Az emberek attól tartanak, hogy az offline programozás pontatlan. De vajon igaz? Íme a pontos robotprogramok titka.
Az offline programozás általános aggálya a pontosság. Az emberek talán hallották, hogy a szimuláció pontatlan lehet. Attól tartanak, hogy extra hibakeresési munkát kell végezniük, amikor programjukat a valódi robothardverre küldik.
Az alapvető válasz: „igen, az offline programozás pontos, de…”
De rendesen be kell állítani. Ha megfelelően van beállítva, a program pontosan fog futni a fizikai roboton. Ezzel extra programozási időt takaríthat meg, és csökkentheti az állásidőt.
Szerencsére néhány offline programozószoftver nagyon könnyen konfigurálható nagy pontosságú alkalmazásokhoz.
Nézzük meg, mi járul hozzá a programozási pontossághoz, és hogyan biztosíthatja, hogy robotprogramja pontos legyen.
A pontatlan robotprogramozás 10 oka
Különféle tényezők okozhatják a robotprogramok pontatlanságát.
Íme a 10 leggyakoribb ok.
Ezek egy része olyan robotokra is vonatkozik, amelyeket online programozási módszerekkel programoztak.
- A kalibráció hiánya – A legfontosabb tényezőnek a kalibrációnak vagy annak hiányának kell lennie. Ha a cellája nincs kalibrálva, akkor tönkreteszi magát. A kalibrációval részletesebben a cikk további részében foglalkozom.
- Pontatlan robotmodell – Az offline program csak annyira jó, mint a robotmodellje. Az évek során órákat töltöttem különböző robotmodellek felépítésével szimulátorokhoz. A folyamat során megtanultam: ha talál egy létező, pontos robotmodellt (mint amilyen a RoboDK Robot Library-jában van), akkor sok időt és energiát takarít meg. A robotmodell pontossága robotkalibrációval javítható.
- Pontatlan cellaelrendezés tervezés — Ugyanilyen fontos a robot munkacellájának pontos modellje. Ezt szinte biztos, hogy magának kell megépítenie, ezért ellenőrizze, és ellenőrizze, hogy a valódi munkaállomás pontos ábrázolása-e.
- Rossz utófeldolgozó – Az utófeldolgozó az Ön által offline programozásban létrehozott programot a robot által használható kóddá alakítja. Ha jó utófeldolgozót használsz (például a RoboDK-ban lévőket), ez nagyon egyszerű. Ha azonban valamilyen okból saját utófeldolgozót kell írnia, az pontatlanságokat okozhat, ha nem megfelelően van programozva.
- Torzulások a való világban – A való világ soha nem olyan tiszta, mint egy szimulált környezet. A robotkapcsok kissé eltérő méretűek lesznek, a csatlakozási szögeik kissé eltérnek a leolvasott értékektől, stb. Ezért is olyan fontos a kalibrálás.
- Érzékelő pontatlansága – A szenzorok az elméleti értékek és a valós robotértékek közötti különbség kimutatására szolgálnak. A legegyszerűbb példa egy potenciométer a robotcsukló valós helyzetének érzékelésére. Egy bonyolultabb példa a 3D-s látás beállítása. Az érzékelők azonban fizikai eszközök érzékelői is, így hibákat is okozhatnak.
- Hasznos terméktervezés – Egyes tárgyakat nehezebb robottal manipulálni, mint másokat. Még akkor is, ha a robotprogramja teljesen pontos, pontatlanságokat tapasztalhat a robot tevékenységében, ha az általa kezelt objektumok nem a robotokra való tekintettel vannak megtervezve.
- Különböző koordinátarendszerek – A robotgyártók néha eltérő koordinátarendszereket használnak. Ez pontatlanságokat okozhat, ha nem megfelelő rendszert használnak, vagy ha hibák lépnek fel a különböző rendszerek közötti átalakítás során.
- Rossz referenciakeret — A robotprogramban minden pozíció egy referenciakerethez viszonyítva van megadva. Néha ez egy rögzített keret, pl. a robot alapja, de más kerethez, például a manipulált objektumhoz is hozzá lehet állítani. A keret rosszul kalibrálása pontatlanságot okozhat.
- A tesztelés hiánya – Tesztelje a programját. Még akkor is, ha a cellája megfelelően van kalibrálva, mindig alaposan tesztelje le a programot szoftverben, majd ellenőrizze még egyszer a valódi roboton, mielőtt gyártásba kezd.
A legtöbb ilyen probléma megoldható jó offline programozó szoftver (például a RoboDK) használatával és a robot kalibrálásával.
Offline program kalibrálása
Ahogy Jens Fetzer automatizálási menedzser mondja: „A robotok offline programozása soha nem fog működni… hacsak nem kalibrálja a munkacellát.”
A kalibrálás a kulcsa a pontos robotprogramnak. Ez minden robotprogramra igaz, de offline programozásnál különösen fontos.
