CIROS Robotics Handbuch

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572752 DE 01/2010 CIROS ® Robotics Hinweise zur Benutzung

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Page 1: CIROS Robotics Handbuch

572752 DE

01/2010

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CIROS®

Robotics

Hinweise zur

Benutzung

Page 2: CIROS Robotics Handbuch

Bestell-Nr.: 572752

Stand: 01/2010

Autoren: U. Karras

Grafik: U. Karras

Layout: 01/2010, S. Durz

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, 2010

Internet: www.festo-didactic.com

E-Mail: [email protected]

Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und

Mitteilung seines Inhalts verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet.

Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte

vorbehalten, insbesondere das Recht, Patent-, Gebrauchsmuster- oder

Geschmacksmusteranmeldungen durchzuführen.

Hinweis

Soweit in dieser Broschüre nur von Lehrer, Schüler etc. die Rede ist,

sind selbstverständlich auch Lehrerinnen, Schülerinnen etc. gemeint.

Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine

geschlechtsspezifische Benachteiligung sein, sondern dient nur der

besseren Lesbarkeit und dem besseren Verständnis der

Formulierungen.

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1. Einleitung __________________________________________ 5

1.1 Das 3D-Simulationssystem CIROS® ______________________ 6

1.2 Überblick ___________________________________________ 7

1.3 Systemvoraussetzungen ______________________________ 8

1.4 Installationshinweise _________________________________ 8

2. Konzept von CIROS® Robotics __________________________ 9

2.1 Didaktisches Konzept _________________________________ 9

2.2 Sichtweise und Lernziele _____________________________ 11

2.3 Lernen mit virtuellen Arbeitszellen _____________________ 13

2.4 Die Arbeitszellen ___________________________________ 23

3. Bedienung _________________________________________ 33

3.1 CIROS® Hilfe _______________________________________ 33

3.2 CIROS® Robotics ____________________________________ 34

3.3 Bedienoberfläche CIROS® ____________________________ 38

3.4 Fenstertypen _______________________________________ 40

3.5 Kamerafahrt _______________________________________ 44

4. Programmierung ____________________________________ 48

4.1 Roboter teachen ____________________________________ 48

4.2 Beispiel: Programmierung einer Arbeitszelle _____________ 56

4.3 Projektausdruck ____________________________________ 66

4.4 Download in Mitsubishi Robotersteuerung ______________ 67

4.5 Projektassistent ____________________________________ 67

5. Simulation_________________________________________ 73

5.1 Beispiel: Simulation einer Arbeitszelle __________________ 73

5.2 Sensorsimulation ___________________________________ 77

5.3 SPS-Simulation _____________________________________ 78

5.4 Steuerungsauswahl _________________________________ 78

5.5 Einstellungen ______________________________________ 80

6. Modellierung ______________________________________ 84

6.1 Modellhierarchie ___________________________________ 84

6.2 Modell-Explorer ____________________________________ 85

6.3 Beispiel: Modellierung in einer Arbeitszelle ______________ 90

Inhalt

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Herzlich Willkommen zum Release 1.1 von CIROS® Robotics. Neu in

dieser Version ist die Kollisionserkennung, siehe Kapitel 5.1, und die

Modellierung der Werkstücke in den MPS Roboterstationen. Zusätzlich

wurden alle Anpassungen durchgeführt, damit die Software auch unter

Windows7® lauffähig ist.

CIROS® Robotics bietet Ihnen eine virtuelle Lernumgebung für die

Robotertechnik. In einer realitätsnahen simulierten 3D-

Arbeitsumgebung können Sie sich Schritt für Schritt von einer sehr

einfachen Roboteranwendung bis hin zur Bearbeitung sehr komplexer

Roboterarbeitszellen selbstständig weiterentwickeln. Die virtuelle

Lernumgebung besteht aus:

Programmier- und Simulationsumgebung für vordefinierte

Roboterarbeitszellen, die typischen industriellen Anwendungen

entsprechen.

Online Tutorial -Robotics Assistant, das multimedial umfangreiches

Wissen zum Thema Robotik bereitstellt.

Der Robotics Assistant ist kein CBT (Computer Based Training), sondern

ein multimediales Informationssystem, das sowohl der Lehrer als

Unterstützung für die Gestaltung des Kurses als auch der Lernende

autodidaktisch nutzen kann.

Wie Sie beim Lernen vorgehen, bleibt Ihnen überlassen. CIROS®

Robotics bietet Ihnen mit der integrierten Bibliothek vordefinierter

Roboterarbeitszellen den Einstieg in die Robotertechnik auf

verschiedenen Schwierigkeitsstufen. Die Bibliothek vordefinierter

Roboterarbeitszellen umfasst zahlreiche Beispiele von

industrietypischen Roboterarbeitszellen mit einer entsprechenden

Funktionsbeschreibung und einer technischen Dokumentation der

Arbeitszelle. Zu jeder Zelle existiert eine Beispielanwendung mit

vollständigem Programm und zahlreichen Hinweisen zur Realisierung

dieser Anwendung. Bei der Installation können Sie entscheiden, ob die

Beispiellösungen installiert werden sollen. Selbstverständlich haben Sie

die Möglichkeit, zahlreiche andere Aufgabenstellungen zu einer der

vordefinierten Roboterzellen zu entwickeln und dann bearbeiten zu

lassen.

1. Einleitung

Page 6: CIROS Robotics Handbuch

1. Einleitung

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Die Bibliothek der Roboterarbeitszellen wurde zusätzlich wie folgt

strukturiert:

Einführungsmodelle

MPS Roboterstationen

iCIM Roboterstationen

Spezielle Roboteranwendungen

Produktionsanlagen

Sie erhalten in der Lernumgebung von CIROS® Robotics auf vielfältige

Weise Hilfe zur Bedienung von CIROS®. Die CIROS®-online-Hilfe basiert

auf dem Standard HTML-Hilfeformat von Windows. Zur Nutzung ist ein

Microsoft Internet Explorer ab Version 5.0 erforderlich. Das Hilfe-System

wurde mit Help&Manual erstellt und kann damit auch vom Anwender

erweitert werden. Daher ist jede Anwenderin und jeder Anwender

eingeladen, mit Tipps, Kritik und Anregungen zur weiteren

Verbesserung von CIROS® Robotics beizutragen. Auch für Fragen stehen

wir Ihnen selbstverständlich zur Verfügung. Schreiben Sie uns einfach

ein kurzes Email: [email protected]

Sollten Sie während der Installation oder beim Betrieb von CIROS®

Robotics Fragen haben, steht Ihnen unsere telefonische Hotline

jederzeit gerne zur Verfügung.

CIROS® ist ein industrielles 3D-Simulationssystem für die PC basierten

Betriebssysteme Windows 2000®/XP/VISTA®/Windows7®. CIROS®

erlaubt die Planung von robotergestützten Arbeitszellen, die

Überprüfung der Erreichbarkeit aller Positionen, die Entwicklung der

Roboter- und Steuerungsprogramme und die Optimierung des Layouts.

Alle Bewegungsabläufe und Handhabungsvorgänge lassen sich

simulieren, um Kollisionen auszuschließen und die Zykluszeiten zu

optimieren.

Mit den Modellierungserweiterungen für CIROS® können Arbeitszellen

aus Bibliothekskomponenten wie Maschinen, Robotern, Werkzeugen,

Fließbändern, Magazinen etc. zusammengestellt werden.

Ebenso ist die Konstruktion eigener Zellenkomponenten und der Import

von Modellteilen und Werkstücken aus anderen CAD-Systemen möglich.

1.1

Das 3D-Simulations-

system CIROS®

Page 7: CIROS Robotics Handbuch

1. Einleitung

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Die Bedienoberfläche wird in Kapitel 3 im Detail beschrieben.

Die Struktur der Bibliothek der Roboterarbeitszellen wird in

Kapitel 2.4 erläutert.

Zur Arbeit mit den Modellen wird zwischen Referenzmodell und

Benutzermodell unterschieden. Das Referenzmodell ist

schreibgeschützt und kann nicht modifiziert werden. Dies ermöglicht

es Ihnen, zu jedem Zeitpunkt die gewünschte Arbeitszelle immer im

Originalzustand zu öffnen und vorzustellen. Parallel dazu haben Sie

die Möglichkeit diese Arbeitszelle auch in einem beliebigen

Verzeichnis zu öffnen, zu bearbeiten und die Daten dort zu

speichern, siehe Kapitel 3.2 für weitere Details.

Alle Positionslisten und Programme können mit einem Texteditor

geöffnet, bearbeitet und gespeichert werden. Ebenso beinhaltet

CIROS® Robotics eine ausführliche Druckfunktion, um ganze

Projekte auszudrucken.

Für fast alle Roboterarbeitszellen finden Sie in der Dokumentation

einen neuen Abschnitt Koordinaten. In diesem Abschnitt sind die

Maßangaben von einzelnen Komponenten hinterlegt. Dies soll Sie

dabei unterstützen, zusätzliche Aufgabeninhalte zu erstellen, aber

auch auf einfache Weise das Layout der Zellen zu modifizieren.

Beachten Sie, dass Sie innerhalb von CIROS® Robotics nur temporär

Layoutveränderungen an der Zelle vornehmen können. Sie können

diese Veränderungen nicht speichern.

Hierzu bietet das Konzept der Automation Suite Ihnen völlig neue

Möglichkeiten. Mit der Automation Suite erhalten Sie alle virtuellen

Lernumgebungen und das neue Entwicklungswerkzeug CIROS®

Studio, das die Version CIROS® Professional ablöst. In CIROS®

Studio können Sie die vorliegenden Roboterarbeitszellen

bearbeiten, verändern und für Ihre Robotics Version zur Nutzung

freischalten. Insbesondere können Sie damit auch beliebig neue

Arbeitszellen der Bibliothek in Robotics hinzufügen.

Die Lizenzierung erfolgt ausschließlich über einen USB-

Lizenzstecker. Dieser Lizenzstecker kann online modifiziert werden.

1.2

Überblick

Page 8: CIROS Robotics Handbuch

1. Einleitung

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Minimale Konfiguration

PC mit Betriebssystem Windows 2000®/XP®/VISTA® /Windows7®;

Microsoft Internet Explorer ab Version 5.0

Pentium IV 1 GHz

Hauptspeicher 512 MB

Freier Festplattenspeier 5 GB

Grafikkarte Karte mit 3D-Beschleunigung und OpenGL

Unterstützung, 128 MB RAM

Monitor: 17" mit 1024 x 768 Pixel Auflösung

DVD-ROM Laufwerk

USB-Schnittstelle

Empfohlene Konfiguration

PC mit Betriebssystem Windows 2000®/XP®/VISTA®/ Windows7®;

Microsoft Internet Explorer ab Version 5.0

Intel Core Duo 2,2 GHz

Hauptspeicher 1 GB

Freier Festplattenspeier 10 GB

Grafikkarte Karte NVIDIA 7800GTX, 512 MB RAM

Monitor: 19" mit 1280 x 1024 Pixel Auflösung

DVD-ROM Laufwerk

USB-Schnittstelle

Ethernet Schnittstelle für Einsatz eines Lizenzservers

Internetzugang

Email-Client mit Email-Account auf dem Rechner, um online ein Upgrade

des Lizenzsteckers durchzuführen.

Mit CIROS® Robotics haben Sie eine DVD, eine Installationsanleitung,

dieses Handbuch und einen USB-Lizenzstecker erworben. Zur

Installation benötigen Sie keinen Lizenzstecker. Der Lizenzstecker ist

erst zum Start der Software notwendig. Alle weiteren Details finden Sie

in der Installationsanleitung

1.3

Systemvoraussetzungen

1.4

Installationshinweise

Page 9: CIROS Robotics Handbuch

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Dem Programm von CIROS® Robotics liegt ein Konzept der offenen

Lernumgebung zugrunde.

Offene Lernumgebung heißt:

Durch Konstruktivismus geprägter freier Lernansatz. Das heißt,

verschiedene Arbeitsmittel wie Grundlagenwissen, Lexikon,

Simulationen sind verfügbar, Diese Mittel können Sie, bezogen auf

Ihre Lernbedürfnisse, frei zusammenstellen und einsetzen.

Dieses offene Konzept haben wir auch in der Gestaltung des

Grundlagenwissens umgesetzt. Das zentrale Thema ist die Robotik,

daher nennen wir es den 'Robotics Assistant'. Es ist kein

CBT oder WBT, sondern es ist als interaktives, multimediales

Wissensinformationssystem ausgelegt. Der Inhalt ist in einzelnen

Informationseinheiten aufbereitet, das sind

Texte (Konzepte, Erklärungen, Vorschriften, Beispiele, ...)

Grafiken

Videos und Animationen, die alle miteinander durch sogenannte

Hyperlinks vernetzt sind.

Der Robotics Assistant stellt Ihnen verschiedene Möglichkeit bereit,

gezielt Informationen zu erhalten:

Suche über Eingabe von Begriffen oder Themen

Strukturbaum Navigator

Ausgewählte Themenliste

Zusätzlich können Sie sich jederzeit ausgewählte Informationen

ausdrucken lassen.

2. Konzept von CIROS® Robotics

2.1

Didaktisches Konzept

Page 10: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

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Warum haben wir dieses offene Konzept der Wissensvermittlung

gewählt?

Wir betrachten Wissens- bzw. Informationserwerb nicht als

Selbstzweck, sondern als Notwendigkeit, um Problemstellungen zu

lösen.

Im Mittelpunkt unseres Konzeptes steht die Projektaufgabe oder die

Problemstellung. Aus ihr resultiert die Notwendigkeit, neues Wissen

zu erwerben, um die gestellte Aufgabe zu lösen.

Wissen und Informationen mit modernen Methoden der

Softwaretechnologie zu erwerben ist eine der zentralen

Lernaufgaben unserer heutigen Technologiegesellschaft.

Ein weiteres didaktisches Konzept ist die Bereitstellung von virtuellen

Arbeitsumgebungen in Form von simulierten Roboterarbeitszellen. Sie

besitzen eine 3D-Darstellung, um die Gegenständlichkeit so real

wie möglich erscheinen zu lassen.

Die Experimentiermöglichkeit mit den Arbeitszellen stellt eine

effektive Nähe zum Lerngegenstand her. Wissen wird erprobt und

gefestigt.

Die realitätsnahe Erfahrung mit der Arbeitszelle bewirkt eine neue

Qualität des Wissens: aus theoretischem Wissen wird anwendungs-

und praxisorientiertes Können.

Die Arbeitszellen fördern auf verschiedenen Schwierigkeitsstufen

entdeckendes Lernen (funktioniert, funktioniert nicht, funktioniert

effizienter, ...)

Zur Vorbereitung der Inbetriebnahme einer Roboterarbeitszelle haben

Sie zunächst die Möglichkeit, die Struktur und das Bewegungsverhalten

verschiedener Robotersysteme ohne Arbeitsumgebung zu studieren

und zu verstehen, siehe Kapitel 4.

