Bedienungsanleitung zu ArmCtrl
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1. 9 E T E E 9 ee 9 4 2 Arbeiten mit der mobilen 10 Die Anzeige 10 Zielstationen 11 4 3 Arbeiten mit dem 12 Die Anzeige 12 12 Kartesische 13 Zielpunkte 13 2 15 Lineare 15 Pfade abfahren ea 16 5 Eigene Programme 17 5 1 Der Pyth n Interprefer esensena na 17 5 2 Der externe 18 6 Rechtliche 19 MASS3D Bedienungsanleitung Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 2 von 19 1 Einleitung NEOBOTIX 1 1 Inhalt dieses Dokuments Diese Bedienungsanleitung erl utert die Arbeit mit der graphischen Bedienoberfl che f r mobile Manipulatoren von Neobotix Es gibt zwei M glichkeiten die Software zu verwenden den Simulationsmodu2. diese koordiniert und den Gesamtablauf steuert F r einfachere Anwendungen sind zum Beispiel Python Programme gut geeignet w hrend komplexere Systeme oft umfangreichere Clients erfordern Da alle Neobotix Module ein offenes gut dokumentiertes Protokoll verwenden ist die Programmierung den meisten F llen kein Problem Weitere Komponenten Der Einsatz verschiedenster anderer Komponenten vom Funk Not Halt ber das Bildverarbeitungssystem bis zur globalen Prozessplanung und Anlagensteuerung ist m glich Dabei sind die Schnittstellen nicht auf die in diesem Dokument erw hnten Varianten beschr nkt sondern k nnen sehr frei gew hlt werden Noch nicht verf gbare Schnittstellen k nnen von Neobotix implementiert und vorbereitet werden Kinematik Eine Kinematik beschreibt wie die einzelnen Achsen auch Freiheitsgrade genannt eines Robotersystems geometrisch und mechanisch zusammenh ngen Je nach Anordnung und Versatz zwischen den verschiedenen Achsen k nnen bei gleicher Achsanzahl v llig unterschiedliche F higkeiten und Bewegungsm glichkeiten erreicht werden Darum ist es au erordentlich wichtig sowohl die der verwendeten Hardware entsprechende Kinematik auszuw hlen als auch alle ben tigten Parameter insbesondere bei der Kalibrierung korrekt einzustellen Schon geringe Abweichungen von wenigen Millimetern oder Grad zwischen dem realen Roboter und dem rechnerischen Modell k nnen ganz erhebliche Diskrepanzen und Ungenauigk
3. rderb nder Tore E 4 m U 2 C PlatformCtrlGUl Kundenspezifischer Client Abb 1 Strukturdiagramm allgemeiner Aufbau Port 10015 Port 10002 Fort 10010 Alle Neobotix Softwaremodule kommunizieren per Ethernet unter Verwendung von Socket Schnittstellen Die Anbindung an kundenspezifische Clients kann wahlweise aber auch per Modbus erfolgen 2 2 Komponenten MAS3D Bedienungsanleitung Mobile Plattform Eine mobile Plattform von Neobotix fungiert in vielen F llen als Basis des Manipulators und positioniert diesen zusammen mit eventueller Ladung autonom im Arbeitsraum Es muss jedoch nicht zwingend auf Neobotix Hardware zur ckgegriffen werden Der Arm kann auch auf anderen Plattformen auf Linearachsen auf Schienensystemen oder auf einem fest installierten Fundament montiert werden Die Bewegungssteuerung der Basis kann dann jedoch unter Umst nden nicht durch Software von Neobotix bernommen werden Manipulator und Greifer Das Modul ArmCtrl kann sowohl mit den Roboterachsen und armen und den Greifern der Firma Schunk arbeiten als auch mit Antriebsverst rkern der Firma Motion Control die in praktisch jeden beliebigen Arm integriert werden k nnen Umgebungshardware Die brige Hardware ist vom jeweiligen Einsatzfall abh ngig Das mobile System kann entweder direkt mit der brigen Hardware interagieren zum Beispiel ber digitale Schnittstellen oder Funksignale oder indi
4. Simulation Kinematik laden gt erscheint das passende Modell geladen werden Beim ersten Laden und bei der Verwendung von sehr detaillierten Modellen kann dieser Vorgang etwas l nger dauern Falls kein passendes Modell verf gbar ist wird es gerne von Neobotix bereitgestellt Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 10 von 19 NEOBOTIX Sobald nun eine Verbindung zur Plattform aufgebaut wird wie im vorigen Kapitel beschrieben werden auch die kartierten Landmarken und die Roadmap in die Bedienoberfl che geladen und entsprechend angezeigt Die 3D Ansicht kann verschoben werden wenn in dem Popup Men das nach einem Rechtsklick in das 3D Fenster erscheint die Funktion Orbit View aktiviert wird Durch iii Ziehen mit gedr ckter linker Maustaste wird die Ansicht geschwenkt mit der rechten Maustaste wird sie verschoben Mit dem Scrollrad kann hinein und hinaus gezoomt werden Motion Platfo Simulation 3D som Ir Stop Abb 4 3D Ansicht der Plattformumgebung inklusive Plattform Landmarken und Roadmap Zielstationen anfahren Das Fenster Bewegung Plattform das normalerweise links neben der 3D Ansicht erscheint besitzt eine Combobox mit der die n chste Zielstation angew hlt werden kann sowie zwei Schaltfl chen zum Starten und Stoppen der Automatikfahrt Als Zielstationen sind nur die Stationen verf gbar die zuvor mit Hilfe der PlatformCtriGUI definiert und in der auf der Plattform abgelegten Roadmap hinterlegt wu
