ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ 2 TO ΡΟΜΠΟΤ HITACHI A4010S

Εργαστήριο Ευφυών Συστημάτων και Ρομποτικής Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης Πολυτεχνείο Κρήτης www.robolab.tuc.gr, τηλ: 28210 37292 / 37314 e-mail: savas@dpem.tuc.gr, kyralakis@dpem.tuc.gr ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ 2 TO ΡΟΜΠΟΤ HITACHI A4010S ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ HITACHI A4010S... 1 2. ΑΝΑΘΕΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ... 2 3. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΒΑΣΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ... 3 4. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΝΤΟΛΩΝ... 7 5. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ... 9 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1: ΤΟ ΑΚΡΟ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ... 10 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2: ΚΩΔΙΚΟΙ ΛΑΘΩΝ... 11 1. ΤΟ ΡΟΜΠΟΤ HITACHI A4010S Το ρομπότ που θα μελετηθεί κατά την εκτέλεση αυτής της εργαστηριακής εφαρμογής είναι ένας βιομηχανικός ρομποτικός βραχίονας τύπου SCARA (Selective Compliant Assembly Robot Arm). Έχει, ξεκινώντας από τη βάση του, τρεις περιστροφικές αρθρώσεις, μια πρισματική και την αρπάγη. Οι περιστροφικές του αρθρώσεις είναι κατασκευασμένες με τέτοιο τρόπο ώστε οι άξονες περιστροφής τους να είναι κάθετοι στο επίπεδο στήριξης της βάσης του βραχίονα. Το χαρακτηριστικό αυτό προσδίδει στο βραχίονα ακαμψία και στιβαρότητα κατά τη διεύθυνση του κάθετου προς τη βάση άξονα και επιτρέπει κάποιες ανοχές και συμμόρφωση στο Χ-Υ επίπεδο. Έτσι διευκολύνονται κάποιες εργασίες συναρμολόγησης και συσκευασίας. Από το χαρακτηριστικό αυτό προκύπτουν οι όροι Selective Compliance της ονομασίας του βραχίονα.η αρπάγη ανοιγοκλείνει με τη βοήθεια αεροσυμπιεστή. Ο ρομποτικός βραχίονας HITACHI A4010S Το ρομπότ Hitachi A4010S χαρακτηρίζεται επίσης από τις υψηλές ταχύτητες μετακίνησης που μπορεί να επιτύχει καθώς και από την πολύ καλή επαναληψιμότητα των 0.05mm. Βραχίονες τύπου SCARA όπως ο A4010S χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπως στιλβώσεις και εργασίες συσκευασίας, κατά τις οποίες ο βραχίονας επιχειρεί κάθετα επί του αντικειμένου. Στη βιομηχανία ηλεκτρονικών, στην αυτοκινητοβιομηχανία και στη φαρμακοβιομηχανία βραχίονες τύπου SCARA εκτελούν εργασίες υψηλών απαιτήσεων. 1

2. ΑΝΑΘΕΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ Εφαρμογή 2: To ρομπότ Hitachi A4010S Για την κινηματική περιγραφή του ρομποτικού βραχίονα αρχικά πρέπει να ανατεθούν συστήματα συντεταγμένων σε κάθε σύνδεσμο. Η ανάθεση αυτή γίνεται σύμφωνα με τα παρακάτω βήματα, τα οποία αποτελούν τα δύο πρώτα βήματα του αλγόριθμου DENAVIT HARTENBERG: ΒΗΜΑ 1: Αρίθμηση των αρθρώσεων και των συνδέσμων του ρομποτικού βραχίονα. Οι σειριακοί ρομποτικοί βραχίονες είναι ανοικτές κινηματικές αλυσίδες που απαρτίζονται από Ν συνδέσμους σειριακά συνδεμένους μέσω αρθρώσεων. Οι σύνδεσμοι αριθμούνται διαδοχικά από τη βάση, που αποτελεί το σύνδεσμο 0, μέχρι το τελικό άκρο, που αποτελεί το σύνδεσμο Ν. Οι αρθρώσεις αριθμούνται από το 1 μέχρι το Ν έτσι ώστε η άρθρωση i να ενώνει τους συνδέσμους i-1 και i. Στο τέλος του ακραίου συνδέσμου δεν υπάρχει άρθρωση. ΒΗΜΑ 2: Ανάθεση συστημάτων συντεταγμένων στους συνδέσμους. Αναθέτουμε ένα καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων (O i, X i, Y i, Z i ) σε κάθε σύνδεσμο i σύμφωνα με τα παρακάτω: Ο άξονας Ζ i έχει τη διεύθυνση του άξονα κίνησης της άρθρωσης i+1. Ο σύνδεσμος, δηλαδή, i+1 περιστρέφεται γύρω από τον άξονα Ζ i, εαν η άρθρωση i+1 είναι περιστροφική, ή κινείται γραμμικά κατά τον άξονα Ζ i, εάν η άρθρωση i+1 είναι πρισματική. Η θετική κατεύθυνση του άξονα καθορίζεται αυθαίρετα. Όσον αφορά τον σύνδεσμο Ν, που αποτελεί το τελικό άκρο, δεν υπάρχει Ν+1 άρθρωση ώστε να εφαρμοστεί ο προηγούμενος κανόνας. Έτσι επιλέγουμε αυθαίρετα ένα σύστημα (O Ν, X Ν, Y Ν, Z Ν ) με τέτοιο τρόπο ώστε να απλουστεύει τους υπολογισμούς των επόμενων βημάτων του αλγορίθμου. Ο άξονας Χ i καθορίζεται ως η κοινή κάθετος στους άξονες Τα συστήματα συντεταγμένων του βραχίονα A4010S Ζ i και Ζ i-1 με κατεύθυνση από τον Ζ i-1 προς τον Ζ i. Το σημείο τομής των αξόνων Ζ i και X i είναι η αρχή των αξόνων Ο i. Εάν οι άξονες Ζ i-1 και Ζ i τέμνονται τότε η θετική κατεύθυνση του άξονα Χ i καθορίζεται από τον κανόνα του δεξιού χεριού, Χ i Ζ i-1 x Ζ i. Εάν οι άξονες Ζ i και Ζ i-1 είναι παράλληλοι, επιλέγουμε ως Χ i τον άξονα που διέρχεται από το σημείο Ο i-1. Η αρχή Ο 0 του συστήματος συντεταγμένων της βάσης, και ο άξονας Χ 0 του συνδέσμου 0 του ρομποτικού βραχίονα, μπορεί να τοποθετηθούν οπουδήποτε στη βάση με τέτοιο τρόπο ώστε να απλουστεύουν τους υπολογισμούς των επόμενων βημάτων του αλγορίθμου. 2

Ο άξονας Υ i συμπληρώνει το δεξιόστροφο σύστημα συντεταγμένων, Υ i Ζ i xχ i. 3. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΒΑΣΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ Όλες οι λειτουργίες του ρομπότ, υλοποιούνται με τη χρήση του άκρου διδασκαλίας. Στο Παράρτημα 1 περιγράφεται η λειτουργία των πλήκτρων του. Ο ελεγκτής του ρομπότ παρέχει τις παρακάτω βασικές δυνατότητες και τρόπους, περιβάλλοντα λειτουργίας: Άμεση μετακίνηση του βραχίονα προς οποιοδήποτε σημείο του χώρου εργασίας του και αποθήκευση, χαρακτηριστικών για την εκάστοτε εργασία μας, θέσεων οι οποίες βρίσκονται εντός