Page 11: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 11

Robotik ist eine faszinierende, aber zugleich auch sehr komplexe und

vielschichtige Technologie. Wir beschränken uns hier auf den Bereich

der industriellen Robotersysteme, d.h. das gesamte Thema

"mobile Robotik" wird hier nicht behandelt.

Wir richten uns an die berufliche Ausbildung

zum Mechatroniker/in

im Rahmen der verschiedenen Fachqualifizierungen im Metall- und

Elektrobereich

und Informationstechnik.

Ebenso richten wir uns an Fachhochschulen, technische Colleges und

Universitäten. Wir setzen voraus, dass Sie und auch die Lerner mit der

Windows-Umgebung auf einem PC vertraut sind.

Zum Einstieg in die Robotertechnik benötigen die Lernenden gewisse

Grundkenntnisse. Der Robotics Assistant stellt ein umfassendes

Grundlagenwissen zum Thema Industrieroboter bereit, siehe vorigen

Abschnitt 2.1. Mit dem Robotics Assistant kann der Lernende

sich gezielt selbstständig Grundlagenwissen aneignen,

sich auf Problemstellungen vorbereiten,

sich während der Problemlösungsphase ergänzende Informationen

holen und gegebenenfalls ausdrucken.

Ebenso bieten wir dem Lehrer die Möglichkeit, den Robotics Assistant

als multimediale Ergänzung zu der eigenen Unterrichtsgestaltung

einzusetzen. Somit hilft Ihnen CIROS® Robotics schon in der

Einstiegsphase

sehr flexibel die Grundlagen für das weitere Vorgehen zu gestalten. Wir

empfehlen, mindestens folgende Themenbereiche aus dem Robotics

Assistant für einen Einstiegskurs zu berücksichtigen:

Definition von Robotern mit den Kenngrößen

Aufbau von Robotern mit Unterkapiteln zur Hardware, Robotertypen,

Arbeitsschutz

Roboterprogrammiersprachen

2.2

Sichtweise und Lernziele

Zielgruppen und

Voraussetzungen

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2. Konzept von CIROS® Robotics

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Gelesenes oder Gehörtes kann dann der Lerner in der Arbeit mit den

zahlreichen virtuellen Roboterzellen praxisnah erproben, analysieren

und umsetzen. Wir sind uns bewusst, dass eine virtuelle Zelle nicht alle

Facetten der Technologie vermitteln kann. Probleme der

Antriebstechnik, der Genauigkeit und der Dynamik werden in der

vorliegenden Simulation nicht berücksichtigt. Daher bieten wir zu

einigen Zellen auch die entsprechenden Hardwareumgebungen an:

BP70

MPS® RobotStation

MPS® RobotAssembly Station

MPS® PunchingStation

Roboterstation mit einer Dreh- und Fräsmaschine und dem Mitsubishi

Roboter RV-2AJ auf einer Linearachse

microFMS Modell MTLR 10

Montage eines Schreibsets mit Bildverarbeitung mit verschiedenen

Typen von Mitsubishi Robotern

iCIM Station Assembly RV-1A

iCIM Station Assembly RV-3SB

iCIM Station Assembly RH5AH55

Roboterstation mit Drehmaschine

iCIM Station Turn55

Roboterstation mit Fräsmaschine

iCIM Station Mill55

FMS Anlagensystem

iCIM Station Mill and Turn RV-3SB

Mit diesen Zellen können Sie sich dann wie folgt eine ideale

Lernumgebung gestalten:

Mindestens eine reale Roboterarbeitszelle

Ein Arbeitsplatz (Lehrerplatz) mit einer CIROS® Automation Suite

Jeder Lerner hat eine CIROS® Robotics Lizenz

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2. Konzept von CIROS® Robotics

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Dann hat jeder Lerner die Möglichkeit, sein Programm in die

Robotersteuerung der realen Zelle zu laden und an der realen Anlage

eine Inbetriebnahme und Bedienung seiner in der Simulation

ausgetesteten Problemlösung durchzuführen.

Die virtuellen Arbeitszellen bilden das Experimentierumfeld für den

Lerner, um Grundlagenwissen erfahrbar und begreifbar zu machen.

Gleichzeitig bilden Sie den Ausgangspunkt, um neue Frage- und

Problemstellungen zu untersuchen, d.h. vorhandenes Wissen zu

erweitern.

Über einen Explorer, siehe folgendes Bild, haben Sie direkten Zugriff auf

alle virtuellen Arbeitszellen. Durch Auswahl einer Arbeitszelle im

Explorerbaum öffnet sich die Dokumentation zu dieser Arbeitszelle.

Bild 2.1.: Dokumentation zu den Modellzellen

2.3

Lernen mit virtuellen

Arbeitszellen

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2. Konzept von CIROS® Robotics

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Durch Mausklick können Sie eine Videoaufzeichnung eines

beispielhaften Simulationsablaufes dieser Arbeitszelle starten. Hiermit

erhält der Lerner eine visuelle Unterstützung zur Funktionsbeschreibung

der Arbeitszelle. Folgende zusätzliche Informationen können Sie sich

anzeigen lassen:

Lerninhalte

Wir haben hier exemplarisch die typischen Lerninhalte

zusammengestellt, die man mit dieser Arbeitszelle vermitteln kann.

Es ist natürlich je nach Aufgabenstellung möglich, auch weitere

Lerninhalte mit der gewählten Roboterzelle zu erarbeiten.

Aufgabe der Arbeitszelle

Dieser Abschnitt liefert eine Funktionsbeschreibung der Zelle, die

eine Basis für zahlreiche eigene Aufgabenstellungen liefern soll.

Komponenten der Arbeitszelle

Dieser Abschnitt beinhaltet eine kurze technische Dokumentation

der wesentlichen Komponenten in dieser Arbeitszelle.

Koordinaten

In diesem neuen Abschnitt sind die Lagekoordinaten der

Komponenten in dieser Zelle eingetragen, siehe folgendes Bild. Sie

haben somit eine einfache Möglichkeit durch Veränderung dieser

Koordinaten neue Aufgabenstellung zu gestalten.

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Bild 2.2.: Lagekoordinaten der Modellkomponenten

E/A-Verknüpfungen der Arbeitszelle

Hier finden Sie eine kommentierte Belegungsliste der Ein- und

Ausgänge der Robotersteuerung und gegebenenfalls einer SPS-

Steuerung.

Programmierung

Es wird die Struktur des Beispielprogramms erläutert, und es

werden Hinweise und hilfreiche Hyperlinks zur Programmerstellung

gegeben.

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2. Konzept von CIROS® Robotics

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Neben den bereitgestellten Hyperlinks können Sie sich natürlich

unabhängig davon jederzeit mit Hilfe des Assistant-Explorers oder der

Registerkarten Index/Suchen gezielt Begriffe oder theoretische

Grundlagen im Robotics Assistant erläutern lassen, die Ihnen für Ihre

weitere Bearbeitung der Problemstellung notwendig erscheinen.

Mit welcher Zelle sollten Sie beginnen? Falls noch keine Vorkenntnisse

vorliegen, dann empfehlen wir die beiden Modelle 'FirstSteps' und

'NextSteps'. In der Arbeitszelle können einfache quaderförmige

Werkstücke von einem Tisch aufgenommen, zu einer Ablage

transportiert und schließlich auf einer zweiten Ablage positioniert

werden. In der Arbeitszelle 'NextSteps' befindet zwischen den beiden

Ablagen eine Glasplatte, so dass in die Pick-And-Place Bewegung eine

Ausweichposition zur Kollisionsvermeidung eingefügt werden muss. Sie

können die Zellen entweder mit dem Mitsubishi Roboter RV-2AJ oder mit

dem Vorgängermodell RV-M1 auswählen. Den RV-2AJ können Sie mit

der modernen Roboterprogrammiersprache Melfa Basic IV

programmieren, dagegen können Sie für das ältere Modell RV-M1 nur

die einfache Kommandosprache 'Movemaster Command' (MRL)

einsetzen. Wir empfehlen das Modell mit dem RV-M1 nur, wenn Ihre

Hardwareumgebung aus RV-M1 Robotern besteht.

Falls Sie einen Kuka-, ABB- oder Fanuc-Roboter in Ihrer Laborumgebung

einsetzen, dann bieten wir Ihnen als alternative Einstiegszelle die

Modelle 'Pick-And-Place ABB', 'Pick-And-Place FANUC' und 'Pick-And-

Place KUKA' an.

Bevor Sie ein Roboterprogramm erstellen, müssen Sie zunächst lernen,

den Roboter zu bewegen und den Greifer zu bedienen. Der Roboter

kann in verschiedenen Koordinatensystemen bewegt werden:

Achskoordinaten

Weltkoordinaten

Werkzeugkoordinaten

Einstiegszelle

Page 17: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 17

Die verschiedenen Koordinatensysteme können im Arbeitsfenster

visualisiert werden, siehe Kapitel 3.4. Roboter können mit einem

sogenannten Teach-Panel bewegt werden. In der Simulation ist ein

universelles Bedienungsgerät durch das Teach-In Fenster, siehe 3.4,

nachgebildet, mit dem Sie auch den Robotergreifer öffnen und

schließen können. Versuchen Sie z.B. nur durch Veränderung der

Achskoordinaten den Roboter so zu bewegen, dass er mit seinem

Greifer ein Werkstück sicher greifen kann.

Hierbei tritt für Sie ein zusätzliches Problem auf: die räumliche

Navigation in der Arbeitszelle. Je nach Verschiebung des Blickpunktes

von oben, von der linken oder rechten Seite

von vorne oder von hinten

von nah oder fern

verändert sich die Darstellung der Zelle. Beachten Sie, dass Sie zur

einwandfreien räumlichen Orientierung mindestens zwei verschiedene

Ansichten benötigen. In CIROS® Robotics ist die Anzahl der

Ansichtsfenster nur durch die Leistungsfähigkeit Ihres Rechners

beschränkt.

Sie werden sehen wie vorteilhaft es ist, zum Greifen eines Werkstücks

auch Bewegungen in den anderen Koordinatensystemen zu nutzen.

Andererseits entsteht jede Roboterbewegung durch eine entsprechend

koordinierte Bewegung der einzelnen Achsen. Diese können Sie sich

aktuell in Statusfenstern anzeigen lassen, vgl. 3.4, um z.B. zu verfolgen,

wie und welche Achsen bewegt werden müssen, damit der Greifer

entlang der x-Achse im Weltkoordinatensystem verfährt. Für die

Greifoperation müssen Sie schließlich die Orientierung des Greifers

geeignet wählen. Überlegen Sie sich, ob es hierbei mit einem 5-Achsen

Knickarmroboter Einschränkungen gibt?

Räumliche Navigation

Roboterbewegungen

Page 18: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

18 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 18

Sie haben den Roboter schließlich an die Position bewegt, so dass er

mit dem Greifer ein Werkstück greifen kann. Dann speichern Sie diesen

Punkt in einer Positionsliste ab. Die Positionsliste enthält alle Punkte,

die der Roboter in einem Programm gezielt anfahren soll oder die er für

Bahnbewegungen als wichtige Hilfspunkte (Mittelpunkt,

Abzweigungspunkt, ...) benötigt.

Warum ist eine Positionsliste so wichtig?

Sie könnten argumentieren: Wenn die Zelle bekannt ist, dann kann doch

jeder Punkt berechnet werden. Also warum sollen bestimmte Punkte

zuvor vom Roboter angefahren werden? Die Antwort ist relativ einfach

zu geben: Industrieroboter besitzen in der Regel eine sehr gute

Wiederholgenauigkeit, aber für die meisten Anwendungen eine viel zu

geringe absolute Positioniergenauigkeit. Weitere Details hierzu finden

Sie im Robotics Assistant.

Eine zentrale Aufgabe bei der Inbetriebnahme einer Roboterapplikation

ist die Prüfung der Positionsliste, d.h. die in der Simulation erstellten

Positionen werden in der realen Anlage geprüft und gegebenenfalls

angepasst. Daher ist von größter Wichtigkeit, dass der Lerner mit dem

Teachvorgang schon in der Simulation gut vertraut ist.

Jede Arbeitszelle hat eine Positionsliste, die Sie nutzen können, um den

Aufwand zum Teachen aller Positionen zu reduzieren.

Wie beim Teachen, so gibt es auch bei der Programmierung von

Roboterbewegungen zwei grundsätzlich unterschiedliche

Bewegungsanweisungen:

Den Roboter von einem Anfangs- zu einem Endpunkt verfahren. Dies

ist eine Point-to-Point Bewegung (kurz: PTP). Der konkrete

Bahnverlauf des Endpunktes vom Roboter ist nicht bestimmt, da alle

Achsen unabhängig sich zu ihrer Endstellung bewegen.

Den Roboter so bewegen, dass sich der Endpunkt auf einer

vordefinierten Bahn (z.B. einer Geraden) bewegt.

Positionsliste

Das erste Roboter-

programm

Page 19: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 19

Das blaue Werkstück in dem Modell 'FirstSteps' soll zunächst in die

mittlere Einheit der ersten Palette abgelegt und dann nach einer

Wartezeit von 2 Sekunden in die unterste Position der zweiten Palette

einsortiert werden.

Zur Programmierung werden Sie nun zunächst einen Ablaufplan

erstellen, z.B.:

Ablaufplan

1 Greifer des Roboters ist geöffnet

2 Roboter bewegt den Greifer mit einer PTP-Bewegung zur Greifposition (blaues Werkstück).

3 Der Greifer wird geschlossen.

4 Roboter bewegt den Greifer mit einer PTP-Bewegung zur Zwischenablageposition auf der ersten

Palette

5 Greifer wird geöffnet.

6 Roboter fährt linear zu einer Position oberhalb der Zwischenablage zurück.

7 Sekunden Wartezeit.

8 Roboter bewegt den Greifer auf einer linearen Bahn zur Zwischenablageposition.

9 Greifer wird geschlossen.

10 Roboter bewegt den Greifer mit einer PTP-Bewegung in eine Position oberhalb der Ablageposition

(aus Sicherheitsgründen) von der zweiten Palette.

11 Roboter bewegt den Greifer auf einer linearen Bahn zur Ablageposition.

12 Greifer öffnen

13 Roboter fährt mit einer PTP-Bewegung zur Ausgangsposition zurück.

14 Ende

Beispielaufgabe

Page 20: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

20 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 20

Dieser Text wird natürlich von der Robotersteuerung nicht verstanden,

sondern muss z.B. in der Programmiersprache Melfa Basic IV Schritt für

Schritt umgesetzt werden:

10 HOPEN 1

20 MOV P1, -30 'P1 = Greifposition'

usw ...

Der Ablaufplan sollte so verfeinert werden, dass jeder Schritt durch eine

Anweisung oder durch ein Unterprogramm umgesetzt werden kann.