5. bieten Funktionen f r die eigentliche Programmierung Indent Der markierte Bereich wird einger ckt Python verwendet Einr ckungen anstelle von Schl sselw rtern oder Klammern um Bl cke zu kennzeichnen Unindent Mit dieser Funktion l sst sich eine Einr ckung entfernen Undo Die letzte nderung wird r ckg ngig gemacht Redo Die zuvor r ckg ngig gemachte Aktion wird wiederhergestellt Um ein Programm zu schreiben k nnen Sie entweder Quellcode direkt eingeben oder auf vorbereitete Bausteine mit den wichtigsten Funktionen zur ckgreifen Nach einem Rechtsklick in das Programmierfenster erscheint dazu ein Popup Men in dem der gew nschte Befehl oder die ben tigte Funktion ausgew hlt werden k nnen Die meisten Funktionen sind selbsterkl rend Sollten Sie trotzdem n here Informationen ben tigen finden Sie diese im Python Client Programmiererhandbuch 5 2 Der externe Client MASS3D Bedienungsanleitung In gewissen F llen etwa in der Forschung oder bei der Realisierung besonders komplexer und anspruchsvoller Prozesse kann es sinnvoll sein die Ablaufsteuerung in einer anderen Programmiersprache zu implementieren die f r die jeweilige Anwendung besser geeignet ist Die dazu n tigen Informationen und Beschreibungen der Protokolle finden Sie im PlatformCtrl Programmiererhandbuch und im ArmCtr Programmiererhandbuch Sollten Sie zus tzliche Unterst tzung ben
6. tigen wenden Sie sich einfach an Neobotix Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 18 von 19 NEOBOTIX 6 Rechtliche Anmerkungen Versionsinformation Das vorliegende Dokument ist das Original Haftung Dieses Dokument wurde mit gr tm glicher Sorgfalt verfasst und repr sentiert den Stand der Technik zum Zeitpunkt seiner Erstellung Fehler und Irrt mer sind jedoch nicht auszuschlie en Bitte informieren Sie Neobotix sollten Sie solche im Dokument bemerken Die Neobotix GmbH ist nicht haftbar f r technische oder schriftliche Fehler in diesem Dokument und beh lt sich das Recht vor Anderungen seines Inhalts vorzunehmen ohne diese vorher anzuk ndigen Neobotix bernimmt keinerlei Garantie f r die in diesem Dokument beschriebenen Produkteigenschaften Insbesondere ergibt sich aus dem Inhalt kein Anspruch jedweder Art weder auf Eigenschaften des Produkts noch auf seine Eignung f r spezielle Anwendunggsf lle Die Neobotix GmbH kann nicht f r Sch den haftbar gemacht werden die aus der unsachgem en Nutzung eines oder mehrerer der beschriebenen Produkte resultieren CE Konformit tserkl rung Hiermit best tigt Neobotix dass das beschriebene Produkt die relevanten EU Richtlinien erf llt Falls weitergehende Informationen erforderlich sind wenden Sie sich bitte direkt an Neobotix Downloads und weitergehende Informationen Weitergehende Informationen Datenbl tter und Dokumentationen auch von weiteren Neobotix Produ
7. 0 0 07991 1 7308 3 3607 0 5892 0 5892 0 2560 0 1125 08087 0 1055 07782 01113 0 0112 3 0581 waitTargetReachead AIR 3noname 0 1283 1 0548 2 6677 0 0787 1 4983 3 3782 0 5892 0 5892 0 2560 01125 0 7209 010s5 0 5685 0 1113 0 0112 3 0581 arm 50 3 01556 0 9215 2 93 043 11457 3 0004 05882 0 0 1125 07161 0 0828 0 3607 0 1006 0 0025 29553 5 0 0853 0 6664 2 9385 0 0274 0 9183 3 1981 0 5892 0 1125 0 7740 0 0628 0 2803 0 1586 0 0500 31235 A54B AStB 4 ID simulation 30 MMKR16Tutorial w d AT AT A8 A8 defaut views A9 A10 A10 7 Motion 100 zoom moveto E 05101520 Fea object transform move home stop y oo z _00 0 000 BL add to script E Status Ama Ama2 4 5 6 Ama 8 0 Status Arm 1 0 0000 00000 1 5708 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 3056 0 094 34200 Status Base Arm X Arm Z AmA AmB socket arm 15854 00000 08163 00000 15708 00000 socket platform 8 socket interpreter Januar 2012 Heilbronn NEOBOTIX Inhalt ae ee 3 1 1 Inhalt dieses 3 1 2 B
8. Bedienungsanleitung NEOBOTIX 0 Pre Grasp 12 2914 1 Grasp 03330 12 2914 Copy 2 Lit 0 3362 12 3019 0 3387 12 2987 Replace Abb 7 Punktliste mit Anzeige aller Parameter Die Funktionen der Schaltfl chen am linken Rand des Fensters sind wie folgt Einf gen Die aktuelle Position wird als neuer Punkt unterhalb der aktuell ausgew hlten Zeile eingef gt Kopieren Eine Kopie des aktuell markierten Punktes wird unterhalb der aktuellen Zeile eingef gt Der neue Punkt erh lt den gleichen Namen wie das Original jedoch mit einem angeh ngten Sternchen Ersetzen Die Positionswerte des aktuellen Punktes werden mit den momentan anliegenden Werten berschrieben der Name aber beibehalten Pfeil hoch runter Die ausgew hlte Zeile wird in der Liste um eine Position hoch oder runter verschoben L schen Die markierte Position wird komplett gel scht Leeren Die gesamt Punktliste wird geleert Oberhalb der Liste k nnen die klassischen Funktionen zum Laden Speichern und Speichern unter einem neuen Namen genutzt werden Punktlisten werden immer auf dem Steuerungsrechner des Armes gespeichert und nicht auf dem Computer auf dem die Bedienoberfl che l uft In der Combobox rechts davon kann ausgew hlt werden wie viele Informationen gleichzeitig dargestellt werden sollen Um den Namen oder einzelne Werte einer Position zu ndern doppelklicken Sie einfach auf den entsprechenden Eintrag W