του χώρου εργασίας του ρομπότ. Αποθήκευση ακολουθίας εντολών, προγραμμάτων. Κάθε τέτοια ακολουθία κωδικοποιεί την εκτέλεση μιας εργασίας με διαδοχικά βήματα από το ρομπότ. Εκτέλεση των αποθηκευμένων προγραμμάτων. Κατά την εργαστηριακή εφαρμογή θα εκτελεστούν απλές εργασίες μετακίνησης. Για να εκτελεστούν εργασίες μετακίνησης αντικειμένων από μια αρχική προς μια τελική θέση θα πρέπει να υλοποιηθούν οι ενέργειες που αναφέρονται στη συνέχεια: 1. Ανάλυση των απαιτήσεων, ζητούμενων της εργασίας. Στο βήμα αυτό πρέπει να προσδιοριστούν οι χαρακτηριστικές θέσεις που πρέπει να χρησιμοποιηθούν καθώς και το ποιος θα είναι ο αλγόριθμος που θα υλοποιεί την εργασία. Το άκρο διδασκαλίας 2. Ορισμός, των χαρακτηριστικών θέσεων που απαιτούνται για την εκτέλεση της εργασίας και αποθήκευσή τους στη μνήμη του ελεγκτή του ρομπότ. 3

3. Σύνταξη του προγράμματος το οποίο χρησιμοποιώντας τις χαρακτηριστικές θέσεις που ορίσαμε στο προηγούμενο βήμα, επιτελεί με διαδοχικά βήματα την ζητούμενη εργασία. Τα τρία διαφορετικά περιβάλλοντα λειτουργίας του ρομπότ: μετακίνηση του βραχίονα κατά βούληση και αποθήκευση θέσεων συγγραφή προγραμμάτων εκτέλεση προγραμμάτων περιγράφονται στις επόμενες παραγράφους 3.1 ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤΙΚΟΥ ΒΡΑΧΙΟΝΑ ΚΑΤΑ ΒΟΥΛΗΣΗ 1. Πριν από οποιαδήποτε εργασία ο ρομποτικός βραχίονας πρέπει να τοποθετηθεί στην θέση αναφοράς. Αυτό γίνεται πατώντας το πλήκτρο ZERO ADJUST του άκρου διδασκαλίας. Όταν ολοκληρωθεί η μετακίνηση του βραχίονα στην θέση αναφοράς τότε αυτός είναι πλέον έτοιμος για την εκτέλεση των εργασιών. 2. Για να μετακινηθεί ο βραχίονας προς κάποια κατεύθυνση πιέζουμε το πλήκτρο POSITION TEACH του άκρου διδασκαλίας, οπότε και ενεργοποιείται το περιβάλλον μετακίνησης και εκμάθησης θέσεων. 3. Στη συνέχεια επιλέγεται ένας από τους τρεις τρόπους μετακίνησης του βραχίονα πατώντας διαδοχικά το πλήκτρο INS COORD του άκρου διδασκαλίας: Τρόποι μετακίνησης του βραχίονα: 1 articulated, 2 Cartesian, 3 hand oriented Ανά άρθρωση (articulated mode) όπου κάθε μια από τις αρθρώσεις του βραχίονα μετακινείται ανεξάρτητα. Μετακίνηση χρησιμοποιώντας τις καρτεσιανές συντεταγμένες του επιπέδου στήριξης του βραχίονα (Cartesian mode). Μετακίνηση χρησιμοποιώντας σύστημα συντεταγμένων που ορίζεται κάθε φορά από τη θέση και τον προσανατολισμό του τελικού άκρου του βραχίονα (hand oriented mode). Στη θέση JOB NO των ενδείξεων του άκρου διδασκαλίας προβάλλονται τρία γράμματα. Τα δύο πρώτα δηλώνουν τον τρόπο μετακίνησης που κάθε φορά είναι ενεργοποιημένος. Το Αr δηλώνει τη μετακίνηση ανά άρθρωση, το Cr μετακίνηση στο καρτεσιανό σύστημα και το Ηr σε οριοθέτηση του τελικού άκρου. Το τελευταίο γράμμα από τα τρία μπορεί να είναι Η ή L ανάλογα με την ταχύτητα μετακίνησης του βραχίονα. Η επιλογή της ταχύτητας γίνεται πιέζοντας το πλήκτρο H του άκρου διδασκαλίας για την υψηλή ταχύτητα και το πλήκτρο L για τη χαμηλή. Έτσι, για παράδειγμα, εάν στη θέση JOB NO προβάλλονται τα γράμματα ΑrH σημαίνει ότι έχει επιλεγεί η μετακίνηση ανά άρθρωση και η υψηλή ταχύτητα. 