Gleichzeitig haben Sie damit eine hervorragende Dokumentation Ihres

Programms. Details zu den Mitsubishi Programmiersprachen finden Sie

in der CIROS® Hilfe im Kapitel 'Programmierung'.

Sie haben das Programm erstellt, dann müssen Sie es in die

Robotersteuerung laden. Dieser Vorgang wird in CIROS® Robotics

nachgebildet, denn die Simulation beinhaltet eine eigene vollwertige

Robotersteuerung. Der Ladevorgang besteht aus zwei Schritten:

Kompilieren des Programms, d.h. die Syntax der

Programmiersprache wird geprüft und in den universellen

Maschinencode IRDATA übersetzt.

Der Maschinencode wird in die Robotersteuerung geladen, d.h. der

Code wird mit der Steuerung 'gelinkt' (verbunden).

Falls Fehler auftreten, dann werden diese angezeigt. Sie lernen später in

Kapitel 4.2 die Details zu diesem Prozess.

Sie haben das Programm fehlerfrei in die Robotersteuerung geladen.

Starten Sie das Programm und verfolgen Sie den Ablauf in der

3DDarstellung. Sie können den

Automatikmodus

oder

den Einzelschrittbetrieb

wählen und können prüfen, ob der Ablauf von der Logik und

Funktionalität korrekt durchgeführt wird.

Download in die

Robotersteuerung

Simulation

Page 21: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 21

Ist der Ablauf fehlerfrei, sollten Sie prüfen, ob es keine unerwünschten

Kollisionen gibt. Zur Illustration haben wir das weitere Modell

'NextSteps' bereitgestellt. Die Änderung besteht darin, dass zwischen

den beiden Paletten eine Glasplatte eingefügt ist. Aktivieren Sie die

Kollisionserkennung, siehe Kapitel 5.2, und starten Sie das obige

Programm. Falls eine Kollision auftritt, so müssen Sie die

Bewegungsbahn des Roboters geeignet abändern. Untersuchen Sie, ob

weitere Kollisionen in dem Ablauf auftreten können. Warum fahren wir

z.B. in dem zuvor dargestellten Beispielsablauf aus Sicherheitsgründen

einen Punkt oberhalb der Ablageposition an? Prüfen Sie diesbezüglich

die anderen Anfahr- und Greifpositionen.

Jede Arbeitszelle ermöglicht verschiedene Problemstellungen. Mit dem

Modellexplorer, siehe Kapitel 6.3, können Sie sehr einfach das Layout

einer Zelle verändern, z.B. können Sie die Paletten oder die Werkstücke

in dem Modell 'FirstSteps' verschieben. Sind dann die Aufgaben noch

lösbar?

Beachten Sie aber, dass diese Layoutänderungen nur temporär

verfügbar sind, also nicht gespeichert werden können. Dies können Sie

sehr einfach mit der Automation Suite lösen. Hier haben Sie die

Möglichkeit ihre Zelle mit CIROS® Studio zu öffnen und dann nach Ihren

Anforderungen zu verändern oder gänzlich umzugestalten. In CIROS®

Studio können Sie dann diese neue Zelle nicht nur speichern, sondern

insbesondere zur Nutzung in CIROS® Robotics freischalten.

Kollisionserkennung

Flexibilität der Aufgaben-

gestaltung

Page 22: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

22 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 22

Robotersysteme von verschiedenen Herstellern haben unterschiedliche

Programmiersprachen, obwohl es eine normierte universelle

Roboterprogrammiersprache IRL (Industrial Robot Language) gibt. Wir

haben in CIROS® Robotics folgende didaktische Lösung gewählt:

Für alle Roboterzellen mit Mitsubishi Robotern bieten wir die

Programmierhochsprache Melfa Basic IV oder die einfache

Kommandosprache MRL an.

Falls die Zelle keine Mitsubishi Roboter enthält, dann bieten wir die

normierte Sprache IRL an. Beachten Sie, dass Sie auch in diesen

Zellen die Roboter mit Melfa Basic IV programmieren können, aber

nicht alle Eigenschaften der Sprache werden dann automatisch

unterstützt.

Bedenken Sie bei Ihrer Vorgehensweise, dass IRL eine deutlich

komplexere Programmiersprache als Melfa Basic IV ist. Details zu IRL

finden Sie im Abschnitt 'Programmierung' der CIROS® Hilfe.

Ein Roboter wird nur dann sehr flexibel einsetzbar, wenn er mit seiner

Arbeitsumgebung kommunizieren kann. Hierzu dient die Auswertung

von Sensorsignalen. Wir bieten hierzu zahlreiche Zellen. Für den

Einstieg empfehlen wir hier die Modelle BP 70 oder insbesondere die

MPS® Zelle RobotStation. In dieser Zelle wird u.a. auf elementare Weise

die Lage von Objekten durch den Roboter erkannt und bei der weiteren

Bearbeitung ausgewertet. In der Zelle BP70 können Sie eine

Simulationsbox mit 8 Ein- und Ausgängen nutzen, die mit der

Robotersteuerung verbunden ist.

Programmiersprache IRL

Sensorik

Page 23: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 23

Die Reihenfolge der Arbeitszellen ist so gestaltet, dass zur Bearbeitung

einer Arbeitszelle in der Regel die Kenntnisse sehr hilfreich sind, die Sie

bei der Erarbeitung von Lösungen zu Arbeitszellen gewonnen haben, die

entsprechend der Reihenfolge vorher aufgelistet sind. Allerdings ist

natürlich bei entsprechender Vorbereitung jederzeit ein Quereinstieg

möglich. Bevor Sie sich mit einer Arbeitszelle beschäftigen, sollten Sie

sich in jedem Fall zunächst die Videoanimation und die Hinweise zur

Programmierung, zur E/A-Verknüpfung und zur Komponenten-

beschreibung sorgfältig ansehen.

Aus Gründen der besseren Übersicht sind die Arbeitszellen in

Klassenbibliotheken eingeordnet worden:

Einführungsmodelle

MPS Roboterstationen

iCIM Roboterstationen

Spezielle Roboteranwendungen

Produktionsanlagen

microFMS

Einführungsmodelle

Diese Roboterzellen wurden schon in 2.3 ausführlich beschrieben. Sie

sind mit den beiden Robotermodellen RV-2AJ und RV-M1 verfügbar. Die

Beispielprogramme sind beim RV-2AJ in Melfa Basic IV und für den

RVM1 in MRL erstellt.

Die Zelle PickandPlaceABB.mod beinhaltet eine sehr einfache

Handhabungsaufgabe mit einem ABB Roboter vom Typ 2400-16, die

eine Grundlage für jede weitere Aufgabe bildet. Durch Verschieben des

Roboters und des Bibliothekselementes PickandPlace können schon

hier einfache Untersuchungen bzgl. des Arbeitsraumes durchgeführt

werden. Mittels CIROS® Studio können Sie diese Zelle auch für die

Robotertypen Fanuc S700 und Kuka KR125 oder einen beliebigen

anderen Roboter aus der Roboterbibliothek für die Anwendung in

CIROS® Robotics verfügbar machen.

2.4

Die Arbeitszellen

FirstSteps/NextSteps

PickandPlaceABB

Page 24: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

24 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 24

n dieser Zelle wird eine ähnliche Handhabungsaufgabe mit einem

pneumatischen Zwei-Achsen Linearsystem mit Greifer der Firma Festo

realisiert. Dieses Modell ist auch mit Sensoren verfügbar, die die

Handhabungsobjekte detektieren. Das Programmbeispiel ist in IRL

erstellt.

In dieser Arbeitszelle ist das Bestücken einer Palette mit 8 Würfeln

realisiert. Der Roboter (RV-2AJ) entnimmt nacheinander jeweils einen

Würfel aus einem Magazin. Hierbei setzt er ein Signal zum

Nachrutschen des nächsten Würfels. Den Würfel legt er auf einer Palette

ab. Von der 4 x 5 Felder großen Palette benutzt der RV-2AJ nur die

ersten 2 x 4 Felder. Anschließend nimmt der Roboter die palettierten

Würfel wieder von der Palette und legt sie zurück in das Magazin. Dabei

setzt er erneut ein Signal zum Nachrutschen des abgelegten Würfels.

Der Roboter kommuniziert mit dem Magazin über Ein- und Ausgänge.

In diese Zelle wird ebenfalls ein Mitsubishi Roboter vom Typ RV-2AJ

eingesetzt. Zusätzlich sind zwei Werkstückhalter, ein Werkzeughalter

mit Werkzeug, eine Palette mit Werkstücken und eine Simulationsbox

mit 8 Ein- und Ausgängen enthalten. Mit der Zelle sind somit zahlreiche

verschiedene Aufgabenstellungen durchführbar:

Handhabungsaufgabe

Bearbeitungsaufgabe

Palettierungsaufgabe

Der Aufgabenteil in unserem Arbeitsbuch 'Grundlagen der

Robotertechnik' enthält hierzu konkrete Vorschläge. Diese Zelle war die

erste Roboterzelle, die Festo im Rahmen der MPS® Produktlinie

angeboten hat.

PickandPlaceFESTO

PalletAssembly

BP70

Page 25: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 25

MPS Roboterstationen

Diese Zelle ist eine Simulation der neuen MPS® Station 'Roboter' mit

dem RV-2AJ als Roboter. Die Geometriedaten entstanden als CAD-

Import der Konstruktionsdaten. Die Aufgabe der Station besteht darin

nach Signalmeldung Werkstücke aus der Aufnahme einer Rutsche zu

entnehmen

die Materialbeschaffenheit eines Werkstückes mit Hilfe eines

Sensors im Greifer des Roboters festzustellen

die Lage von Werkstücken zu erkennen und dann mit der korrekten

Orientierung an einer möglichen Montageposition abzulegen. Die

Werkstücke sind mit Bohrungen versehen, so dass mittels der

Kollisionserkennung nachgeprüft werden kann, ob der Justierstift für

die Montage genau in eine der Bohrungen hineinpasst.

Werkstücke entsprechend ihrer Materialbeschaffenheit in Magazine

einzusortieren

Diese Zelle ist die MPS® Standardzelle zur Robotertechnik. Das

Beispielprogramm ist in Melfa Basic IV erstellt.

Diese Zelle ist eine Simulation einer Kombination aus den MPS®

Stationen 'Roboter' und 'Montieren'.

Die Station ‚'Montieren' wird entweder von einer simulierten S7-SPS

oder ebenfalls von der Robotersteuerung gesteuert. Für beide Varianten

ist ein ausführlich dokumentiertes Beispielprogramm vorhanden. Die

Programme sind identisch mit den entsprechenden Programmen für die

reale Roboterzelle. Die Aufgabe besteht darin, Modellzylinder aus

folgenden Komponenten zu montieren:

Grundkörper (Zylindergehäuse)

Zylinderkolben

Feder (Kolben-Rückstellfeder)

Zylinderdeckel

Durch den Einsatz unterschiedlicher Grundkörper (rot, schwarz, silbern)

ist die Montage verschiedener Zylinder mit verschiedenen

Kolbendurchmesser (gekennzeichnet durch: schwarz und silbern)

möglich.

MPS RobotStation

MPS

RobotAssemblyStation

Page 26: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

26 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 26

Diese Zelle ist eine virtuelle Darstellung einer Kombination von den drei

MPS® Stationen ‚'Roboter', 'Montieren' und 'Hydraulikstanze'. Die

Station 'Montieren' wird wie zuvor von einer simulierten S7-SPS oder

von der Robotersteuerung gesteuert. Die Hydraulikstanze wird von

einer simulierten S7-SPS gesteuert. In dieser Stationskombination stellt

die Hydraulikstanze zusätzlich die Zylinderdeckel bereit. Über ein

Deckelmagazin werden der Stanze unbearbeitete Deckel zugeführt. In

der Stanze wird das Loch für die Kolbenstange in den Zylinderdeckel

gestanzt und in einer Ablage bereitgestellt.

iCIM Roboterstationen

In der Station Robotermontage wird mit dem 6-achsigen Mitsubishi

Roboter RV-1A die Montage eines Tischsets durchgeführt. Zuerst wird

eine Grundplatte auf die Montageposition platziert, dann wird das erste

Instrument in die Grundplatte eingesetzt. Das Kamerasystem überprüft

die Ausrichtung vom Instrument - der Roboter dreht das Instrument in

die richtige Lage. Nachdem das erste Instrument mit der Grundplatte

zusammengebaut und ausgerichtet ist, wird das zweite Instrument in

der gleichen Weise zusammengebaut und ausgerichtet. Die Instrumente

kommen von den Magazinen. Ein Stifthalter wird mit der Grundplatte

zusammengebaut. Der Stifthalter kommt von einer Palette. Zuletzt wird

ein Kugelschreiber in den Stifthalter eingesetzt, der Kugelschreiber

kommt aus dem Stationsmagazin. Das montierte Tischset wird zu seiner

Übergabeposition zurückgebracht.

In dieser Arbeitszelle wird die gleiche Aufgabe wie zuvor mit dem

Mitsubihi Roboter RV-3SB durchgeführt.

In dieser Arbeitszelle wird die gleiche Aufgabe wie zuvor mit dem

Mitsubihi Scara Roboter RH-5AH55 durchgeführt.

MPS

RobotPunchingStation

Station Assembly RV-1A

Station Assembly RV-3SB

Station Assembly

RH5AH55

Page 27: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 27

Die FCM 56 Station besteht aus zwei Funktionseinheiten (CNC

Zuführstation mit Mitsubishi Roboter des Typs RV-1A und Fräsmaschine

EMCO MILL 55). Die erste Funktionseinheit ist die Station für das

Zuführen der zu bearbeitende Werkstücke in die Fräsmaschine. Die

zweite Funktionseinheit ist die CNC Fräsmaschine.

Die Werkstückhandhabung wird durch einen Mitsubishi RV-1A

Roboter ausgeführt.

Das Rohmaterial wird auf Paletten mit jeweils einer Grundplatte

oder einem Stifthalter angeliefert.

Nach der Bearbeitung werden die Teile wieder auf ihre Paletten

zurückgestellt.

Drei Palettenpufferplätze stehen zur Verfügung. Grundplatten und

Stifthalter können mit dieser CNC Maschine produziert werden.

Die FCT 56 Station besteht aus zwei Funktionseinheiten. Die erste

Funktionseinheit ist die CNC Zuführstation mit einem Mitsubishi

Roboter des Typs RV-1A, die zweite Funktionseinheit ist die CNC

Drehmaschine PC Turn 55. Die Werkstückhandhabung wird durch einen

Mitsubishi RV-1A Roboter durchgeführt.

Die Rohteile für die Stifthalter werden auf Paletten der Station zur

Verfügung gestellt. Nach der Verarbeitung werden die Teile auf ihre

Ursprungsposition gesetzt. Für die Paletten sind drei Puffer vorhanden.

Mit dieser CNC Maschine werden Stifthalter hergestellt.

Die CNC Station besteht aus drei Funktionseinheiten

(CNC Beladeroboter, CONCEPT MILL 155, CONCEPT TURN 155).