9. NEOBOTIX Goot View Postion Tabie MMRR IGTinoriist 1 i 2 01 25 20 7210 1 none Di 028 07191 091 0774 Di ID 8 Mobile Arm Simulation 30 copyright Neobotix 2007 File Socket View Options Simulation Window Help E Teach o 2 Position Table MMKR16Tutorial ist 2 Program dafs Fk E amp Arm noveToPTP 50 0 2 motion Arm waitTargetReached pos 2 a3 as 5 sol xiy zl a e arm movetopt 50 1 0 0634 0 0880 1 4443 0 0803 1 5831 3 3178 0 5892 01125 1 4616 0 1055 0 5566 0 1112 0 0112 3 058 arm waitTargetReached 0 25 50 75100 1 0 0634 0 1058 1 2358 0 0820 1 7738 3 3334 05892 0 5892 0 1125 1 4616 0 1055 0 7782 01113 0 112 3 0581 50 2 11 2 noname 0 1144 0 8994 22280
10. acheinander zu allen verf gbaren Komponenten Verbindungen aufzubauen Eine bestehende Verbindung kann ber den Men punkt Roboter Verbindung trennen wieder abgebaut werden 4 2 Arbeiten mit der mobilen Plattform MAS3D Bedienungsanleitung Falls eine mobile Plattform von Neobotix Teil des Systems ist kann sie ber die MAS3D Oberfl che kommandiert und innerhalb ihrer Umgebungskarte auf vordefinierte Zielstationen gefahren werden Au erdem lassen sich die Plattform die kartierten Landmarken und die Roadmap in der 3D Ansicht darstellen und simulieren Die Kartierung der Umgebung und das Erstellen von Roadmaps muss im Rahmen der Einrichtarbeiten ber PlatformCtrIGUl erfolgen die Teil des Lieferumfangs der mobilen Plattform ist MAS3D stellt dazu keine Funktionen bereit sondern greift nur auf die jeweils aktive Karte und Roadmap der Plattform zu Sobald eine Umgebungskarte und eine Roadmap auf der Plattform hinterlegt wurden die Plattform korrekt lokalisiert ist und mit der MAS3D GUI Verbindung aufgenommen hat kann sie in der 3D Ansicht simuliert und real auf die Zielstationen gefahren werden Die Anzeige einstellen Um mit der Plattform arbeiten zu k nnen muss zuerst die Ansicht in der MAS3D Oberfl che entsprechend eingestellt werden W hlen Sie im Hauptmen den Punkt Ansicht Plattform Programmierung um eine 3D Darstellung der Einsatzumgebung anzeigen zu lassen Nun kann aus der Liste die unter dem Men punkt
11. ch auf der Tastatur unterhalb der Taste 1 befinden Bei deutschen Tastaturen sind dies und Die brigen Achsen werden entsprechend ber die weiter recht gelegenen Tasten bewegt Ein Mausklick au erhalb des Teach Fensters deaktiviert die Funktion Kartesische Bewegungen Wird im Teach Fenster die Bewegungsart cartesian global oder cartesian local aktiviert l sst sich der entlang der Achsen der Koordinatensysteme fahren und drehen m Cartesian global verwendet dazu das globale Koordinatensystem das im Allgemeinen mit dem der Umgebung bereinstimmt Drehungen werden um Hilfsachsen ausgef hrt die durch den TCP f hren jedoch parallel zu den globalen Achsen sind m Cartesian local verwendet dagegen das Koordinatensystem des Werkzeugs was besonders dann hilfreich ist wenn Teile und Werkzeug direkt interagieren sollen sollen Gedreht wird in diesem Fall direkt um die Achten Sie vor dem Ausf hren der Bewegung immer darauf welches Koordinatensystem aktiviert wurde um Kollisionen zu vermeiden Zielpunkte speichern Wenn eine wichtige Position getroffen wurde kann sie in einer sogenannten Punktliste abgelegt und sp ter dort wieder ausgelesen und angefahren werden Es werden zu jeder Position ihr Name alle Achswinkel in Radiant und die 6D Koordinaten des TCP im globalen Koordinatensystem in Metern bzw Radiant gespeichert Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 13 von 19 MAS3D
12. eiten verursachen Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 5 von 19 MASS3D Bedienungsanleitung NEOBOTIX Diese Abweichungen beeinflussen jedoch nicht die Wiederholgenauigkeit des Systems Werkzeugmittelpunkt Der Werkzeugmittelpunkt englisch Tool Centre Point kurz TCP ist der virtuelle Punkt im oder am verwendeten Werkzeug der f r die Berechnung bestimmter Bewegungen genutzt wird Standardm ig liegt dieser Punkt in der Mitte des Roboterhandflansches Oft ist es aber sinnvoll den TCP zu verschieben so dass zum Beispiel Rotationen automatisch um die Werkzeugspitze ausgef hrt werden Arbeitsraum Der Arbeitsraum eines Roboterarmes unterscheidet sich selbst bei gleicher Achsanzahl massiv von dem eines menschlichen Armes Stellungen die ein menschlicher Arm problemlos einnehmen kann sind Robotern oft durch mechanische Einschr nkungen nicht zul ssige Eigenkollisionen und fehlende Flexibilit t unm glich Au erdem wird oft vergessen dass der Fu punkt eines Roboterarmes fest verankert ist und daher keinerlei Hilfs oder Ausweichbewegungen zul sst Im Arbeitsraum k nnen mehrere Bereiche unterschieden werden m Der maximale Arbeitsraum umfasst das Volumen das der in beliebiger Orientierung erreichen kann Je weiter sich der dabei vom Fu punkt entfernt desto schwieriger wird es alle m glichen Orientierungen anzunehmen bis schlie lich bei v llig gestrecktem Arm nur noch eine einzige L sung erre