4. Η κατά βούληση μετακίνηση του βραχίονα γίνεται πιέζοντας τα πλήκτρα POSITION ADJUSTMENT KEYS. 4

5. Ο έλεγχος της αρπάγης, άνοιγμα, κλείσιμο, γίνεται με το πλήκτρο HAND ON/OFF. 3.2 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΘΕΣΕΩΝ Ο βραχίονας με τη βοήθεια της διαδικασίας της προηγούμενης παραγράφου μετακινείται κατά βούληση με σκοπό να προσεγγιστούν οι χαρακτηριστικές θέσεις. Πρόκειται για θέσεις που πρέπει να γνωρίζει ο ελεγκτής του ρομποτικού βραχίονα ώστε να εκτελέσει τη ζητούμενη εργασία. Τέτοιες είναι, για παράδειγμα, τα σημεία από τα οποία πρέπει ο βραχίονας να παραλάβει κάποιο αντικείμενο ή η θέση στην οποία πρέπει να εναποθέσει κάποιο άλλο. Ο ελεγκτής του ρομποτικού βραχίονα μπορεί να αποθηκεύσει, απομνημονεύσει, μέχρι 1000 θέσεις ακολουθώντας την παρακάτω διαδικασία: 1. Αφού γίνει η επιλογή της θέσης του χώρου εργασίας που θα χρησιμοποιηθεί, ονομάζεται με έναν τριψήφιο αριθμό, για παράδειγμα 001 ή 278. Ο βραχίονας μετακινείται κατά βούληση στη θέση αυτή, ακολουθώντας τη διαδικασία που περιγράφεται στην παράγραφο 3.1. Πληκτρολογείται το όνομα, αριθμός της, χρησιμοποιώντας τα αριθμητικά πλήκτρα του άκρου διδασκαλίας, DATA INPUT KEYS. Στο χώρο STEP NO του άκρου διδασκαλίας αναβοσβήνει ο αριθμός της θέσης καθώς γίνεται η πληκτρολόγηση. 2. Πιέζοντας το πλήκτρο SET ο ελεγκτής αποθηκεύει στη μνήμη του την θέση στην οποία βρίσκεται εκείνη τη στιγμή το τελικό άκρο του βραχίονα και την αντιστοιχεί, ονομάζει με τον αριθμό που πληκτρολογήσαμε στο προηγούμενο βήμα. Μετά την πίεση του πλήκτρου SET ο αριθμός της θέσης στο χώρο STEP NO του άκρου διδασκαλίας σταματά να αναβοσβήνει και προβάλλεται πλέον σταθερά. Αυτό ορίζει και την ολοκλήρωση της εκμάθησης, καταχώρησης της θέσης. Η διόρθωση κάποιας από τις αποθηκευμένες θέσεις γίνεται επίσης με τα παραπάνω βήματα, ορίζοντας από την αρχή τη σωστή θέση. 3.3 ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗ ΤΟΥ ΒΡΑΧΙΟΝΑ ΣΕ ΚΑΤΑΧΩΡΗΜΕΝΗ ΘΕΣΗ Ο βραχίονας μπορεί να μετακινηθεί σε κάποια από τις θέσεις που έχουν αποθηκευτεί στη μνήμη του ελεγκτή του ακολουθώντας τα παρακάτω βήματα: 1. Πιέζεται το πλήκτρο POSITION TEACH του άκρου διδασκαλίας. 2. Πληκτρολογείται ο αριθμός της θέσης στην οποία πρόκειται να μετακινηθεί ο βραχίονας. Ο αριθμός αυτός προβάλλεται αναβοσβήνοντας στο χώρο STEP NO του άκρου διδασκαλίας. 