Die erste Funktionseinheit ist der Beladeroboter der

Bearbeitungsmaschinen, die zweite ist die CNC Fräsmaschine und die

dritte Funktionseinheit ist die CNC Drehmaschine.

Die Werkstückhandhabung wird durch einen Mitsubishi RV-3SB Roboter

durchgeführt. Der Roboter ist auf einer Linearachse montiert, da der

Arbeitsweg zwischen der CNC Drehmaschine und der CNC Fräsmaschine

den Betriebsbereich des Roboters übersteigt. Alle erforderten

Positionen können ohne Probleme, mittels dieser Linearachse, erreicht

werden.

Station Mill55

Station Turn55

Station Mill and Turn

RV-3SB

Page 28: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

28 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 28

Die Grundplatten- und Stifthalter-Rohlinge, die in den Stations-

magazinen bereitgestellt werden, werden bearbeitet. Nach der Be-

arbeitung, werden die Teile auf ihre Ausgangsposition gesetzt. Vier

Pufferplätze sind auf der Station für die Aufnahme der Paletten

montiert.

Die Fräsmaschine kann die Grundplatte und den Stifthalter bearbeiten.

Die Drehmaschine bearbeitet den Stifthalter in zwei unterschiedlichen

Materialien, Messing und Aluminium und in unterschiedlichen Aus-

führungen.

Spezielle Roboteranwendungen

In dieser Arbeitszelle wird die Arbeit eines Laborroboters mit mehreren

Werkzeugen realisiert.

Der Roboter (RV-E2) ist mit einem Greiferwechselsystem ausgestattet,

das es ermöglicht, verschiedene Werkzeuge zu benutzen. Er pipettiert

nacheinander ein Reagenzglas, eine erste Lösung und dann eine zweite

Lösung. Hierbei benutzt er das Werkzeug Pipette. Dann wird das

Werkzeug Greifer benutzt, um dem Magnetmixer ein Glas zuzuführen,

während gleichzeitig die Pipette gereinigt wird. Nach dem Mixvorgang

benutzt der Roboter das Messwerkzeug, um den PH-Wert der

Flüssigkeit zu bestimmen.

Der Roboter benutzt bei der Verwendung der unterschiedlichen

Werkzeuge verknüpfte Ein- und Ausgänge.

In dieser Arbeitszelle wird die Arbeit eines Palettierroboters beim

Beladen einer Palette realisiert.

Der Roboter ist mit einem Vakuumgreifer (Objektname VacuumGripper)

ausgestattet. Dieser wird benutzt, um auf dem Fließband bereitgestellte

Pakete entgegenzunehmen und auf die Palette zu sortieren.

Die Bereitstellung der Pakete übernimmt ein Replikator (Objektname

Replicator), der nacheinander neue Pakete auf das Fließband befördert.

Diese Pakete werden durch den Palettierroboter auf der Palette an

unterschiedlichen Positionen entsprechend abgesetzt, um diese

gleichmäßig zu beladen. Der Roboter benutzt bei der Verwendung des

Vakuumgreifers und bei der Anforderung von neuen Paketen durch den

Replikator verknüpfte Ein- und Ausgänge.

Modell LabAutomation

Modell Packaging

Page 29: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 29

In der Zelle Disassembly.mod sollen die Schrauben eines Autorades mit

einem Reis-Roboter vom Typ RV-16 entfernt werden. Mittels induktiver

Sensoren wird geprüft, ob der Roboter die richtige Nuss für die

Schraubvorrichtung benutzt. Die Programmierung soll in IRL durch-

geführt werden. Es müssen Kenntnisse in der prozeduralen und

modularen Programmierung erarbeitet werden. In der Kommunikation

müssen in dieser Zelle auch Sensorabfragen eingebunden werden.

In der Zelle Disktest.mod sollen Datenträgerscheiben von Festplatten an

vier verschiedenen Stationen geprüft werden. Diese Teststationen

führen eine Oberflächenkontrolle der Metallbeschichtung der Scheiben

durch. Eine Erweiterung der Anforderungen zur vorigen Aufgaben-

stellung besteht darin, dass kartesische Positionen der Metallscheiben

zu berechnen sind und dass im Rahmen der Programmierung eine

geeignete Organisation der anfallenden Zellendaten in Datenstrukturen

erfolgen muss.

Diese Arbeitszelle simuliert eine Schweißstation Der Schweißroboter ist

ein Kawasaki Roboter vom Typ FS03N. Das Greifersystem besteht aus

einem pneumatischen 3-Finger Greifer und einem Schweißbrenner, der

über eine Kollisionsabschaltdose aus Sicherheitsgründen mit dem

Roboterflansch verbunden ist. Die Aufgabe ist es, drei metallische

Rohlingskomponenten zu einem Zylindergehäuse zu verschweißen. Dies

kann über Punkt- oder Bahnschweißen erfolgen. Das Beispielprogramm

ist in IRL erstellt und führt einen Punktschweißvorgang durch. Eine

Verblitzungsschutzverglasung ist aus Sicherheitsgründen beim

Schweißvorgang herunterzufahren. Der Schweißbrenner sollte nach

dem Schweißen gereinigt werden.

Produktionsanlagen

In dieser Arbeitszelle ist die Pressenverkettung mit 2 Industrierobotern

des Typs KUKA KR 125 und einer SIMATIC-SPS (S7) realisiert.

Der rechte Roboter (Typ KR125), gekennzeichnet durch die blaue

Bodenplatte und den blauen Greifer, nimmt die Tür aus der Halterung

und legt sie in die Presse. Hierbei setzt er ein Signal zum Öffnen der

Modell Disassembly

Modell Disk Test

Modell RobWeld

Modell PressAutomation-

S7

Page 30: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

30 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 30

Presse und wartet, bis diese geöffnet ist. Dann legt er die Tür ein und

startet den Pressvorgang.

Der linke Roboter (Typ KR125), gekennzeichnet durch die gelbe

Bodenplatte und den gelben Greifer, wartet, bis der Pressvorgang

abgeschlossen ist. Dann entnimmt er die Tür und legt sie auf den dafür

vorgesehenen Ablagetisch.

Die SPS-gesteuerte Presse kommuniziert mit den beiden Robotern

überverknüpfte digitale Ein- und Ausgänge.

Mit einem Mausklick auf den Würfel (Objekt: SwitchNewDoor) in der

Mitte der Arbeitszelle kann eine neue Tür in die Halterung des blauen

Roboters eingelegt und eine gepresste Tür vom Ablagetisch des gelben

Roboters entfernt werden.

Die Zelle PCBMounting.mod stellt sehr hohe Anforderungen und eignet

sich für eine Projektarbeit. Die Arbeitszelle simuliert eine Fertigungslinie

zur Platinenbestückung, die aus 6 Arbeitstationen besteht:

Station zur Bestückung der Platine mit IC's

Station zum Verlöten der IC's

Station mit drei Robotern, die eine Positionierung der

Platinenhalterung durchführen

Station zur Montage der Platine in die Halterung

Station zum Verschrauben der Platine in der Halterung

Es sind die einzelnen Roboterprogramme zu erstellen. Anschließend gilt

es, eine übergeordnete Zellensteuerung zur Koordination der Einzel-

aktionen zu entwickeln.

Die Zelle PlantSimulation.mod simuliert eine ganze Fertigungsanlage,

die aus mehreren Fertigungszellen besteht:

Die Arbeitszelle AGV enthält ein Fahrerloses Transportsystem (FTS),

das die einzelnen Fertigungszellen der Gesamtanlage miteinander

verbindet. Das FTS soll Kommissionsaufträge erhalten, die es dann

autonom ausführt. Die Zelle besteht aus dem FTS, einem Roboter

und verschiedenen Werkstückträgerablagen mit Sensoren.

Modell PCBMounting

Modell PlantSimulation

Page 31: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 31

Die Arbeitszelle Workshop besteht aus zwei Mitsubishi-Robotern,

wobei einer auf einer linearen Zusatzachse montiert ist. Die Roboter

sollen auftragsbezogen einfache Handhabungsaufgaben

durchführen.

Die Arbeitszelle Storage steuert die automatisierte Lagerhalterung.

Die Station ist über ein Fließband mit dem FTS verbunden.

Die Arbeitszelle Produktion besteht aus einem Roboter, einer

Spritzgussmaschine, einer Presse, einem Laserbeschrifter und

einem Fließband zur Anbindung des FTS. In dieser Zelle soll die

Produktion eines Ventilatorfußes durchgeführt werden.

In der Arbeitszelle Paintshop soll der Ventilatorfuß lackiert werden.

Die Zelle besteht aus einem Roboter, einem Drehtisch, einer

Greiferwechseleinrichtung für Greifer mit Lackierpistolen für

verschiedene Farben und einem Fließband zur Anbindung des FTS.

In der Arbeitszelle Assembly soll dann die Montage des Ventilators

aus seinen Einzelteilen durchgeführt werden. Die Arbeitszelle

besteht aus zwei Robotern und einem Transportsystem.

In der Arbeitszelle CheckPack soll eine Qualitätsprüfung des

Ventilators und die Verpackung erfolgen. Diese Zelle besteht aus

einem Roboter, Verpackungsmaterial und einem Fließband zur

Anbindung des FTS.

Die einzelnen Arbeitszellen sind als separate Zellenmodelle verfügbar,

so dass zunächst eine Bearbeitung dieser Arbeitszellen erfolgen kann.

Die Integration kann dann in einer größeren Projektarbeit realisiert

werden.

microFMS

Die CNC Station besteht aus drei Funktionseinheiten (CNC

Beladeroboter, CONCEPT MILL 105, CONCEPT TURN 105). Die erste

Funktionseinheit ist der Beladeroboter der Bearbeitungsmaschinen, die

zweite ist die CNC Fräsmaschine und die dritte Funktionseinheit ist die

CNC Drehmaschine. Die Werkstückhandhabung wird durch einen

Mitsubishi RV-2AJ Roboter durchgeführt. Der Roboter ist auf einer

Linearachse montiert, da der Arbeitsweg zwischen der CNC

Drehmaschine und der CNC Fräsmaschine den Betriebsbereich des

Modell MTLR 10

Page 32: CIROS Robotics Handbuch

2. Konzept von CIROS® Robotics

32 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 32

Roboters übersteigt. Alle erforderten Positionen können ohne

Probleme, mittels dieser Linearachse, erreicht werden.

Die Rohlinge, die auf den Bändern 1 und 2 bereitgestellt werden,

werden bearbeitet. Nach der Bearbeitung, werden die Teile auf das

Band 3 gesetzt.

Die Drehmaschine kann 4 Nuten in das Werkstück drehen. Die

Fräsmaschine fräst 4 Aussparungen an die Stirnseite des Werkstücks.

Die Werkstückhandhabungsaufgaben werden von einem Roboter

ausgeführt.

Page 33: CIROS Robotics Handbuch

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 33

Wenn Sie CIROS® Robotics starten, dann haben Sie zunächst direkten

Zugriff auf den online Assistenten CIROS Robotics, vgl. Bild 2.1.

Die CIROS® Assistent besteht aus zwei Teilen:

Online-Hilfe für die Bedienung von CIROS®

CIROS Robotics, vgl. 2.3

Die Menüleiste stellt Funktionen bereit, die Sie von einem Standard

Internetbrowser schon kennen. Sie können sich vor- oder

zurückbewegen. Sie können die Navigationsspalte ein- oder

ausblenden. Sie können die Startseite anwählen oder Optionen zur

Internetverbindung festlegen. Sie können ausgewählte Themen für Ihre

Zwecke ausdrucken.

Bild 3.1: Menüleiste

Ferner haben Sie die Möglichkeit über Zusatzregister wie Inhalt, Index,

Suchen, Favoriten sich komfortabel durch die Informationen in der

CIROS® Hilfe zu navigieren.

Das Inhalt-Register liefert Ihnen eine Explorer-Darstellung der

beiden Teile des CIROS® Assistenten, mit der Sie wie im bekannten

Microsoft Explorer navigieren können.

Das Index-Register zeigt Ihnen alle Schlüsselwörter an, mit denen

Sie ebenfalls Informationen auffinden können.

Das Suchen ermöglicht Ihnen eine Volltextsuche über alle Begriffe,

die in der Gesamthilfe von CIROS® auftreten können.

Mit dem Register Favoriten können Sie sich ihre spezielle

Explorerstruktur für die CIROS® Hilfe zusammenstellen.

3. Bedienung

3.1

CIROS® Hilfe

Menüleiste

Zusatzregister

Page 34: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

34 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 34

Der online Assistent CIROS Robotics liefert Ihnen eine online-

Lernumgebung für Anwendungen der Robotik in der

Automatisierungstechnik. Der Assistent besteht aus den zwei

wesentlichen Teilen:

Robotics Assistant, vgl. 2.2

Modelle

Die Modelle sind zur Übersicht nochmals in Unterbibliotheken

strukturiert:

Einführungsmodelle Modell FirstSteps-NextSteps

Modell -Pick-And-Place FESTO

Modell -Pick-And-Place ABB

Modell Pallet Assembly

Modell BP70

MPS Roboterstationen MPS-RobotStation

MPS-RobotAssemblyStation

MPS-RobotPunchingStation

iCIM Roboterstationen Station Assembly RV1A

Station Assembly RV3SB

Station Assembly RH5AH55

Station Mill and Turn RV3SB

Station Mill 55

Station Turn 55

Modell MTLR

Spezielle

Roboteranwendungen

Modell LabAutomation

Modell Packaging

Modell Disassembly

Modell DiskTest

Modell DiskTest

Modell RobWeld

Produktionsanlagen Modell PressAutomation-S7

Modell PCBMounting

Modell PlantSimulation

3.2

CIROS Robotics

Page 35: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 35

Im Teil "Modelle" finden Sie eine Beschreibung aller Roboter-

arbeitszellen mit den entsprechenden Links zum Öffnen der

Arbeitszellenmodelle.

Bild 3.2: Modell öffnen

Wir haben zwei Möglichkeiten für Sie bereitgestellt, um eine

Arbeitszelle zu öffnen:

Referenzmodell öffnen

Benutzermodell öffnen

Das Referenzmodell ist geschützt und kann nicht verändert werden.

Diese Variante ist für Sie als Lehrer gedacht, um ein Modellbeispiel in

der Originalversion zu präsentieren.

Für die Arbeit mit dem Modell ist die zweite Variante gedacht.

Standardmäßig wird das Modellverzeichnis in das Benutzerverzeichnis

Eigene Dateien/CIROS Robotics Models kopiert und geöffnet. Sie

können auch eigene Verzeichnisse konfigurieren. Dazu müssen Sie die

Datei ModelHandler.ini im Unterordner bin/Tools des

Programmverzeichnisses von CIROS wie folgt anpassen:

Modellinstallation

Page 36: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

36 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 36

[CusttomUserFolder]

UseCustomUsersDirectory=1 Setzen Sie diese Option auf 1, um einen benutzerdefinierten Ordner zu

verwenden.