13. en aus Eine bestehende Verbindung wird in der rechten oberen Ecke der GUI durch eine gr ne LED symbolisiert Roboter Wenn dem System bereits Roboter bekannt sind kann eine entsprechende Verbindung aufgebaut werden indem einfach ber die Auswahl unter dem Men punkt Roboter Verbindung aufbauen gt das gew nschte Ziel ausgew hlt wird Um einen neuen Eintrag anzulegen kann ber den Men punkt Roboter Verbindungen bearbeiten ein entsprechendes Fenster ge ffnet werden Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 9 von 19 NEOBOTIX xl Verf gbare Roboter Roboterd ten Testbot Server 127 0 0 1 Besitzt Arm Besitzt Plattform Besitzt Interpreter nderungen speichern Mit diesem Roboter verbinden Neuen Roboter hinzuf gen Diesen Roboter l schen Abb 3 Der Verbindungsmanager Neue Roboter k nnen durch einen Klick auf Neuen Roboter hinzuf gen angelegt werden Nachdem ein Eintrag aus der Liste der bekannten Roboter markiert wurde k nnen die zugeh rigen Einstellungen nach einem Klick auf Angaben ndern ge ndert werden Neben dem Namen des Roboters und seiner IP Adresse kann dann auch angegeben werden welche Komponenten der Roboter besitzt Mit einem Klick auf nderungen speichern werden die nderungen bernommen Sowohl bei einem Klick auf Mit diesem Roboter verbinden als auch bei der weiter oben beschriebenen Direktanwahl versucht die dann n
14. enn statt eines Wertes ein Sternchen eingetragen wird wird dieser Parameter nicht verwendet sobald der Punkt aus der Liste ausgelesen wird Statt dessen wird der beim Auslesen jeweils aktuell anliegende Wert beibehalten Dadurch k nnen zum Beispiel Zusatzachsen die nur selten verfahren werden auf einer fixen Position gehalten werden Unbeabsichtigte nderungen etwa beim sp teren Einlernen von Zwischenpositionen k nnen so vermieden werden Der Doppelpfeil vor dem Index einer Zeile zeigt an dass sich der TCP gerade an oder sehr dicht bei diesem Punkt befindet Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 14 von 19 NEOBOTIX Punkt zu Punkt Bewegungen Sobald mindestens ein Zielpunkt in der Punktliste gespeichert wurde k nnen automatische Fahrten zu diesem Punkt durchgef hrt werden W hlen Sie den gew nschten Zielpunkt aus und stellen Sie im Fenster Motion als Bewegungsart point to point ein In dem Eingabefeld darunter k nnen Sie die gew nschte Geschwindigkeit als prozentualen Anteil der Maximalgeschwindigkeit angeben Beginnen Sie Tests immer nur langsam und steigern Sie die Geschwindigkeit vorsichtig nachdem sichergestellt ist dass es nicht zu Kollisionen kommen wird Die wichtigsten Funktionen des Fensters Motion sind die folgenden Punkt anfahren Bewegt den Arm mit der ausgew hlten Bewegungsart und der eingestellten Geschwindigkeit zur Zielstation Nullstellung F hrt den Arm in die A
15. esondere 3 2 22 000 4 2 1 an naar 4 2 2 KOMPORENITEN een nee een A Manipulator und 4 5 5 Werkzeugmittelpunkt 6 8 6 8 6 lt lt ee ee 6 7 Punkt zu Punkt Bewegung 7 7 Lineare 7 IK OL SON se 7 Einrichten des 8 gt 8 Installation des Java Runtime nenne nnnnn nennen 8 Or der tee ernennt 8 Einrichten des 8 A SCN 9 4 1 VEIDINAUAGSAUNDAaU 9 45 a 9 EOS ee N E
16. ichbar ist hnliches gilt auch bei der Ann herung den Fu punkt und an andere Teile des Armes selbst Der nutzbare Arbeitsraum enth lt das Volumen in dem alle oder zumindest alle f r die vorgesehene Arbeit ben tigten Orientierungen erreichbar sind Dieses Volumen liegt immer innerhalb des maximalen Arbeitsraumes und ist in den meisten F llen deutlich kleiner Beim Verlassen des Bereiches kann es passieren dass sich die erreichte Position und Orientierung aufgrund der Beschr nkungen auch dann ver ndert wenn dies bei der theoretisch vorgegebenen Bewegungsbahn eigentlich nicht der Fall sein sollte Der Bereich dem alle theoretisch m glichen Orientierungen angefahren werden k nnen ist der kleinste der Arbeitsr ume und spielt f r die meisten Anwendungen nur eine untergeordnete Rolle Singularit t Als Singularit ten werden Armstellungen bezeichnet bei denen schon geringe Bewegungen des TCP zu sehr gro en oder sehr schnellen Bewegungen der Achsen f hren Dies ist zum Beispiel dann der Fall wenn der ganze Arm oder das Handgelenk gestreckt sind Beim Durchfahren solcher Positionen passiert es h ufig dass die aus einer Fortf hrung der TCP Bewegung resultierenden Achsgeschwindigkeiten die erreichbaren und zul ssigen Grenzwerte weit berschreiten und dadurch zu einem Fehler f hren Genauigkeit Die Wiederholgenauigkeit beim Anfahren von Zielpunkten ist prinzipiell unabh ngig von der Kinematik der Kalibrieru