3. Πιέζεται το πλήκτρο STEP μέχρι να μεταφερθεί και να αδρανήσει ο βραχίονας στην θέση, ο αριθμός της οποίας πληκτρολογήθηκε στο βήμα 2. 3.4 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Μετά την επιλογή των χαρακτηριστικών θέσεων για την εργασία μας, την αρίθμησή τους και την καταχώρησή τους στην μνήμη του ελεγκτή του βραχίονα αρχίζει ο σχεδιασμός του αλγόριθμου ο οποίος θα αυτοματοποιεί την εργασία μας. Αλγόριθμος είναι ένας συγκεκριμένος αριθμός από διακριτά βήματα που σε πεπερασμένο χρόνο υλοποιεί τη ζητούμενη εργασία. Με τη βοήθεια της γλώσσας προγραμματισμού του ελεγκτή του συστήματος ο βραχίονας μπορεί να προγραμματιστεί ώστε να εκτελεί τον αλγόριθμο αυτό. Ο ελεγκτής του ρομποτικού βραχίονα έχει τη δυνατότητα αποθήκευσης 100 προγραμμάτων ή εργασιών, οι οποίες αριθμούνται, ονομάζονται χρησιμοποιώντας ένα 5

διψήφιο αριθμό από το 00 έως το 99. Κάθε εργασία ή πρόγραμμα, μπορεί να περιέχει μέχρι 1000 εντολές, διακριτά βήματα. Αφού το πρόγραμμα έχει σχεδιαστεί αλγοριθμικά και ελεγχθεί, καταχωρείται στη μνήμη του ελεγκτή ακολουθώντας την παρακάτω διαδικασία: 1. Πιέζεται το πλήκτρο PROGRAM TEACH του άκρου διδασκαλίας και γίνεται μετάβαση σε περιβάλλον συγγραφής και διόρθωσης προγραμμάτων. 2. Πληκτρολογείται ο αριθμός, όνομα του προγράμματος χρησιμοποιώντας τα DATA INPUT KEYS του άκρου διδασκαλίας. Στο χώρο JOB NO του άκρου διδασκαλίας προβάλλεται ο αριθμός του προγράμματος που μόλις έχει καταχωρηθεί. Πιέζεται το πλήκτρο SET για επιβεβαίωση, καταχώρηση. 3. Εμφανίζεται η πρώτη εντολή του προγράμματος που καταχωρείται. Στο χώρο STEP NO αναγράφεται ο αύξων αριθμός της εντολής και στο χώρο INSTRUCTION CODE μια πενταψήφια αλφαριθμητική λέξη που είναι η συμβολική αναπαράστασή της. Η πρώτη εντολή κάθε προγράμματος, με αύξοντα αριθμό 000, συμπληρώνεται αυτόματα ως U0Jl 1 l 1, που είναι η εξ ορισμού πρώτη εντολή του προγράμματος με όνομα, αριθμό l 1 l 2. Πιέζεται το πλήκτρο SET για επιβεβαίωση, καταχώρηση και αυτόματα γίνεται μετάβαση στην επόμενη εντολή με αύξοντα αριθμό 001. Πληκτρολογείται ο πενταψήφιος συμβολικός κωδικός της εντολής χρησιμοποιώντας τα πλήκτρα DATA INPUT KEYS και καταχωρείται πιέζοντας το πλήκτρο SET. Με τον τρόπο αυτό καταχωρείται το συνολικό πρόγραμμα. Στην παράγραφο 3 αναφέρονται οι εντολές που θα χρησιμοποιηθούν για την υλοποίηση της άσκησης. 