobile Industrial Robots ApS: MIR100 Itsenäisesti navigoiva Max 100 kg kantavuus Toiminta-aika 10 h / 20 km Maksimi nopeus 1,5 m/s Rajapinta tietojärjestelmiin liittymiseksi PicRef: MIR

Samankaltaiset tiedostot

Konenäkö & Robotiikka Teknologiademot on the Road

Konenäkö & Robotiikka Teknologiademot on the Road 1. Mitä konenäkö on? Automatisoitua digitaalisista kuvista tehtävää halutun tiedon analysointia ja tähän tietoon perustuvaa päätöksentekoa. Käytännössä