17. ider nicht vollst ndig ausschlie en ohne dabei die Funktionsf higkeit massiv einzuschr nken Das System sollte daher nur von entsprechend ausgebildeten und befugten Technikern eingerichtet getestet und bedient werden Die maximale Sicherheit kann nur dann gew hrleistet werden wenn alle Parameter korrekt eingestellt wurden Um das Einrichten eines sicheren und effizienten Betriebs zu erleichtern weisen die folgenden beiden Symbole auf besonders wichtige Abs tze hin Das Warndreieck markiert Abschnitte die die Gefahr von Verletzungen Besch digungen oder beidem behandeln Bitte lesen Sie diese Hinweise mit besonderer Aufmerksamkeit Die Gl hbirne weist auf Abs tze hin die bekannte Probleme Missverst ndnisse und Fehler erw hnen und ist als Hilfe zur Fehlerbeseitigung gedacht Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 3 von 19 2 berblick NEOBOTIX 2 1 Systemstruktur Das Gesamtsystem besteht aus einer Vielzahl von Komponenten die teilweise auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung zugeschnitten sind Das folgende Diagramm zeigt das Zusammenspiel dieser Komponenten in einem gebr uchlichen Aufbau Manipulator und Greifer 16 LAS Umgebu ngshardware passiv Landmarken Beh lter Mobile Plattform 5500 470 16 Mobile Arm Simulation 3D Port 10012 mE 10000 y PlatformCtrl T Port 10000 Umgebungshardware aktiv SPS F
18. kten finden Sie im Internet unter www neobotix roboter de Impressum Neobotix GmbH Weipertstra e 8 10 74076 Heilbronn www neobotix roboter de Kontakt Dipl Ing Till May Tel 49 7131 76 69 300 E Mail may neobotix de MAS3D Bedienungsanleitung odm erstellt am 19 Januar 2012 in Heilbronn MASS3D Bedienungsanleitung Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 19 von 19
19. ktion Pfad r ckw rts f hrt die Bahn in umgekehrter Reihenfolge ab Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 16 von 19 NEOBOTIX 5 Eigene Programme schreiben Aa LEER Um komplexere Abl ufe effizient zu realisieren ist es im Allgemeinen notwendig ein bergeordnetes Ablaufprogramm zu erstellen das zu allen beteiligten Komponenten und Modulen Verbindung h lt und deren Aktionen koordiniert Unter Umst nden fungiert dieses Programm au erdem noch als bersichtliche Schnittstelle zwischen dem lokalen Prozessablauf und einer anderen noch gr eren Ablaufsteuerung etwa der Fertigungsplanung Eine ausf hrliche Schulung in die Programmierung mit Python und die Verwendung des Neobotix Befehlssatzes hilft Ihnen sich schnell in das System einzuarbeiten und saubere gut verwendbare und vor allem wartungsfreundliche Programme zu erstellen Sofern Sie nicht bereits ber fundierte Kenntnisse im Programmieren verf gen oder die M glichkeit haben sich selbst ausf hrlich mit der Programmierung vertraut zu machen ist eine solche Schulung sehr zu empfehlen 5 1 Der Python Interpreter MAS3D Bedienungsanleitung Neobotix stellt ein unabh ngiges Programm bereit mit dessen Hilfe sehr viele Ablaufprogramme ohne gro en Aufwand umgesetzt werden k nnen Dieses Programm kann Quellcode entgegennehmen der in der einfach zu erlernenden Programmiersprache Python erstellt wurde bersetzt ihn in das Neobotix Protokoll und schickt die en
20. n zu Kollisionen und damit zu Sch den am Arm oder anderen Systemen kommen kann Alle eingelernten Bewegungen m ssen vor Beginn des Automatikbetriebs unter Aufsicht testweise abgefahren werden Die Verantwortung f r die Kollisionsvermeidung beim Anfahren von automatisch generierten Positionen liegt allein beim Programmierer Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 7 von 19 NEOBOTIX 3 Einrichten des Leitrechners Als Leitrechner zum Bedienen gen gt ein handels blicher PC mit Anschluss an das lokale Netzwerk in dem auch der Roboter angemeldet ist Unter Umst nden sind zus tzliche Sschnittstellenwandler erforderlich falls die Kommunikation nicht ausschlie lich ber Ethernet erfolgt 3 1 Windows MASS3D Bedienungsanleitung Installation des Java Runtime Environments Die Neobotix Bedienoberfl chke wurde in Java programmiert und ist damit plattformunabh ngig Dies bedeutet aber auch dass eine Java virtual machine und eine spezielle 3D Bibliothek installiert werden m ssen ehe die GUI verwendet werden kann Sollte noch keine oder nur eine ltere Version auf dem Leitrechner installiert sein verwenden Sie die Dateien im Java Ordner auf der CD aus dem Lieferumfang des Roboters Starten Sie beide exe Dateien und folgen Sie den Installationsanweisungen Installation der GUI Die graphische Bedienoberfl che muss nicht im eigentlichen Sinne installiert werden Kopieren Sie einfach den entsprechenden Ordner auf die Fe