4. Για την διόρθωση προγραμμάτων αρχικά ακολουθούνται τα βήματα 1,2. Στη συνέχεια η πλοήγηση μεταξύ των εντολών του προγράμματος που πρέπει να διορθωθεί, αλλά και ανάμεσα στα αλφαριθμητικά σύμβολα της κάθε εντολής ξεχωριστά γίνεται χρησιμοποιώντας τα πλήκτρα CURSOR KEYS. Η διόρθωση γίνεται πληκτρολογώντας τα σωστά αλφαριθμητικά σύμβολα. Μπορεί να διαγραφεί η τρέχουσα εντολή, αυτή που προβάλλεται δηλαδή στο άκρο διδασκαλίας, πιέζοντας το πλήκτρο CLR. Κάθε διόρθωση ολοκληρώνεται, καταχωρείται, πιέζοντας το πλήκτρο SET. 3.5 ΕΛΕΓΧΟΣ ΓΙΑ ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΑ ΛΑΘΗ ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Αφού ολοκληρωθεί η συγγραφή του προγράμματος πρέπει να ελεγχθεί για πιθανά συντακτικά λάθη στις εντολές του: εάν πιέζοντας το πλήκτρο CHK, εμφανιστεί το μήνυμα PAS στο χώρο STEP NO του άκρου διδασκαλίας, τότε το πρόγραμμά είναι συντακτικά σωστό. Σε αντίθετη περίπτωση, προβάλλεται ένας κωδικός λάθους στο χώρο STEP NO και INSTRUCTION CODE του άκρου διδασκαλίας. Σε αυτήν την περίπτωση πρέπει να πιεστεί το πλήκτρο CLR ώστε να σβήσει το μήνυμα λάθους και στη συνέχεια να ελεγχθούν οι εντολές για να εντοπιστεί το πρόβλημα και να διορθωθεί το συντακτικό λάθος. Οι κωδικοί που περιγράφουν τα συντακτικά λάθη αναφέρονται στο Παράρτημα 2. Υπάρχει περίπτωση κάποιο πρόγραμμα, παρόλο που μπορεί να είναι συντακτικά σωστό, να μην έχει τα αναμενόμενα αποτελέσματα εκτέλεσης, επειδή παρουσιάζει λογικό σφάλμα στην αλγοριθμική του δομή. Τότε θα πρέπει να σχεδιαστεί το πρόγραμμα εξαρχής. 6

3.6 ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Αφού ολοκληρωθεί η συγγραφή του προγράμματος και ο συντακτικός του έλεγχος τότε είναι έτοιμο να εκτελεστεί. Για να εκτελεστεί το πρόγραμμα επιλέγεται το περιβάλλον εκτέλεσης προγραμμάτων πιέζοντας το πλήκτρο TRIAL PLAYBACK του άκρου διδασκαλίας. Στη συνεχεία: 1. Πληκτρολογείται ο αριθμός, όνομα του προγράμματος που πρόκειται να εκτελεστεί και επιβεβαιώνεται πιέζοντας το πλήκτρο SET. 2. Στην ένδειξη JOB NO προβάλλεται ο αριθμός, όνομα του προγράμματος, στην ένδειξη STEP NO ο αύξων αριθμός της εντολής που πρόκειται να εκτελεστεί στη συνέχεια και στην ένδειξη INSTRUCTION CODE η αλφαριθμητική αναπαράσταση της εντολής. Πιέζοντας το πλήκτρο STEP εκτελείται η εντολή αυτή. 3. Μόλις η εκτέλεση μιας εντολής ολοκληρωθεί, τότε η επόμενη προβάλλεται στις αντίστοιχες ενδείξεις του άκρου διδασκαλίας. Πιέζοντας πάλι το πλήκτρο STEP εκτελείται και αυτή η εντολή. Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται μέχρι και την τελευταία εντολή οπότε και τερματίζεται το πρόγραμμα. 4. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΝΤΟΛΩΝ Οι εντολές που χρησιμοποιούνται για να προγραμματιστεί ο ελεγκτής του ρομποτικού συστήματος είναι λέξεις που αποτελούνται από πέντε αλφαριθμητικά σύμβολα. Παράδειγμα μιας τέτοιας εντολής είναι η U0J01. Οι εργασίες που θα υλοποιηθούν στα πλαίσια των εργαστηριακών ασκήσεων είναι απλές εργασίες μετακίνησης αντικειμένων. Οι εντολές που απαιτούνται για τη συγγραφή των