CustomUserDirectory=e:\ Pfad zum benutzerdefinierten Ordner

AddUsernameAsSubfolder=1 Erweitert den Pfad um einen Unterordner mit dem aktuellen

Benutzernamen

z.B. e:\LieschenMueller

AddCustomSubfolder=1 Erweitert den Pfad für die Benutzermodelle um variable Unterordner,

um z.B. bei Benutzung eines einzelnen Betriebssystemaccounts durch

mehrere Benutzer die Verwendung von individuellen Benutzerordnern

zu ermöglichen.

Das Anlegen und Wechseln der Benutzerordner erfolgt über selbst

erklärende Dialoge. Aus Sicherheitsgründen sind für die Namen der

Unterordner nur Buchstaben und Ziffern zugelassen [a-Z][0-9].

Der Name des aktuell gewählten Unterordners wird im

übergeordneten Beispielordner in der Datei "CurrentUserFolder.ini"

abgelegt.

Die Eigenschaft in diesem ini-file hat den Namen

"CurrentUserFolder_At_<Rechnername>".

Dies ermöglicht, bei der gemeinsamen Verwendung von

Netzwerkordnern, für jeden Host den Namen des aktuell gewählten

Unterordners zu speichern.

Page 37: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 37

Die Defaulteinstellungen sind [CustomUserFolder]

UseCustomUsersDirectory=0

CustomUserDirectory=e:\

AddUsernameAsSubfolder=0

Falls Sie Ihre Arbeit an der Zelle beendet haben, können Sie über die

Schaltfläche Benutzermodell löschen das Modellverzeichnis wieder

löschen.

Hier empfehlen wir folgende Vorgehensweise:

– Sie stellen eine von Ihnen vorbereitete Arbeitszelle als Benutzer-

modell, z.B. mit modifizierter Positionsliste und verändertem

Lösungsbeispiel , in einem Verzeichnis zur Verfügung, auf das die

Studenten( bzw. Schüler) nur lesend zugreifen können.

– Die Studenten (Schüler) kopieren sich das Benutzermodell-

verzeichnis in ihr Arbeitsverzeichnis und alle können dann mit dem

von Ihnen vorbereiteten Modell arbeiten.

Im Folgenden werden die grundlegenden Vorgehensweisen zur

Bedienung von CIROS® beschrieben.

Einsatz im Klassenverbund

Page 38: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

38 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 38

Die Bedienoberfläche wurde neu strukturiert:

Die Menüs Datei und Bearbeiten enthalten alle typischen Windows

Funktionen, die man unter diesem Menü erwartet.

Das Menü Ansicht enthält alle Funktionen, die Sie bei der grafischen

Darstellung der 3D-Simulation unterstützen.

Das Menü Modellierung enthält alle Funktionen, die Sie bei der

Darstellung der Modellierungsdaten unterstützen.

Das Menü Programmierung stellt alle Funktionen zur

Programmierung von Robotern bereit,

Das Menü Simulation stellt alle Funktionen bereit, um die

Simulation zu starten oder zu stoppen, Simulationseinstellungen

durchzuführen, oder die Kollisionserkennung zu aktivieren.

3.3

Bedienoberfläche CIROS®

Page 39: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 39

Das Menü Extras enthält die beiden speziellen Funktionen zum

Einsatz der Kamerafahrt und des Master Frame Konzepts.

– Das Menü Einstellungen ermöglicht Ihnen die Konfiguration

zahlreicher Komponenten:

– Grafische Darstellung der Zelle und des Mauszeigers

– Generelles Greiferverhalten eines Roboters

– Einsatz des IRDATA Interpreters

– Konfiguration der Kollisionsanzeige

– Typ der Orientierungsdarstellung

– Konfiguration des Programmeditors

– Einstellung der Simulationsanalyse

– Setzen des TCP

Das Menü Fenster enthält neben den üblichen Windows Funktionen

ein neues Untermenü Arbeitsbereiche.

Dieses Menü unterstützt Sie bei der Fensterkonfiguration Ihres

Arbeitsplatzes. Sie können Ihren eingestellten gesamten

Arbeitsbereich speichern und dann per Knopfdruck wieder

herstellen. Zusätzlich sind einige Arbeitsbereiche für Sie

vordefiniert:

– Ansichtsfenster + Programmfenster + Anzeigefenster für

Positionsliste

– Ansichtsfenster + Teachpanel + Anzeigefenster für Positionsliste

– Ansichtsfenster + Programmfenster + Anzeigefenster für

– Positionsliste + Teachpanel

– Ansichtsfenster + Programmfenster + Anzeigefenster für

Positionsliste + E/A Anzeige

– Ansichtsfenster + Programmfenster + E/A Anzeige

– Ansichtsfenster + Gelenk- und Weltkoordinaten

– Anzeigefenster für Positionsliste

– Ansichtsfenster + zweites Ansichtsfenster +Teachpanel

– Ansichtsfenster + Programmfenster + Gelenk- und

Weltkoordinaten + E/A Anzeige

Das Menü Hilfe enthält die online Hilfe zur Softwarebedienung von

CIROS und den online Assistenten CIROS Robotics.

Page 40: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

40 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 40

Nachfolgend sind die wichtigsten Fenstertypen der Bedienoberfläche

von CIROS® aufgeführt.

Arbeitszellenfenster

Im Arbeitszellenfenster wird die geladene Arbeitszelle grafisch

dargestellt. Mit dem Menü Ansicht Neues Ansichtfenster können Sie

weitere Ansichtsfenster der Arbeitszelle öffnen, um diese gleichzeitig

aus

verschiedenen Perspektiven zu betrachten. Die räumliche Darstellung

der Arbeitszelle hängt von der Wahl des Betrachterstandpunktes ab,

den Sie gewählt haben:

Größendarstellung (Zoom):

Mausrad (Zoom) oder linke Maustaste bei gleichzeitigem Drücken

der Funktionstasten Strg+Umsch

Verschieben:

Linke Maustaste bei gleichzeitigem Drücken der Funktionstaste

Umsch

Orientierung:

Linke oder rechte Maustaste bei gleichzeitigem Drücken der

Funktionstaste Strg

Sie haben auch die Möglichkeit, verschiedene voreingestellte

Standardansichten auszuwählen. Verwenden Sie den Menübefehl

Ansicht Standardansichten. Es erscheint ein Dialogfeld mit

verschiedenen Optionen:

Voreinstellung (O)

Vorderansicht (V)

Rückansicht (U)

Aufsicht (A)

Linke Seitenansicht (L)

Rechte Seitenansicht (R)

3.4

Fenstertypen

Page 41: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 41

Klicken Sie mit der Maus auf eine dieser Optionen und die

entsprechende Ansicht wird übernommen, falls das Arbeitszellenfenster

aktiv ist. Sie erreichen dies auch einfach durch Drücken der

entsprechenden Text-Tasten.

Achskoordinaten

Drücken Sie F7 oder verwenden Sie das Menü Ansicht

Roboterposition Achskoordinaten anzeigen.

Das Fenster Achskoordinaten zeigt die Stellung der einzelnen

Roboterachsen an. Für rotatorische Achsen wird die Stellung in Grad

angezeigt, für lineare Achsen in Millimeter. Ein Doppelklick auf dieses

Fenster öffnet die Dialogbox Achskoordinaten setzen.

Weltkoordinaten

Drücken Sie Umsch+F7 oder verwenden Sie den Menübefehl Ansicht

Roboterposition Weltkoordinaten anzeigen.

Das Weltkoordinatensystem ist hierbei stets das

Basiskoordinatensystem des Roboters.

Das Fenster Weltkoordinaten zeigt die Position und Orientierung des

TCP (Tool Center Points) in Weltkoordinaten an. Die

Orientierungsdarstellung kann wir folgt erfolgen:

Standarddarstellung Roll-Pitch-Yaw Winkel

Quaterionen

Mitsubishi 5-Achsen Orientierungsdarstellung

Die Auswahl der Orientierungsdarstellung erfolgt über das Menü

Einstellungen Orientierungsdarstellung. Neben der Position und

Orientierung wird auch die Konfiguration des Roboters in der untersten

Zeile des Fensters angezeigt. Ein Doppelklick auf das Weltkoordinaten

Fenster öffnet die Dialogbox Weltkoordinaten setzen.

Page 42: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

42 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 42

Teach-In

Drücken Sie F8 oder verwenden Sie den Menübefehl Programmierung

Teach-In. Durch Anklicken der entsprechenden Auswahl kann das

Teach-In Fenster in den Modus Achskoordinaten, Weltkoordinaten oder

Werkzeugkoordinaten gesetzt werden. Im Achskoordinaten Modus sind

neben der Bezeichnung der Roboter-achsen zwei kleine Schaltflächen

angebracht, mit denen Sie die einzelnen Achsen des Roboters verfahren

können. Dabei wird das Verhalten eines realen Roboters simuliert.

Wenn Sie eine Schaltfläche gedrückt halten, beschleunigt der Roboter

auf die eingestellte Verfahrgeschwindigkeit (Override), behält diese

dann konstant bei und bremst nach Loslassen mit einer Bremsrampe

auf die Geschwindigkeit 0 ab. Weitere Details finden Sie in Kapitel 4.1.

Anzeige Koordinatensysteme

Sie können sich zur Unterstützung verschiedene Typen von

Koordinatensystemen in der Roboterarbeitszelle anzeigen lassen.

Verwenden Sie den Menübefehl Ansicht Koordinatensysteme

(Strg+K):

Arbeitszelle: Weltkoodinatensystem und Orientierungsdarstellung.

Objekte: Darstellung der Objektkoordinatensysteme

Greifer: Darstellung der Greif- und Greiferpunkte

Roboter: Darstellung des Tool Center PointKoordinatensystems, des

Basiskoordinatensystems und der Achskoordinatensysteme.

Die Achsen der Koordinatensysteme sind einheitlich farbig dargestellt

(rot = x-Achse, grün = y-Achse, blau= z-Achse)

Mit dem Menübefehl Ansicht TCP verfolgen können Sie die

Bewegungsbahn des TCP aufzeichnen lassen.

Page 43: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

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Positionsliste

Nebenstehendes Fenster enthält eine Positionsliste für einen Roboter.

Der Name des zugehörigen Objektes ist in der Titelzeile angegeben.

Zum Öffnen einer Positionsliste verwenden Sie den Menübefehl Datei

Öffnen und wählen den gewünschten Dateityp

*.pos (für Mitsubishi Roboter),

*.psl (für Programmierung in IRL)

Eine neue Positionsliste legen Sie mit dem Menü Datei -> Neu und

Auswahl des Datentyps für die Positionsliste an.

Ein- und Ausgänge

Mit dem Menübefehl Ansicht Ein-/Ausgänge Eingänge anzeigen

(F9) können Sie die Eingangssignale und mit dem Menübefehl Ansicht

Ein-/Ausgänge Eingänge anzeigen (Strg+F9) die Ausgangssignale

der Robotersteuerung anzeigen. können bzw. Ausgänge anzeigen. Das

Fenster Eingänge zeigt, welche Signale an den Eingängen der

simulierten Steuerung anliegen. 0-Signale werden in roter Farbe, 1-

Signale in grüner Farbe angezeigt. Wenn das Eingangssignal erzwungen

ist, wird dies dadurch angezeigt, dass der Eingangswert in spitze

Klammern eingeschlossen ist, z. B. <1>. Wenn der Eingang mit einem

Ausgang verknüpft ist, wird der Eingangswert in eckige Klammern,

z. B.[1], eingeschlossen. Entsprechendes gilt für die Anzeige der

Ausgänge.-

Steuerungsauswahl

Verwenden Sie den Menübefehl Programmierung Steuerungs-

auswahl. In CIROS® Robotics gibt es Arbeitszellen mit mehreren

Steuerungen, wie z.B. einer SPS- und zwei Robotersteuerungen, die im

Simulationsmodus parallel miteinander arbeiten. Wenn Sie jedoch

einen Roboter teachen wollen, so müssen Sie das Teach-in Fenster dem

gewünschten Roboter zuordnen können. Diese Aufgabe übernimmt das

Steuerungsauswahlfenster. Es dient zur Anzeige und Auswahl eines

Masters und zur Aktivierung/Deaktivierung einzelner Steuerungen. Die

Anzeige von Roboterpositionen, die Anzeige von Ein-/Ausgängen sowie

des Teach-In Fensters erfolgen stets nur für den als Master

ausgezeichneten Roboter.

Page 44: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

44 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 44

Roboterprogramm

Verwenden Sie den Menübefehl Datei Öffnen und wählen den

gewünschten Dateityp

*.MB4 (zur Programmierung in Melfa Basic IV),

*.MRL (zur Programmierung in Movemaster Command),

*.IRL (zur Programmierung in IRL).

Zum Anlegen eines neuen Programms verwenden Sie den Menübefehl

Datei Neu und wählen den gewünschten Dateityp für die

Programmiersprache.

Bediener Ein-/Ausgabe

Das Fenster Bediener Ein-/Ausgabe öffnet sich selbsttätig, wenn ein

Roboterprogramm Befehle enthält, mit denen Daten z. B. über die

serielle Schnittstelle der Robotersteuerung eingelesen oder

ausgegeben werden sollen. In der Simulation der Robotersteuerung

werden die Daten nicht über die serielle Schnittstelle, sondern direkt in

dem Fenster Bediener Ein-/Ausgabe ausgegeben oder von dort

eingelesen.

Mit der Kamerafahrt können Sie verschiedene Ansichten des aktiven

Arbeitszellenfensters speichern. Bei laufender Simulation werden diese

Ansichten nacheinander im jeweils aktiven Arbeitszellenfenster

angefahren. Zwischen zwei Ansichten wird linear interpoliert, so dass

eine gleichmäßige Bewegung des Betrachterpunktes entsteht. Bei der

Konfiguration einer Kamerafahrt können die Halte- und die Zoomzeiten

für die verschiedenen Ansichten angegeben werden. Da die Kamerafahrt

mit der Simulationszeit synchronisiert ist, erfolgt die Veränderung der

Ansicht immer synchron zur simulierten Arbeitszelle. Die Kamerafahrt

kann in einer Video-Datei gespeichert werden. Hierbei werden

verschiedene Komprimierungsverfahren unterstützt. In der Video-Datei

(Datei-Erweiterung: .AVI) werden die Ansichten einer Kamerafahrt

gespeichert. Die Video-Datei hat den gleichen Dateinamen und wird im

gleichen Verzeichnis angelegt wie die Modell-Datei (Datei-Erweiterung:

.MOD) des aktuellen Simulationsmodells.

3.5

Kamerafahrt

Page 45: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 45

Kamerafahrt ein-/ausschalten

Um die Kamerafahrt einzuschalten, wählen Sie den Befehl Extras

Kamerafahrt Kamerafahrt. Wenn die Kamerafahrt eingeschaltet ist,

folgt die Ansicht in der Laufenden Simulation der Perspektive der

Kamera.