21. n Teil eine bereits bekannte Verbindung ausw hlen und verwenden oder l schen k nnen Im unteren Teil gibt es die M glichkeit eine neue IP Adresse anzugeben Wenn die Markierung Diesen Server merken gesetzt wurde erscheint nach einem Klick auf Verbinden ein weiterer Dialog in dem der Name angegeben werden kann unter dem die neue Verbindung in Zukunft verf gbar sein soll Wenn eine Verbindung aufgebaut werden konnte ndert sich die Farbe der Anzeige in der rechten oberen Ecke der Bedienoberfl che zu gr n Arm Active Base Base Y Base Abb 2 Anzeige des Verbindungsstatus Falls keine Verbindung aufgebaut werden kann f rbt sich die Anzeige rot Der Verbindungsversuch kann ber den Men punkt Arm Verbindung trennen beendet werden Plattform Die Verbindung zu einer mobilen Plattform erfolgt analog ber den Men punkt Plattform Verbindung aufbauen W hrend versucht wird die Verbindung herzustellen erscheint ein kleines Nachrichtenfenster das die M glichkeit bietet den Verbindungsversuch abzubrechen Klicken Sie dazu einfach auf Abbrechen Interpreter Der Python Interpreter ist ein Hilfsprogramm zum Erstellen komplexer Abl ufe Er wird ebenso in die Bedienoberfl che eingebunden wie die Hardware Komponenten W hlen Sie den Men punkt Verbindung aufbauen und geben Sie dann die zugeh rige IP Adresse an oder w hlen Sie sie aus der Liste der bekannten Verbindung
22. ng und den eingestellten Parametern und wird lediglich durch die Qualit t der Getriebe Motoren und Drehgeber bestimmt Im Allgemeinen liegt sie bei deutlich weniger als einem Millimeter Die Genauigkeit mit der vorberechnete Soll Positionen und Bahnen im jeweiligen Koordinatensystem erreicht werden ist dagegen in hohem Ma e auch von den anderen Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 6 von 19 A MASS3D Bedienungsanleitung NEOBOTIX Einflussgr en abh ngig Je genauer der Roboter vermessen kalibriert und in der Arbeitsumgebung ausgerichtet ist desto genauer kann er im Koordinatensystem arbeiten Einzelachsbewegung bietet die M glichkeit einzelne Achsen unter direkter Kontrolle zu verfahren Mit dieser Funktion sind einfache Funktionstests m glich Au erdem lassen sich so die jeweiligen Endlagen komfortabel bestimmen und Achsen kontrolliert aus kritischen Situationen heraus fahren Punkt zu Punkt Bewegung PTP Bei Punkt zu Punkt Bewegungen verfahren alle Achsen gleichzeitig und synchron vom aktuellen Winkel auf den Zielwinkel Die Parameter der Bewegung k nnen weitgehend frei eingestellt werden und werden auf alle Achsen gleicherma en angewandt Da es sich um einen rein durch die einzelnen Geschwindigkeiten bestimmten Ablauf handelt ist die Bahn des TCP nicht vorhersagbar sie ist jedoch wiederholbar Mehrere Punkte k nnen zu kontinuierlichen Bahnen zusammengesetzt werden wobei auch in diesem Fall die Be
23. nn ein falsches 3D Modell geladen wurde werden dessen Gelenkwinkel an die des realen Arms angepasst so dass sich das Modell zwar bewegt aber keine sinnvolles Ergebnis darstellt Einzelachsbewegungen Das Fenster Teach dient zum manuellen Verfahren des Roboterarmes Um einzelne Achsen zu bewegen wird der Modus single axis in der Auswahlbox markiert und die gew nschte Geschwindigkeit prozentual ber den Schieberegler direkt darunter eingestellt Beginnen Sie immer mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten insbesondere wenn sich Achsen schon kurz vor den Endlagen befinden oder Hindernisse in der N he sind Die Funktion Langsam reduziert die Geschwindigkeit zus tzlich um den Faktor Zehn so dass extrem langsame und exakte Bewegungen m glich sind ber die zwanzig Schaltfl chen k nnen alle Achsen des Roboterarmes sowie eventuelle Zusatzachsen mit der gew hlten Geschwindigkeit jeweils in positiver und negativer Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 12 von 19 MASS3D Bedienungsanleitung NEOBOTIX Richtung bewegt werden AJA 4545 58 810 Slow Motion Abb 6 Teach Fenster Alternativ gibt es die M glichkeit die Achsen per Tastatur zu verfahren Dazu muss die unterste Schaltfl che im Teach Fenster aktiviert werden Die erste Achse kann dann ber die beiden Tasten bedient werden die si
24. rden Nach einem Klick auf Punkt anfahren wird die Plattform in den Automatik Modus geschaltet und f hrt die aktuell ausgew hlte Zielstation an Das Verhalten der mobilen Plattform wird durch deren Konfiguration bestimmt und kann in der MASSD Oberfl che nicht beeinflusst werden Bitte verwenden Sie die PlatformCtrlGUl um Parameter anzupassen MASS3D Bedienungsanleitung Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 11 von 19 NEOBOTIX 4 3 Arbeiten mit dem Manipulator MAS3D Bedienungsanleitung Wenn ein unterst tzter Manipulator vorhanden ist kann er ber die 5 in der 3D Ansicht dargestellt und im Handbetrieb verfahren werden Einzelne Punkte lassen sich abspeichern und in den verschiedenen Bewegungsmodi anfahren Sobald der Arm aufgestellt angeschlossen und korrekt konfiguriert wurde kann die Bedienoberfl che mit ihm verbunden werden Die Anzeige einstellen W hlen Sie im Hauptmen den Punkt Ansicht Arm Simulation um die entsprechende 3D Ansicht zu aktivieren Danach k nnen Sie aus der unter dem Men punkt Simulation Kinematik laden gt erscheinenden Liste das passende Modell ausw hlen Nachdem die Verbindung zum Arm aufgebaut wurde wird die Stellung des Modells an die reale Position angepasst Abb 5 3D Ansicht eines KUKA KR 16 KS Die in der geladene Kinematik hat keinen Einfluss auf die Berechnungen die in ArmCtrl ablaufen der Arm kann also auch ohne 3D Modell bedient werden We