αντίστοιχων προγραμμάτων αναφέρονται και εξηγούνται στη συνέχεια. Με κόκκινο αναγράφονται τα πέντε αλφαριθμητικά σύμβολα που αναπαριστούν την εντολή. Εντολές Ελέγχου U0JI 1 l 2 : Είναι η πρώτη εντολή του προγράμματος, εργασίας, I 1 l 2. Μόλις ονομαστεί το πρόγραμμα το οποίο πρόκειται να καταχωρηθεί στη μνήμη του ελεγκτή, ακολουθώντας τη διαδικασία της παραγράφου 3.4, η εντολή αυτή συμπληρώνεται αυτόματα ως η πρώτη εντολή του προγράμματος. U0000: Είναι η τελευταία εντολή που πρέπει να περιλαμβάνει κάθε πρόγραμμα. Ορίζει το τέλος εκτέλεσης του προγράμματος. U0001: Η εκτέλεση αυτής της εντολής μετακινεί το βραχίονα στη θέση αναφοράς. Πριν αλλά και μετά από την εκτέλεση οποιασδήποτε εργασίας πρέπει να μεταφέρουμε το βραχίονα στη θέση αναφοράς. Εντολές Αρπάγης και Αναμονής 00τ 1 τ 2 τ 3 : Αναμονή για χρονικό διάστημα (τ 1 τ 2 τ 3 * 0,1) δευτερόλεπτα, 000 τ 1 τ 2 τ 3 999. Για παράδειγμα η εντολή 00125 έχει ως αποτέλεσμα ο ρομποτικός βραχίονας να αναμένει αδρανής για χρονικό διάστημα 125*0,1=12,5 δευτερολέπτων. 0Ητ 1 τ 2 τ 3 : Άνοιγμα της αρπάγης και αναμονή για χρονικό διάστημα (τ 1 τ 2 τ 3 * 0,1) δευτερόλεπτα, 000 τ 1 τ 2 τ 3 999 0Lτ 1 τ 2 τ 3 : Κλείσιμο της αρπάγης και αναμονή για χρονικό διάστημα (τ 1 τ 2 τ 3 * 0,1) δευτερόλεπτα, 000 τ 1 τ 2 τ 3 999 7

Εντολές Μετακίνησης 20n 1 n 2 n 3 : Μετακίνηση του βραχίονα στην θέση με αριθμό n 1 n 2 n 3, 000 n 1 n 2 n 3 999. Για παράδειγμα η εντολή 20001 θα έχει ως αποτέλεσμα την μετακίνηση του ρομποτικού βραχίονα, σε ευθεία γραμμή, από τη θέση στην οποία βρισκόταν μέχρι στιγμής, στη θέση που, ακολουθώντας τη διαδικασία που παρουσιάζεται στην παράγραφο 3.2, έχει αποθηκευτεί στη μνήμη του ελεγκτή και έχει ονομαστεί 001. 21n 1 n 2 n 3 : Μετακίνηση του βραχίονα επάνω ή κάτω από την θέση με αριθμό n 1 n 2 n 3, 000 n 1 n 2 n 3 999. Πριν και μετά από τη μετακίνησή του βραχίονα η κατακόρυφη απόστασή του από τον πάγκο εργασίας παραμένει σταθερή. 22z 1 z 2 z 3 : Η αρπάγη μετακινείται από τη θέση στην οποία βρίσκεται, (z 1 z 2 z 3 * 0,1) χιλιοστά προς τα επάνω, 000 z 1 z 2 z 3 999. Για παράδειγμα, η εκτέλεση της εντολής 22250 θα έχει σαν αποτέλεσμα την κατακόρυφη μετακίνηση της αρπάγης προς τα επάνω κατά 250*0,1=25 χιλιοστά. 23z 1 z 2 z 3 : Η αρπάγη μετακινείται, από τη θέση στην οποία βρίσκεται, (z 1 z 2 z 3 * 0,1) χιλιοστά προς τα κάτω, 000 z 1 z 2 z 3 999. 26n 1 n 2 n 3 : Ο βραχίονας μετακινείται από την τρέχουσα θέση του, στην θέση με αριθμό n 1 n 2 n 3, 000 n 1 n 2 n 3 999, περνώντας από τις ενδιάμεσες θέσεις. Η μετακίνηση γίνεται με γραμμική παρεμβολή δηλαδή σε ευθεία γραμμή. Για παράδειγμα, έστω ότι με τη διαδικασία της παραγράφου 3.2 καταχωρήθηκαν τέσσερις θέσεις στη μνήμη του ελεγκτή: 000, 001, 002 και 005. Έστω, ακόμη, ότι ο βραχίονας βρίσκεται στη θέση 000. Τότε η εκτέλεση της εντολής 26005 θα έχει ως αποτέλεσμα την μετακίνηση του βραχίονα, σε ευθεία γραμμή, από τη 000 στη θέση 001, από εκεί στην 002 και στη συνέχεια στη θέση 005. 