Kamerafahrt aufzeichnen

Um eine Kamerafahrt aufzuzeichnen, schalten Sie die Kamerafahrt ein

und wählen Sie den Befehl Extras Kamerafahrt Kamerafahrt

Record. Das Video wird entsprechend den Kamerafahrt Einstellungen

aufgezeichnet. Die fertige Videodatei wird im Modellordner abgelegt

unter dem Namen <Modellname>.avi.

Kamerafahrt Play

Um eine aufgezeichnete Kamerafahrt in CIROS wiederzugeben,

benutzen Sie den Befehl

Extras Kamerafahrt Kamerafahrt Play. Die Wiedergabe erfolgt

durch den in Ihrem System für die Wiedergabe von .avi-Videos

konfigurierten Mediaplayer. Bitte beachten Sie, dass eine erneute

Aufzeichnung des Videos in der Regel nicht möglich ist, solange das

Video noch durch den Mediaplayer geöffnet ist.

Kamerafahrt Stop

Um die Aufnahme einer Kamerafahrt zu stoppen, wählen Sie den Befehl

Extras Kamerafahrt Kamerafahrt Stop.

Page 46: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

46 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 46

Kamerafahrt konfigurieren

Um eine Kamerafahrt für ein Simulationsmodell zu konfigurieren,

verwenden Sie den Befehl Einstellungen Kamerafahrt. Dieser Befehl

öffnet das Dialogfeld Kamerafahrt, mit dem Sie alle Schritte einer

Kamerafahrt konfigurieren können.

Liste mit Ansichten

In dieser Liste sind alle Ansichten für die Kamerafahrt aufgeführt. Um

eine Ansicht zu markieren, klicken Sie auf die Nummer der Ansicht in

der Spalte Schritt. Ein kontextsensitives Menü können Sie über die

rechte Maustaste erreichen. Ein Doppelklick auf einen Schritt in dieser

Liste wechselt im aktiven Arbeitszellenfenster zu zugehörigen Ansicht.

Dialogfeldoptionen

Page 47: CIROS Robotics Handbuch

3. Bedienung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 47

Hinzufügen

Um die aktuelle Ansicht in die Liste aufzunehmen, klicken Sie auf

Hinzufügen.

Entfernen

Um die markierte Ansicht aus der Liste zu löschen, klicken Sie auf

Entfernen.

Eigenschaften

Um die Eigenschaften der markierten Ansicht im Dialogfeld Kamerafahrt

- Schritt X zu bearbeiten, klicken Sie auf Eigenschaften.

Um die markierte Ansicht nach oben zu verschieben, klicken Sie auf

diese Schaltfläche.

Um die markierte Ansicht nach unten zu verschieben, klicken Sie auf

diese Schaltfläche.

Einstellungen

Um die Einstellungen der Kamerafahrt und der Aufnahme im Dialogfeld

Einstellungen - Video zu verändern, klicken Sie auf Einstellungen.

Sämtliche Einstellungen der Kamerafahrt werden beim Schließen dieses

Dialoges automatisch übernommen und in der zum Modell gehörenden

.ini Datei abgelegt. Um Änderungen zu übernehmen, darf diese Datei

nicht schreibgeschützt sein. Die Liste der Schritte kann zu Backup-

Zwecken oder zur Verwendung in anderen Arbeitszellen exportiert und

importiert werden. Verwenden Sie hierzu die Menübefehle Datei

Exportieren bzw. Datei Importieren und wählen Sie dann den

Dateityp CIROS Kamerafahrt (Dateiendung .ccc).

Page 48: CIROS Robotics Handbuch

48 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 48

Zur Programmierung der Roboter können Sie in CIROS® Robotics

folgende Programmiersprachen verwenden:

Mitsubishi Roboterprogrammiersprache MELFA Basic IV

Mitsubishi Roboterprogrammiersprache MRL

Normierte Robotersprache Industral Robot Language

(IRL DIN 66312)

Bei der Erstellung der Beispielsprogramme zu den Modellen sind wir

wie folgt vorgegangen:

Alle Mitsubishi Roboter wurden in MELFA Basic IV programmiert, falls

die Steuerung dies zulässt. Andernfalls wurde MRL verwendet. Alle

anderen Robotersysteme wurden in IRL programmiert.

Ausführliche Informationen zur Roboterprogrammierung finden Sie im

Robotics Assistant im Abschnitt 'Programmierung von Robotern'.

Details zu den Programmiersprachen finden Sie in der CIROS® Hilfe im

Kapitel 'Programmiersprachen'.

Zur Erstellung eines Roboterprogramms ist es notwendig, spezielle

Positionen zu definieren, die der Roboter dann unter gewissen

Zusatzbedingungen anfahren soll. Zur Festlegung dieser Positionen

kann der Roboter i.a. mit einem Handbediengerät verfahren werden.

Zur Einführung der Handbedienung ist es empfehlenswert, einen

Roboter ohne Integration in einer Arbeitszelle zu betrachten.

Öffnen Sie hierzu das Menü Datei-> Neu->Mitsubishi Projekt. Sie

erhalten folgende Dialogbox:

4. Programmierung

4.1

Roboter teachen

Projektassistent

Page 49: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 49

Bild 4.1: Projektassistent – Schritt1

Tragen Sie den gewünschten Projektnamen in das Eingabefeld ein. Beim

Start ist hier der Projektname "UNTITLED" eingetragen, in diesem

Beispiel wurde als Projektname "Roboter" eingegeben. Sie können

jeden gültigen Dateinamen (ohne Dateinamenserweiterung) eingeben.

Im Eingabefeld Programmname tragen Sie z. B. „1“ ein. Der von Ihnen

gewählte Projektname erscheint auch als Verzeichnisname. Damit

werden alle Programme, die zu einem Projekt gehören, in einem

Verzeichnis abgelegt. Mit dem Programmnamen geben Sie den Namen

vor, unter dem das Roboterprogramm in der Steuerung abgelegt wird.

Das Verzeichnis, das für dieses Projekt verwendet wird, wird unter

Verzeichnis angezeigt. Wenn Sie dieses ändern oder ein neues

Verzeichnis erstellen wollen, betätigen Sie die Schaltfläche

Durchsuchen.

Sie können Ihren Namen in das Feld Ersteller, Ihr Kurzzeichen in

Zeichen und eine kurze Projektbeschreibung in das Feld Beschreibung

eingeben.

Page 50: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

50 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 50

Durch Betätigung der Schaltfläche Weiter gelangen Sie zum zweiten

Schritt des Projektassistenten.

Bild 4.2: Projektassistent – Schritt2

Wählen Sie jetzt aus der Liste Roboterauswahl den Robotertyp, den Sie

teachen und programmieren wollen, z.B. den 6-achsigen Roboter RV-

3SB. Betätigen Sie nun die Schaltfläche Fertigstellen, um das Projekt zu

erzeugen. Hierauf werden ein Arbeitszellenfenster, ein Roboterpro-

grammfenster mit dazugehörigem Positionslistenfenster und das

Meldungsfenster geöffnet und auf dem Bildschirm angeordnet.

Schließen Sie das Meldefenster und vergrößern Sie entsprechend das

Arbeitszellenfenster:

Page 51: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 51

Bild 4.3: Projektassistent – Schritt 3

In CIROS® gibt es zwei Methoden einen beliebigen Roboter manuell zu

bewegen:

Per Mausklick

Mit dem Teach-In Fenster

Klicken Sie mit der linken Maustaste in die Nähe des Greiferendpunktes.

Dort wird ein Raumpunkt markiert. Durch Doppelklick auf diesen

Raumpunkt bewegt sich der Roboter zu diesem Punkt, falls dieser Punkt

im Arbeitsraum des Roboters liegt. Zur Darstellung des Arbeitsraumes

öffnen Sie das Menü Ansicht -> Arbeitsraum darstellen.

Page 52: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

52 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 52

Bild 4.4: Arbeitsraumdarstellung

Mittels der Tastenkombination Umschalt+F2 können Sie den

angefahrenen Punkt in die Positionsliste einfügen. Die Position wird

durch den Namen und durch ein Koordinatensystem dargestellt.

Dieses Koordinatensystem entspricht dem Werkzeugkoordinatensystem

(=TCP Koordinatensystem) des Roboters, wenn er sich in diesem Punkt

befindet.

Weitaus gezielter kann der Roboter mit dem Teach-in Fenster bewegt

werden. Dieses simulierte Teachpanel können Sie mit dem Menübefehl

Programmierung Teach-In (F8) öffnen.

Hinweis:

Page 53: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 53

Wählen Sie in dem Fenster den Modus 'Achskoordinaten'.

Bild 4.5: Teachpanel - Achskoordinaten

Wählen Sie eine der 6 Achsen des Roboters aus und klicken Sie mit der

Maus auf eine der beiden Pfeilrichtungen, dann bewegt sich der Roboter

in die entsprechende Richtung um die Achse. Die Geschwindigkeit der

Achsbewegung können Sie durch Einstellung des Override-Modus

bestimmen.

Klicken Sie auf das Schaltelement 'Achskoordinaten setzen', so öffnet

sich eine Dialogbox, in der Sie explizit die Werte für die Achskoordina-

ten eingeben können. Per Mausklick auf den Schaltknopf 'Position

übernehmen' können Sie die aktuelle Roboterposition in die

zugeordnete Positionsliste übernehmen.

Erzeugen Sie auf diese Weise zum Beispiel vier Positionen P1,..,P4 in

der Positionsliste. Durch Doppelklick auf die jeweilige Position wird der

Roboter ruckartig auf diese Position gesetzt. Sie können sich aber auch

sehr einfach ein Ablaufprogramm erzeugen lassen, das eine

kontinuierliche Roboterbewegungen zwischen den Positionspunkten

Übung

Page 54: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

54 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 54

durchführt. Aktivieren Sie das Programmierfenster und öffnen Sie das

Menü Programmierung -> Programmier-Assistent. Folgende Dialogbox

wird geöffnet:

Bild 4.6: Programmier-Assistent

Bestätigen Sie die ausgewählten Optionen und es wird automatisch ein

Programm in Ihrem Programmierfenster generiert.

– Laden Sie dieses Programm mit dem Menübefehl Programmierung

-> Compilieren+ Linken (Strg+F9) in die virtuelle Robotersteu-

erung.

– Schließen Sie das Messagefenster mit der Anzeige über den

Download des Programms.

– Starten Sie das Programm mit dem Menübefehl Simulation -> Start

(F5).

– Mittels der Funktionstaste F10 können Sie auch im Einzelschritt-

modus die Programmierschritte durchführen.

Page 55: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 55

Im Anwendungsfall ist es deutlich hilfreicher, den Roboter im

kartesischen Koordinatensystem zu bewegen. Wählen Sie den Modus

'Roboterkoordinaten ' im Teach-In Fenster:

Bild 4.7: Teachpanel – Roboter Basiskoordinatensystem

Der Modus 'Roboterkoordinaten ' bezieht sich auf das kartesische

Basiskoordinatensystem des Roboters. Entsprechend der angezeigten

Pfeilrichtungen können Sie den Roboter hiermit in Richtung der

Koordinatenachsen linear bewegen, oder um diese Achsen die

Orientierung des TCP-Koordinatensystems drehen. Um den Roboter im

Werkzeugkoordinatensystem (= TCP-Koordinatensystem) zu bewegen,

wählen Sie den Modus 'Werkzeugkoordinaten' im Teach-In Fenster. Wie

zuvor können Sie den Roboter entsprechend der angezeigten

Pfeilrichtungen entlang der Koordinatenachsen linear bewegen oder um

diese Achsen die Orientierung des TCP drehen.

Zur besseren Visualisierung können Sie sich die entsprechenden

Koordinatensysteme anzeigen lassen, siehe 3.3.

Page 56: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

56 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 56

In diesem Beispiel wollen wir ein Bewegungsprogramm für den

Mitsubishi Roboter RV-2AJ entwickeln, das unser Programmbeispiel in

Kapitel 2.3 für die erste Arbeitszelle 'FirstSteps' lösen soll. Öffnen Sie

die Arbeitszelle 'FirstSteps RV-2AJ' als Benutzermodell. Wählen Sie den

Arbeitsbereich Programmfenster + Positionsliste, dann erhalten Sie

eine optimale Darstellung auf Ihrem Bildschirm:

Bild 4.8: FirstSteps RV-2AJ.mod

Zur Erinnerung:

Das blaue Werkstück soll zunächst in die mittlere Einheit der ersten

Palette abgelegt und dann nach einer Wartezeit von 2 Sekunden in die

unterste Position der zweiten Palette einsortiert werden.

Den Ablaufplan haben wir schon in 2.3 erstellt. Im nächsten Schritt gilt

es die Positionsliste zu erstellen. Wir löschen den Inhalt in der

vordefinierten MRL-Positionsliste und speichern Sie unter dem neuen

Namen 'FirstStepsTest.pos' ab.

– Übernehmen Sie die Grundstellung des Roboters als erste Position

in die Positionsliste. Dazu klicken Sie einfach auf die Schaltfläche

'Position übernehmen' im Teach-In Fenster.

4.2

Beispiel: Programmierung

einer Arbeitszelle

Beispielaufgabe

Positionsliste erstellen

Page 57: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 57

– Selektieren Sie die Position in der Positionsliste, dann wird in der

Arbeitszelle die Position mit dem entsprechenden Objekt- oder TCP-

Koordinatensystem angezeigt.

– Die zweite Position P2 soll die Greifposition für das blaue Werkstück

sein. Durch einen Mausklick unterhalb der ersten Position wird eine

Zeile in der Positionsliste markiert. Klicken Sie nochmals auf die

Schaltfläche 'Position übernehmen' im Teach-In Fenster. Die neue

Position P2 wollen wir als Übungsaufgabe manuell bearbeiten. Dazu

selektieren Sie den Positionslisteneintrag P2.

Bild 4.9: Positionslisteneintrag

– Über das Kontextmenü rechte Maustaste Eigenschaften

(Alt+Eingabe) erhalten Sie das Dialogfeld Positionslisteneintrag.

Bearbeiten Sie die Positionsdaten wie folgt:

– Position (x,y,z) = (167.00, -185.00, 240.00)

– Orientierung (Roll = A/P, Nick= B/R) = (-90.0,180.0)

Page 58: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

58 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 58

– Verfahren Sie den Roboter an die neue Position P2 durch

Doppelklick auf den Positionslisteneintrag.

– Schließen Sie den Greifer durch Mausklick auf die Schaltfläche

'Greifer schließen' im Teach-In Fenster.

– Verfahren Sie den Roboter im Werkzeugkoordinatensystem, so dass

das blaue Werkstück in die mittlere Position der ersten Palette

hereinpasst.

Zur besseren Orientierung können Sie sich die Koordinatenachsen des

Werkzeugzeug Koordinatensystems anzeigen lassen: Strg+K TCP

darstellen

Mit dem Menübefehl Einstellungen Greifen öffnen Sie das

Dialogfenster zur Greifereinstellung.