25. rekt ber den Umweg ber ein Client Programm Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten A von 19 2 3 Glossar MASS3D Bedienungsanleitung NEOBOTIX PlatformCtrl Dieses Softwaremodul ist f r die Steuerung der mobilen Plattform verantwortlich sowie f r Lokalisierung Pfadplanung Hindernisvermeidung und einige andere hardwarenahe Funktionen Es l uft immer auf dem Bordrechner der Plattform und besitzt selbst keine Bedienoberfl che PlatformCtrIGUl Diese graphische Bedienoberfl che stellt die Benutzerschnittstelle zu PlatformCtrl dar und wird prim r zum Einrichten der mobilen Plattform ben tigt Sie erm glicht die Erstellung von Umgebungskarten die Definition von Zielstationen und Verbindungspfaden und die Konfiguration der mobilen Plattform ArmCtrl In diesem Modul ist die Ansteuerung der Armachsen und die Bewegungssteuerung f r den Arm implementiert Das Modul l uft in einer weichen Echtzeitumgebung und besitzt wie PlatformCitrl keine eigene Bedienoberfl che Mobile Arm Simulation 3D Mit Hilfe dieser Bedienoberfl che kann eine Verbindung zu ArmCtrl hergestellt und der Arm angesteuert werden Au erdem l sst sich auch die Plattform ansprechen und verfahren Das Gesamtsystem kann schlie lich durch Verwendung des integrierten Python Interpreters automatisiert gesteuert werden Kundenspezifischer Client Oftmals ist es sinnvoll ein separates Programm zu schreiben das sich mit allen brigen Systemkomponenten verbindet
26. s und den realen Betrieb Im Simulationsbetrieb ist keine Hardware n tig trotzdem k nnen alle Funktionen uneingeschr nkt getestet werden Die normale Steuerungssoftware l uft dann auf dem Bedienrechner und simuliert s mtliche Sensordaten Dieses Dokument erl utert im einzelnen m Das Zusammenspiel der Neobotix Softwarebausteine m Das Einrichten des Kontrollrechners und der Netzwerkverbindungen Einfache prinzipielle Funktionstests des Systemaufbaus Grundlegende Funktionen des Systems und entsprechende Tests m Wichtige Kenntnisse f r die Arbeit an eigenen Applikationen Alle oben erw hnten Aktionen sowie die meisten Funktionen der Benutzeroberfl che werden genau beschrieben Deshalb sollte dieses Dokument alle notwendigen Informationen f r die meisten Anwender und Einsatzf lle enthalten Falls doch weitergehende Informationen etwa f r die Forschung oder zum Einrichten spezieller Anwendungen erforderlich sein sollten konsultieren Sie bitte das ArmCtrl Programmiererhandbuch das PlatformCtrll Programmiererhandbuch oder kontaktieren Neobotix 1 2 Besondere Hinweise MASS3D Bedienungsanleitung Sobald der Roboter entsprechend der Bedienungsanleitung oder der technischen Beschreibung eingerichtet wurde ist der Betrieb prinzipiell sicher Allerdings besteht aufgrund der Komplexit t und Leistungsf higkeit des Systems die M glichkeit von Eigenkollisionen und anderen Besch digungen Diese lassen sich le
27. stplatte des Leitrechners Um die Oberfl che zu starten k nnen Sie entweder direkt auf start bat doppelklicken oder eine Verkn pfung auf dem Arbeitsplatz anlegen Ziehen Sie die Datei dazu mit der rechten Maustaste auf den Arbeitsplatz und w hlen Sie Verkn pfung hier erstellen aus dem Kontextmen Einrichten des Netzwerks Ein passendes WLAN Ger t ist optional im Lieferumfang enthalten und so voreingestellt dass eine Verbindung zum Roboter schnell und einfach hergestellt werden kann Falls die Netzwerkeinstellungen manuell angepasst werden m ssen verwenden Sie bitte die Software von der entsprechenden Treiber CD und greifen direkt auf den Roboter zu wie im Kapitel Wartung Software beschrieben Die Netzwerkeinstellungen des Robotersystems sind im Dokument Auslieferungskonfiguration hinterlegt Stellen Sie sicher dass sich Roboter und Leitrechner im selben Subnetz befinden Wenden Sie sich gegebenenfalls an den zust ndigen Netzwerk Administrator Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 8 von 19 NEOBOTIX 4 Erste Schritte 41 Verbindungsaufbau MASS3D Bedienungsanleitung Nach dem Start der MASS3D Oberfl che muss zuerst eine Verbindung zu den vorhandenen Robotersystemen aufgebaut werden Dies kann wahlweise ein einzelner Arm eine einzelne Plattform oder ein kompletter Roboter sein Arm W hlen Sie im Hauptmen den Punkt Arm Verbindung aufbauen Es erscheint ein Dialog in dem Sie im obere
28. ts chlich gefahren werden kann m Auch wenn Positionen dynamisch berechnet werden zum Beispiel in Abh ngigkeit von einem F llstand kann die Steuerung nicht berpr fen ob die sich daraus ergebende Bahn problematisch sein wird Achten Sie deshalb sehr darauf dass die resultierenden Bahnen nicht durch Hindernisse oder gar den Roboter selbst f hren Unter Umst nden kann es notwendig sein MASS3D Bedienungsanleitung Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 15 von 19 MASS3D Bedienungsanleitung NEOBOTIX Zielpunkte aus bestimmten Ausgangslagen heraus nur unter Verwendung von Zwischenpositionen anzufahren In vielen F llen hilft es schon von linearen Bewegungen zur ck in den Punkt zu Punkt Modus zu schalten Vor allem bei Bewegungen die keine Bearbeitung oder Interaktion und damit auch keine vorgegebene Ausrichtung des Werkzeugs erfordern ist dieses Vorgehen sehr praktisch Die Wahl der abzufahrenden Bahnen und die Verantwortung f r den sicheren und kollisionsfreien Betrieb liegen alleine beim Programmierer der Anwendung Pfade abfahren Sobald mehrere Punkte in der Punktliste gespeichert wurden k nnen Sie auch zu Pfaden kombiniert werden Markieren Sie dazu sowohl den Start als auch den Endpunkt des Pfades in der Liste und w hlen Sie einen Bewegungsmodus aus Nach einem Klick auf die Schaltfl che Pfad abfahren werden ab der Startposition alle Punkte bis zum Erreichen der Endposition nacheinander durchfahren Die Fun