28n 1 n 2 n 3 : Ο βραχίονας μετακινείται με κυκλική παρεμβολή, δηλαδή διαγράφοντας περιφέρεια, κύκλου, από την τρέχουσα θέση του, στην θέση με αριθμό n 1 n 2 n 3, 000 n 1 n 2 n 3 999. Για να χρησιμοποιηθεί σωστά η εντολή αυτή θα πρέπει να έχουν ορισθεί τρεις θέσεις που να βρίσκονται επί της περιφέρειας του κύκλου που θα διαγράψει ο βραχίονας. Οι θέσεις αυτές πρέπει να έχουν αριθμηθεί με διαδοχικούς αριθμούς. Η πρώτη από αυτές ορίζει την αρχή της περιφέρειας που θα διαγράψει ο βραχίονας, η τρίτη το τέλος του και η δεύτερη πρέπει να είναι ένα οποιοδήποτε ενδιάμεσο σημείο μεταξύ της αρχής και του τέλους της περιφέρειας. Έστω, για παράδειγμα, ότι ο βραχίονας πρέπει να διαγράψει την κυκλική περιφέρεια ΑΒΓ. Ορίζονται οι θέσεις 001, 002, 003 όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα, και μετακινείται ο βραχίονας στη θέση 001. Τώρα η εκτέλεση της εντολής 28003 θα έχει ως αποτέλεσμα να μετακινηθεί ο βραχίονας κατά μήκος της περιφέρειας ΑΒΓ καταλήγοντας στη θέση Γ. 2Ηx 1 x 2 x 3 : Ο βραχίονας μετακινείται κατά (x 1 x 2 x 3 * 0,2) χιλιοστά προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα Χ του καρτεσιανού συστήματος συντεταγμένων που ορίζεται στο επίπεδο του πάγκου εργασίας. 2Lx 1 x 2 x 3 : όμοια με την προηγούμενη εντολή μόνο που η μετακίνηση γίνεται στην αρνητική φορά του άξονα Χ κατά (x 1 x 2 x 3 * 0,2) χιλιοστά. 2Py 1 y 2 y 3 : Ο βραχίονας μετακινείται κατά (y 1 y 2 y 3 * 0,2) χιλιοστά προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα Y του καρτεσιανού συστήματος συντεταγμένων που ορίζεται στο επίπεδο του πάγκου εργασίας. 2Jy 1 y 2 y 3 : Όμοια με την προηγούμενη εντολή μόνο που η μετακίνηση γίνεται στην αρνητική φορά του άξονα Υ κατά (y 1 y 2 y 3 * 0,2) χιλιοστά. 8

5. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Η εργαστηριακή εφαρμογή περιλαμβάνει: 1. Εξοικείωση με τους τρόπους μετακίνησης του βραχίονα και τα συστήματα συντεταγμένων. 2. Επιλογή και καταχώρηση των κατάλληλων θέσεων του χώρου εργασίας του βραχίονα, στη μνήμη του ελεγκτή. 3. Εκτέλεση απλής εργασίας μετακίνησης του βραχίονα όπως αυτή θα περιγραφεί από τον επιβλέποντα κατά τη διάρκεια εκτέλεσης της εφαρμογής. 9

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1: ΤΟ ΑΚΡΟ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ 10

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2: ΚΩΔΙΚΟΙ ΛΑΘΩΝ 11

12 Άσκηση 1 Προγραμματισμός του ρομπότ Hitachi A4010S