Ha offline programozási csomagokat hasonlít össze, a programok létrehozása előtt győződjön meg arról, hogy a robot, az eszközök és a referenciakeretek kalibrálása egyszerű és pontos. Nincs annál rosszabb, mint órákat tölteni egy programon, csak azt tapasztalni, hogy a használt szoftverben a kalibrálási eljárás nem létezik, vagy nehézkes.
Íme a négy lépés a robot RoboDK segítségével történő kiszámításához.
1. Kalibrálja az eszközt (TCP/Tool Center Point)
A Tool Center Point (TCP) az a pont, amelyet leggyakrabban a robot mozgásának irányítására használ. Megfelelhet például egy megfogó középpontjának, egy hegesztőgép csúcsának vagy egy orsóvágó hegyének robotos megmunkáláshoz.
A kalibrálás során a fizikai robotot a munkaterületén belüli pontokra mozgatják, majd rögzítik az ízületek valós helyzetét. A szoftver ezután ezen információk alapján úgy állítja be a modelljét, hogy pontosabban megfeleljen a valódi robotnak.
Kétféleképpen kalibrálhatja a TCP-t a RoboDK-ban:
- Pont szerint – A TCP kalibrálásának hagyományos módja az, hogy ugyanazt a pontot érintjük meg különböző tájolásokkal. Ezt a „Calib XYZ by point” funkció használatával teheti meg.
- Repülővel – Egy másik lehetőség, hogy egy síkban különböző pontokat (különböző tájolású) érint meg a szerszám hegyével. Ez különösen akkor hasznos, ha a TCP egy gömb, nem pedig egyetlen pont. Ezt a „Calib XYZ by plane” funkció használatával teheti meg.
Az eszköz kalibrálásához legalább 3 pontot kell rögzítenie, de azt javasoljuk, hogy a pontosság növelése érdekében használjon több mint 8 pontot.
Részletesebb utasításokat a dokumentáció ezen oldalán talál.
Távolítsa el a kiugró értékeket
Miután összegyűjtötte az összes kalibrációs pontot (a több, annál jobb!), ellenőrizze, hogy az adatokban nincsenek-e kiugró értékek a „Hibák megjelenítése” grafikon megjelenítésével a RoboDK kalibrációs ablakában. A kiugró értékek hibaként jelennek meg, amelyek nagyon különböznek az összes többitől. Nem szeretné, hogy a kalibrációt kiugró értékek befolyásolják, mivel ez pontatlanságot okoz. Törölje a sértő pontokat, és az új TCP-hiba kerül kiszámításra.
2. Vizsgálja meg referenciáját
Ha külső referenciakeretet használ az alapértelmezett robot alapkeret helyett, ezt a pontot is kalibrálhatja a RoboDK-ban. Ez magában foglalja a keret helyének manuális megadását, vagy a robot TCP-jének áthelyezését a keret fizikai helyére a munkaterületen. Győződjön meg arról, hogy először kalibrálja a TCP-t, különben a keret pontatlanul kerül rögzítésre.
3. Kalibrálja a robotját
A robotkalibráció lehetővé teszi az ipari robotok kinematikai szerkezetének valós geometriai paramétereinek javítását, például a robotban lévő csuklós kapcsolatok relatív helyzetét. A robot kalibrálása után a robotprogramok generálhatók egy szűrőalgoritmus segítségével, amely kompenzálja a robot kinematikai hibáit.
A robotkalibrációhoz metrológiai berendezésekre van szükség, amelyek költségesek lehetnek egy robot árához képest.
Az 1. és 2. lépés megfelelő követése kritikus fontosságú annak eldöntéséhez, hogy szükséges-e a robotkalibráció. Robotkalibráció nélkül a hibák robotonként nagyon eltérőek lehetnek. A hibák 1 mm-től 10 mm-ig terjedhetnek. A kisebb robot nem mindig jelenti azt, hogy jobb lesz a pontosság!
A robot kalibrálása után a pontosság általában 0,050 mm és legfeljebb 1 mm között van. Ez nagyban függ a használt robottól.
A RoboDK-ban a lehető legegyszerűbbé tettük a robotkalibrálást. Kevesebb, mint 20 perc alatt kalibrálhatja robotját!
4. Tesztelje a robot teljesítményét
Ha ez az első alkalom, hogy offline programozást használ a robotjával, érdemes tesztelni a pontosságot a valódi roboton. Ha nem rendelkezik tesztelő berendezéssel, azt javaslom, hogy legalább egy egyszerű programot futtasson annak tesztelésére, hogy a robot ott mozog-e, ahol elvárja. Azonban még jobb, ha ellenőrző tesztekkel tudja ellenőrizni a kalibrálás pontosságát.
A robot kalibrálásának két nagyszerű módja a „ballbar teszt” vagy a robotteljesítmény-elemzés használata. Ezekről a folyamatokról láthat néhány videót a robotgolyós labdateszt oldalunkon.