29. tsprechenden Befehle an die einzelnen Module Mobile Arm Simulation 3D bietet die M glichkeit direkt in der Bedienoberfl che Python Skripte aus vorbereiteten Bl cken zu erstellen und die Ausf hrung in Echtzeit zu beobachten so dass die Anwendung schnell und einfach optimiert werden kann Program Stopped INDENT UNINDENT UNDC REDO Arm nome Arm wait TargetBeached Arm lsadPointList Dummy 181 Arm mowve ToPTFP 10 1 Abb 9 Das Programmier Fenster Die Schaltfl chen im oberen Teil des Fensters bieten klassische Dateifunktionen aber auch Kontrolle ber die Ausf hrung des Programms Load L dt ein gespeichertes Programm von der Festplatte des Computers auf dem der Interpreter l uft Save Speichert das aktuelle Programm SaveAs Speichert das aktuelle Programm unter einem neuen Namen auf der Festplatte des Computers auf dem der Interpreter l uft und setzt die Bearbeitung in dieser neuen Datei fort Start Startet das aktuelle Programm Neobotix GmbH alle Rechte vorbehalten 17 von 19 NEOBOTIX Stop Beendet das laufende Programm Break Unterbricht das laufende Programm Klicken Sie zum Fortsetzen noch einmal auf Start Step F hrt nur den jeweils n chsten Befehl des Programms aus ber die vier Karteireiter k nnen bis zu vier parallele Teilprogramme sogenannte Tasks erstellt werden Die vier Schaltfl chen direkt ber dem Programmierfenster
30. usgangslage Beachten Sie dass diese Stellung je nach Umgebung teilweise nicht angefahren werden kann 0 25 50 75 100 Anhalten Beendet die laufende Bewegung sofort Abb 8 Motion Fenster Zeit Zeigt die aktuelle Laufzeit der Bewegung an und springt beim Erreichen der Zielposition auf Null zur ck Override Mit diesem Schieberegler kann die eingestellte Geschwindigkeit dynamisch reduziert werden Bei PTP Bewegungen bewegen sich alle Achsen synchron auf ihre jeweilige Zielstellung beginnen und beenden Bewegung also gleichzeitig und folgen dem gleichen Geschwindigkeitsprofil Sie sind jedoch nicht koordiniert das hei t die resultierende Bahn des TCP und des gesamten Armes ist nicht vorgegeben und im allgemeinen auch nicht vorhersehbar Lineare Bewegungen Bei linearen Bewegungen wird die Zielposition wenn m glich auf einer geraden Bahn angefahren und dabei die Winkel nderung gleichm ig interpoliert Bitte bedenken Sie dass der Verlauf der Bahn vor der Ausf hrung nicht automatisch gepr ft wird Dies kann vor allem aber nicht ausschlie lich in zwei F llen zu Problemen und eventuell sogar zu Kollisionen f hren m Wenn aus vielen weit im Arbeitsraum verteilten Punkten automatisch der n chste Zielpunkt ausgew hlt wird Auch wenn jeder Punkt f r sich alleine sicher und ohne Kollision eingenommen werden kann ist noch nicht sichergestellt dass jede m gliche Verbindung zwischen allen eingelernten Punkten auch ta
31. wegung des TCP zwischen den einzelnen Punkten nicht vorhersehbar aber wiederholbar ist Kartesische Bewegung Wenn die passende Kinematik hinterlegt wurde und diese die Funktion erm glicht kann der TCP auch in kartesischen Koordinaten also im klassischen rechtwinkligen Koordinatensystem bewegt werden Im Handbetrieb f hrt der Roboter dann die gew nschte Bewegungsachse entlang beziehungsweise dreht den TCP um diese Achse Als Bezugssystem kann dabei entweder das globale Koordinatensystem des Arbeitsraumes oder das lokale Koordinatensystem des TCP verwendet werden Lineare Bewegung Im Automatik Modus k nnen Zielpunkte auch auf geraden Bahnen angefahren werden Wie bei den kartesischen Bewegungen ist dazu auch hier eine korrekt konfigurierte Kinematik notwendig Mehrere St tzpunkte lassen sich zu Bahnen kombinieren deren Ecken mit einstellbarem Radius verrundet werden k nnen Kollision Ein Roboterarm besitzt normalerweise Software und Hardware Endschalter sowie Endanschl ge in jeder Achse Diese sichern jedoch nur die Endlagen der jeweiligen Achse ab und haben keine Auswirkung auf Kollisionen zwischen verschiedenen Teilen des Roboterarmes beziehungsweise zwischen dem Arm und Hindernissen in der Umgebung Momentan ist weder eine permanente berwachung von Eigenkollisionen noch von Kollisionen mit der Umgebung m glich Dies bedeutet das es insbesondere bei automatisch berechneten Fahrten etwa zu dynamisch angepassten Zielpunkte
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