Bild 4.10: Greifereinstellung

In der Listbox Greifersteuerung bei Teach In sind alle Ausgänge

aufgelistet, die zu Objekten gehören, die Greifvorgänge durchführen

können. Dieser Ausgang wird dann gesetzt, wenn Sie auf die

Hilfestellung

Greifereinstellung

Page 59: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 59

Schaltfläche Greifer schließen im Teach-In Fenster klicken. Zusätzlich

können Sie Warnmeldungen beim Greifvorgang anzeigen lassen.

Zur räumlichen Navigation ist es hilfreich ein zweites

Arbeitszellenfenster zu öffnen, vgl. 3.4.

Ist die gewünschte Position erreicht, so übernehmen Sie diesen

Punkt als P3 in Ihre Positionsliste.

P4 ist dann die Ablageposition in der zweiten Palette.

Sie können die Positionen auch ohne 'Teachen' sehr einfach mittels des

MasterFrame Koordinatensystems direkt berechnen:

– Verfahren Sie den Roboter zunächst so, dass der Greifer parallel zur

Tischfläche ausgerichtet ist, also z.B. Orientierung (Roll = A/P,

Nick= B/R) = (-90.0, 180.0) und übernehmen temporär diese

Position als P2.

– Das MasterFrame ist ein Koordinatensystem, das Sie beliebig in

Ihrer Arbeitszelle mittels des Menüs Extras -> MasterFrame

positionieren können. Schalten Sie zunächst den Modus

MasterFrame ein.

– Mit der Option Frame -> Selektion können Sie das MasterFrame in

das Koordinatensystem eines ausgewählten Objektes Ihrer

Arbeitszelle setzen.

– Zur Berechnung der Positionspunkte ist es zweckmäßig das

MasterFrame in das Koordinatensystem des Roboters zu setzen.

– Zur Selektion des Roboters öffnen Sie den Modellexplorer (Strg+T),

siehe 6.2 für weitere Details, und markieren das Objekt RV-2AJ.

– Sie wählen die Option Frame -> Selektion und das MasterFrame

Koordinatensystem wird im Roboter Nullpunkt angezeigt.

– Zur Berechnung der Position P2 müssen Sie das blaue Werkstück

selektieren, d.h. Sie müssen im Modellexplorer das Objekt Box3

markieren.

– Wählen Sie über das Kontextmenü den Befehl Eigenschaften aus.

Sie erhalten das Dialogfenster Objekteigenschaften und wählen das

Register Lage aus.

Räumliche Navigation

MasterFrame

Page 60: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

60 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 60

Bild 4.11: Objekteigenschaften

– Wählen Sie als Referenzkoordinatensystem in der Listbox das

Koordinatensystem Master aus.

– Der Greifpunkt des Objektes ist jedoch nicht im Eckpunkt sondern

im Mittelpunkt des Werkstücks, daher müssen die obigen

Koordinatenwerte entsprechend um 25 mm verändert werden.

– Stellen Sie diese neuen Werte im Positionslisteneintrag von P2 ein.

– Mit einem Doppelklick auf die neue Position verfährt der Roboter an

die gewünschte Aufnahmeposition.

Entsprechend verfahren Sie für die Positionen P3 und P4. Hierbei ist

lediglich zu beachten, dass die Mittelpunkte der Pallettenbereiche

jeweils um 60 mm verschoben sind.

Per Mausklick in das Programmierfenster aktivieren Sie dieses

Windows-Fenster. Löschen Sie den Inhalt und speichern Sie es unter

dem Namen der Positionsliste 'FirstStepsTest.mb4' als Melfa-Basic IV

Programm ab.

Es ist wichtig, dass die Namen von Programm und zugehöriger

Positionsliste identisch (!!) sind.

Programm erstellen

Page 61: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 61

Die Programmiersprache MELFA Basic IV ist ein BASIC-Dialekt, so muss

z.B. jede Programmzeile nummeriert sein. Wir unterstützen Sie dabei.

Erstellen Sie Ihre Programmzeilen zunächst ohne Nummerierung und

klicken dann auf nebenstehende Schaltfläche in der Symbolleiste oder

wählen Sie den Menübefehl Programmierung Renumber (Strg+R).

Zur besseren Übersicht werden ausgezeichnete Komponenten einer

Programmzeile farbig markiert:

Numerierung der Programmzeile: rosa

Funktionsbefehl: blau

Variablennamen: schwarz

Parameterwert: rosa

Kommentartext: schwarz

Mit dem Befehl Einstellungen Programmeditor können Sie Ihren

Editor auch selbständig konfigurieren.

Page 62: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

62 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 62

Zur Programmerstellung setzen Sie unseren Ablaufplan in 2.3

schrittweise um.

Ablaufplan

Greifer des Roboters ist geöffnet 10 HOPEN

Roboter bewegt den Greifer mit einer PTP-Bewegung zur

Greifposition

20 MOV P2

Der Greifer wird geschlossen 30 HCLOSE 1

Roboter bewegt den Greifer mit einer PTP-Bewegung zur

Zwischenablageposition

40 MOV P3

Greifer wird geöffnet 50 HOPEN 1

Roboter fährt linear zu einer Position oberhalb der Zwischenablage

zurück

60 MVS P3,-40

1 Sekunde Wartezeit 70 DLY 1

Roboter bewegt den Greifer auf einer linearen Bahn zur

Zwischenablageposition

80 MVS P3

Greifer wird geschlossen 90 HCLOSE 1

100 MOV P4,-40

110 MVS P4

120 HOPEN 1

130 MOV P1

140 END

Fügen Sie am Ende des Programms noch eine Leerzeile ein!

Zur Hilfestellung während der Programmierung klicken Sie mit der

rechten Maustaste in das Programmierfenster, dann werden Ihnen die

wichtigsten Funktionsaufrufe aufgelistet und per Mausklick wird Ihnen

der entsprechende Funktionsbefehl in das Programmierfenster editiert.

Eine ausführliche strukturierte Dokumentation aller Programmier-

Page 63: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 63

befehle für MELFA Basic IV erhalten Sie im Robotics Assistant im

Abschnitt ‚Programmierung von Robotern'. Nach der Programmierung

speichern Sie Ihr Programm.

Aktivieren Sie das Programmfenster und laden Sie das Programm in die

virtuelle Robotersteuerung (Strg+F9). Im Gegensatz zu dem obigen

Beispiel mit dem Programmier-Assistenten werden Sie jetzt zunächst

gefragt, ob Sie Ihr Programm einem vorhandenen Projekt hinzufügen

oder ein eigenes neues Projekt erstellen wollen:

Bild 4.12: Projektverwaltung

Klicken Sie auf das Menü Neues Projekt:

Page 64: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

64 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 64

Bild 4.13: Projektname

Wählen Sie 'FirstStepsTest' als Projektname und klicken dann auf den

Menüknopf Speichern.

Im Meldungsfenster erhalten Sie jetzt mindestens vier Warnungen, dass

Ihre Positionsvariablen nicht definiert sind. Sie müssen dem Projekt

noch die Positionsliste hinzufügen:

Verwenden Sie den Menübefehl Programmierung Projektverwaltung

oder klicken Sie auf nebenstehende Schaltfläche in der Symbolleiste. Es

erscheint folgendes Konfigurationsfenster zur Projektverwaltung:

MELFA Basic IV-Projekt

Page 65: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 65

Bild 4.14: Projektverwaltung

Wählen Sie das Register Dateien und klicken Sie auf den leeren Eintrag

unterhalb des Programmnamens. Diese Zeile wird markiert und durch

Mausklick auf die nebenstehende Schaltfläche werden Sie aufgefordert

Ihre Programmdatei zu öffnen. Sie fügen nun die entsprechende

Positionsliste hinzu. Dazu müssen Sie im Dateiauswahlfenster den

Dateityp 'MELFABASIC IV-Positionslisten (*.POS)' auswählen.

Page 66: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

66 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 66

Sie können jetzt durch Mausklick auf die nebenstehende Schaltfläche

Ihr Projekt in die interne Robotersteuerung laden. Bestätigen Sie nun

Ihren Projekteintrag durch Mausklick auf die OK-Schaltfläche.

Im Meldungsfenster werden die im Projekt verwendeten Programm-

und Systemmodule sowie die Anzahl der Fehler und Warnungen

angezeigt.

Falls Fehlermeldungen auftreten, dann führen Sie ein Doppelklick auf

eine der Fehlermeldungen aus und automatisch wird die entsprechende

Programmzeile in Ihrem Programmfenster markiert.

Es kann durchaus passieren, dass aufgrund des Prinzips Ursache und

Wirkung auch eine Zeile unterhalb der eigentlichen fehlerhaften

Programmzeile markiert wird.

Mit dem Menübefehl Datei Drucken (Strg+P) können Sie Ihr Projekt

jederzeit ausdrucken. Sie erhalten folgende Dialogbox, mit der Sie Ihren

Ausdruck konfigurieren können.

Bild 4.15: Projektausdruck

Weitere Details finden Sie in der CIROS Hilfe im Abschnitt

Erweiterungen/Projektassistent/Befehl Projektausdruck.

4.3

Projektausdruck

Page 67: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 67

CIROS® Robotics hat keine direkte Kommunikationsschnittstelle zur

realen Robotersteuerung, aber es können alle Programme, die Sie in

Movemaster Command oder MELFA Basic IV geschrieben haben, via

CIROS® Studio in eine Mitsubishi Steuerung geladen werden. Hierzu

öffnen Sie mittels des RCI-Explorers in CIROS® Studio eine

Kommunikationsverbindung zum Roboter führen dann einen Download

des entsprechenden Roboterprogramms und der zugehörigen

Positionsliste durch.

Bevor Sie nach erfolgreichem Download das Programm starten, sollten

Sie unbedingt folgende Prüfungen vornehmen:

Sind alle Positionspunkte korrekt?

Sind alle Ein- und Ausgänge korrekt verdrahtet?

Ist der TCP korrekt eingestellt?

Mit dem CIROS-Projektassistenten, siehe auch 4.1, können Sie sehr

einfach verschiedene Robotertypen ohne Arbeitszellenumgebung, aber

einschließlich der Programmierumgebung erstellen. Sie aktivieren den

Assistenten über den Menüpunkt Datei Neu Mitsubishi Projekt.

Anschließend werden Sie schrittweise durch die Erstellung eines neuen

Projektes geführt.

4.4

Download in Mitsubishi

Robotersteuerung

4.5

Projektassistent

Schritt 1/3

Page 68: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

68 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 68

Projektname Tragen Sie den gewünschten Namen in dieses Feld ein. Der Name

dient zur späteren Identifikation des Projektes, z.B. wenn Sie das

Projekt später wieder öffnen. Der Vorschlag für ein Projekt ist

"UNTITLED". Bei der Installation wird automatisch ein Verzeichnis

"Projekte" unterhalb des CIROS/CIROS Programming-

Verzeichnisses angelegt. Aus dem Projektnamen wird dann immer

ein Unterverzeichnis erstellt, das ebenfalls den Projektnamen hat. In

diesem Verzeichnis werden dann alle Dateien zum Projekt abgelegt.

Programmname Der hier eingetragene Name wird als Vorschlag beim Download

eines Programmes in die Robotersteuerung vorgegeben.

Verzeichnis / Durchsuchen... Hier ist das aktuell gewählte Verzeichnis zum Abspeichern des

Projektes eingetragen. Um ein anderes Verzeichnis auszuwählen,

benutzen Sie die Schaltfläche Durchsuchen.

Ersteller Sie können dieses Feld zur Eintragung Ihres Namens nutzen. Der

eingetragene Name erscheint in der Fußzeile aller Projektausdrucke.

Zeichner Hier können Sie ein Namenskürzel eintragen, das dann später z. B.

bei der Eintragung von Änderungen benutzt werden kann.

Beschreibung In dieses Feld können Sie eine Beschreibung des Projektes

eintragen. Die Beschreibung kann z. B. Informationen über die

verwendete Roboterkonfiguration und die Aufgaben des erstellten

Roboterprogrammes enthalten.

Allgemeines Die eingetragenen Daten bleiben beim Wechsel in einen anderen

Dialog des Assistenten erhalten, außerdem werden sie beim

Verlassen des Assistenten über Fertigstellen gespeichert.

Page 69: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 69

Beim Verlassen des Assistenten mit Abbrechen gehen alle

eingetragenen Daten verloren.

Schritt 2/3

Page 70: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

70 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 70

Roboterauswahl Wählen Sie hier den gewünschten Robotertyp aus. Ein Modell des gewählten

Roboters wird im oberen rechten Bereichs des Dialogs angezeigt.

E/A-Karten Hier können Sie die Anzahl eingebauter E/A-Karten festlegen. Die Einstellung

wirkt sich z. B. auf die Auswahlmöglichkeiten im E/A-Monitor aus. Die

maximale Anzahl von E/A-Karten hängt vom Robotertyp ab

Movemaster RE-xxx: 3 Karten

Movemaster RV-M1/2: 2 Karten

Hände Tragen Sie hier die Anzahl der montierten Greifer ein.

Programmiersprache Die Programmiersprache wird zur Erzeugung eines leeren Roboterprogramms

benutzt. Außerdem wird über die Auswahl der Syntax-Checker bestimmt.

Dieser Auswahlpunkt ist nur verfügbar, wenn der gewählte Robotertyp mehr

als eine Programmiersprache unterstützt, sonst wird die einzig gültige

Einstellung automatisch benutzt.

Zusatzachse 1 (L1) Hier können Sie die Benutzung einer Zusatzachse festlegen und deren Typ

bestimmen

Zusatzachse 2 (L2) Die Art der zweiten Zusatzachse kann hier bestimmt werden. Der Punkt ist

nur verfügbar, wenn für die erste Zusatzachse (L1) der Typ Linear oder

Rundtakt gewählt wurde und der Robotertyp zwei Zusatzachsen unterstützt

(Movemaster RE-xxx). Die Roboter Movemaster RV-M1/M2 unterstützen nur

eine Zusatzachse.

Page 71: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 71

In das Feld Änderungen können Sie Informationen über die

Projekthistorie, wie z. B. Änderungen und Erweiterungen des

Roboterprogrammes, eintragen. Dann klicken Sie auf die Schaltfläche

Fertigstellen und die Arbeitszelle mit dem selektierten Roboter, dem

Programmierfenster und Positionsliste werden dargestellt.

Schritt 3/3

Page 72: CIROS Robotics Handbuch

4. Programmierung

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Mit dem Menübefehl Fenster Roboterprogrammierung

Programmfenster, Positionsliste, E/A-Anzeige erhalten Sie eine

optimale Anzeige der verschiedenen Fenster.

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Die Simulation der offline entwickelten Programme in CIROS® wird im

Folgenden dargestellt.

Öffnen Sie die Arbeitszelle FirstSteps RV-2AJ mit dem Projekt

FirstStepsTest aus dem vorherigen Kapitel. Verwenden Sie den

Menübefehl Simulation Start (F5), um die Simulation zu starten.

Oder verwenden Sie einfach die nebenstehende Schaltfläche. Das

Programm wird Schritt für Schritt simuliert. Die Simulationszeit wird in

der Statuszeile angezeigt. Die momentan simulierte Programmzeile wird

im Programmfenster markiert. Sie können zu Beginn auch jeden

Programmschritt einzeln durchführen. Dazu verwenden Sie die zweite

nebenstehende Schaltfläche in der Symbolleiste

Wenn Sie einen neuen Simulationszyklus starten wollen, dann

empfehlen wir, die Roboterzelle wieder in seine Ausgangsstellung

zurückzusetzen. Hierzu verwenden Sie den Menübefehl Simulation

Arbeitszelle Grundstellung.

Mit der Simulation wollen Sie zwei wichtige Kriterien an Ihr Programm

prüfen:

Ist der funktionelle Ablauf korrekt?

Kann das Zeitverhalten noch weiter optimiert werden?

Wir konzentrieren uns hier nur auf die erste Fragestellung, d.h.

Ist der logische Ablauf korrekt?

Treten keine Kollisionen auf?

Die erste Fragestellung sollten Sie selbstständig bearbeiten können.

5. Simulation

5.1

Beispiel:

Simulation einer

Arbeitszelle

Page 74: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

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Die Kollisionserkennung ist vollständig neu erstellt worden. Zur

Kollisionserkennung sollten Sie sich zunächst überlegen, welche

Komponenten Sie auf Kollision untersuchen wollen.

Betrachten wir hierzu unser Beispielsprogramm. Ein erster kritischer

Punkt ist sicherlich der Transport des blauen Werkstücks zur Ablage in

die erste Palette. Wie können wir erreichen, dass diese beiden

Komponenten auf Kollision überprüft werden?

Zur Konfiguration der Kollisionserkennung verwenden Sie den

Menübefehl Einstellung Kollisionserkennung.

Bild 5.1: Kollisionserkennung

Zunächst müssen Sie Ihre eigene neue Testgruppe definieren. Klicken

Sie auf die Schaltfläche Kollisionsgruppen verwalten. Sie erhalten

folgendes Konfigurationsfenster:

Kollisionserkennung

Beispiel

Page 75: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

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Bild 5.2: Kollisionsgruppe

Klicken Sie auf die Schaltfläche Neu.

– Sie werden aufgefordert einen Namen für die neue Kollisionsgruppe

einzugeben. Wählen Sie den Namen Test.

– Im rechten Fenster wird der Komponentenbaum der virtuellen

Arbeitszelle angezeigt. Wählen Sie die Komponenten aus, die Sie auf

Kollision prüfen wollen. In dem Beispiel wären dies die

Komponenten Box3 und Pallette1.Pallette.

– Bestätigen Sie Ihre Auswahl durch Mausklick auf die Schaltfläche

Übernehmen.

– Schließen Sie das Konfigurationsfenster durch Mausklick auf die

Schaltfläche Schließen.

Es wird wieder das Fenster zur Kollisionserkennung geöffnet. Wählen

Sie im linken Fensterbereich jeweils die Gruppe Test aus und mit Klick

auf den Doppelpfeil übertragen Sie diese Daten in das rechte

Arbeitsfenster Testpaare.

Page 76: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

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Bild 5.3: Auswahl Testpaare

Bestätigen Sie diese Auswahl mit Ok. Sie haben über die Schaltfläche

Optionen noch die Möglichkeit, verschiedene Einstellungen zur

Darstellung der Kollisionserkennung auszuwählen.

Bild 5.4: Anzeige der Kollisionserkennung

Page 77: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

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Zur Aktivierung der Kollisionserkennung klicken Sie auf nebenstehende

Schaltfläche in der Symbolleiste, dies entspricht dem Menübefehl

Simulation-> Kollisionserkennung. Nun starten Sie nochmals einen

Simulationslauf. Sie werden beobachten, dass sich das blaue

Werkstück beim Transport zur ersten Palette vor der Ablage rot

verfärbt.Das ist das Signal einer Kollision. Diese Kollision bleibt

natürlich erhalten, weil das Werkstück auf die Palette abgesetzt wird.

Wie können wir die ungewünschte Kollision vor dem Absetzen

beseitigen?

Ersetzen Sie die Zeile 40 durch

40 MVS P2,-30

41 MOV P3,-30

42 MVS P3

Zur weiteren Veranschaulichung der Kollisionserkennung wenden Sie

Ihr Beispielsprogramm in der leicht veränderten Arbeitszelle NextSteps

RV-2AJ.mod an und testen Sie auf Kollision mit der Glaswand.

Die Sensorsimulation erweitert die Fähigkeit von CIROS®, vollständige

Roboterzellen zu simulieren. Viele in der Fertigungsautomatisierung

eingesetzte Sensoren können realistisch parametriert und simuliert

werden. Eine in der Realität nicht mögliche Visualisierung der

Sensormessbereiche hilft in der Planungsphase zusätzlich, Fehler im

Design zu vermeiden. In zahlreichen Arbeitszellen werden Sensoren

eingesetzt, wie z.B. in der 'MPS ® RobotStation' zur Erkennung von

Objekten und Materialien. Die Eigenschaften dieser Sensoren können

mit dem Modell-Explorer analysiert werden, vgl. Kapitel 6.3.

Lösungsvorschlag

5.2

Sensorsimulation

Page 78: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

78 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 78

Der S7-Simulator für CIROS® interpretiert ablauffähige S7-Programme.

Jede Arbeitszelle kann mehrere speicherprogrammierbare Steuerungen

enthalten. Jede SPS wird von einem S7-Programm gesteuert. In CIROS®

Robotics können Sie das vorhandene S7-Programm nicht ändern.

Mit dem Menübefehl Programmierung S7 Programmverwaltung

erhalten Sie einen Überblick über die in Ihrer Arbeitszelle enthaltenen

S7-Steuerungen und die dort geladenen S7-Programme. In einer

übersichtlichen Baumstruktur verdeutlicht die S7 Programmverwaltung

für jede Steuerung innerhalb der Arbeitszelle den Namen und die

Struktur des geladenen SPS-Programms. Es kann aus folgenden

Bausteinen bestehen:

Organisationsbausteinen

Funktionsbausteinen

Datenbausteinen

Funktionen

Systemfunktionen

Mit einem Doppelklick auf einen Baustein können Sie den Inhalt jedes

Bausteintyps betrachten.

Mit dem Menübefehl Programmierung, -> Steuerungsauswahl erhalten

Sie das Fenster zur Anzeige und Auswahl der einzelnen Steuerungen.

Wählen Sie hier aus, welche Steuerungen Sie aktivieren möchten.

Angezeigt werden alle Objekte, die über eigene Steuerungen verfügen.

5.3

SPS-Simulation

5.4

Steuerungsauswahl

Page 79: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

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Jedem Roboter ist in CIROS eine eigene Steuerung zugeordnet. In diese

Steuerung können Programme geladen werden, die gestartet, gestoppt

oder schrittweise ausgeführt werden können. Hierfür muss die

Steuerung aktiviert sein.

Die Anzeige von Roboterpositionen in Achs- oder Weltkoordinaten, die

Anzeige von Ein- und Ausgängen sowie das Teach-In erfolgen stets für

einen ausgezeichneten Roboter, der in dieser Liste als Master

gekennzeichnet ist.

Durch einfaches Klicken in das Master- oder das Aktivitätsfeld können

Steuerungen aktiviert, deaktiviert oder zur ausgezeichneten Steuerung

(Master) gemacht werden.

Weiterhin sind Positionslisten und Programme stets einem bestimmten

Roboter zugeordnet. Wenn Sie ein Positionslisten- oder

Programmfenster aktivieren, dann wird automatisch der zugeordnete

Roboter zum ausgezeichneten Roboter (Master).

Durch Mausklick in das Auswahlfeld der entsprechenden Steuerung

wird diese zum Master. Falls sie inaktiv war wird sie auch gleichzeitig

aktiviert. Folgende Fensterinhalte bzw. Parameter beziehen sich immer

auf die jeweilige Master-Steuerung:

Positionsfenster (Achs- bzw. Weltkoordinaten)

Positionslistenfenster

I/O - Fenster

Teach-In-Fenster

Laden von zu einer Steuerung gehörenden Programmen

(IRL, S5 SPS, etc.)

Hier wird der Name der Steuerung angezeigt.

Master

Steuerung

Page 80: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

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Durch Mausklick in das zur Steuerung gehörende Auswahlfeld wird

diese aktiviert bzw. deaktiviert. Die Master-Steuerung ist immer aktiv,

sie kann nicht deaktiviert werden.

Das Aktivieren bzw. Deaktivieren von Steuerungen hat folgende

Konsequenzen:

Start/Stop von Programmen wird nur bei aktiven Steuerungen

ausgeführt. Zustandsmeldungen werden nur von aktiven

Steuerungen ausgewertet.

Start/Stop von Programmen wird nur bei aktiven Steuerungen

ausgeführt. Zustandsmeldungen werden nur von aktiven

Steuerungen ausgewertet

In diesem Feld wird angezeigt, ob die entsprechende Steuerung arbeitet

oder nicht. Alle aktiven Steuerungen werden nach Anwahl des

Menüpunkts 'Start‚ bzw. 'Stop‚ im Menü 'Ausführen‚ nacheinander

gestartet oder gestoppt.

Zur Konfiguration verwenden Sie den Menübefehl Einstellungen ->

Simulation.

Aktivität

Start/Stop

5.5

Einstellungen

Page 81: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

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Der Simulationstakt gibt an, in welchen Zeitabständen die Simulations-

steuerung die Zwischenzustände von Robotern interpoliert und legt die

Zykluszeit für vorhandene Speicherprogrammierbare Steuerungen fest.

Desweiteren werden im Simulationstakt alle Erweiterungsmodule (z.B.

Sensorsimulation, Transportsteuerung, ...) berechnet.

Aus einem hohen Wert resultiert, dass die Simulation sehr schnell läuft,

aber auch entsprechend wenige Zwischenzustände berechnet werden.

Dies kann zur Folge haben, dass für den Ablauf wichtige

Zwischenzustände nicht berechnet werden. Ein niedriger Wert hingegen

berechnet mehr Zwischenzustände, benötigt dazu aber auch die

entsprechende Rechenzeit.

Angenommen, ein Roboter braucht zum Verfahren einer Strecke von 1m

genau eine Sekunde. Dies würde sich wie folgt auswirken:

Simulationstakt 0.040 0.100 0.200 0.500 1.000

Anzahl der Interpolationen 25 10 5 2 1

Der Visualisierungstakt gibt an, in welchen Abständen die

Visualisierung des Modells im Arbeitszellenfenster aktualisiert werden

soll. Je niedriger der Wert ist, desto häufiger wird die Ansicht der

Arbeitszelle aktualisiert. Das Bild wird dadurch fließender, der Ablauf

kann allerdings durch die zusätzlich benötigte Rechenzeit langsamer

werden.

Der Wert für den Visualisierungstakt muss immer größer oder gleich

dem Wert für den Simulationstakt gewählt werden, da sich der Zustand

des Modells (und damit auch die Darstellung) in Abhängigkeit vom

Simulationstakt ändert.

Wenn Sie diese Option aktivieren, wird am Ende einer Roboter-

bewegung sichergestellt, dass die Endposition auch dann dargestellt

wird, wenn sie zwischen zwei Takten liegt.

Simulationstakt

Beispiel

Visualisierungstakt

Endpositionen Anzeigen

Page 82: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

82 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 82

Schalten Sie diese Option ein, um eine Darstellung in Realzeit zu

aktivieren. Der Visualisierungstakt wird dann in der laufenden

Simulation entsprechend den Realzeitregelungsparametern an die

Realzeit angepasst, so dass die Simulation in Realzeit abläuft.

Bei komplexen Modellen oder bei nicht genügend Rechenleistung kann

der Fall eintreten, dass die Realzeitregelung nicht möglich ist, was zu

einer dauerhaften Erhöhung des Visualisierungstaktes führen würde.

Dieser Effekt wird durch den Maximalen Visualisierungstakt begrenzt.

Der Visualisierungstakt kann sich nur zwischen dem Simulationstakt

und dem Maximalen Visualisierungstakt bewegen.

Dieser Parameter bestimmt, mit welcher Konstanten

(Verstärkungsfaktor P) der Visualisierungstakt bei der Realzeitregelung

geregelt wird. Sinnvolle Werte liegen zwischen 0.1 und 0.6. Ein kleiner

Wert bewirkt, dass der Visualisierungstakt nur relativ langsam korrigiert

wird, große Werte führen eventuell zu starken Schwankungen.

Geben Sie hier eine Obergrenze für den Visualisierungstakt ein. Bei

aktiver Realzeitregelung versucht das System automatisch, einen

Visualisierungstakt einzustellen, der zu einem Ablauf der Simulation

parallel zur realen Zeit führt. Diese Realzeitregelung ermöglicht eine

realistische Abschätzung z.B: der Bewegungsgeschwindigkeiten von

Robotern.

Dieser Parameter bestimmt, mit welcher Konstanten das Verhältnis

zwischen Simulationszeit und Realzeit geregelt wird. Bei Default-Wert

1.0 wird die Simulationszeit auf die Realzeit geregelt. Ein Wert größer

1.0 lässt die Simulationszeit schneller als die Realzeit laufen, Werte

kleiner 1.0 verringern die Simulationszeit gegenüber der Realzeit.

Wird ein Wert von 5 gewählt, so versucht die Realzeitregelung, die

Simulationszeit um den Faktor 5 schneller laufen zu lassen als die Real-

zeit. 50 Sekunden Simulationszeit werden dann in ca. 10 Sekunden

Realzeit vergehen.

Realzeitregelung

aktivieren

Reglerparameter

Maximaler

Visualisierungstakt

Sollverhältnis

Simulations-/Realzeit

Page 83: CIROS Robotics Handbuch

5. Simulation

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Wählen Sie diese Option, um ungenutzte Rechenleistung ihres

Computers zur Verfeinerung des Simulationstaktes zu verwenden.

Der Simulationstakt wird dann in Abhängigkeit von der verfügbaren

Rechenleistung dynamisch heruntergeregelt, was bei genügend

Rechenleistung zu einer flüssigeren Simulation führen kann. Eine

Untergrenze für die Optimierung kann im Feld Minimaler

Simulationstakt festgelegt werden.

Gibt die untere Grenze der Option Optimierung des Simulationstaktes

an.

Optimierung des

Simulationstaktes

Minimaler Simulationstakt

Page 84: CIROS Robotics Handbuch

84 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 84

Obwohl Sie in CIROS® Robotics keine neuen Arbeitszellen speichern

können, so haben Sie doch die Möglichkeit zahlreiche

Modellierungsfunktionen innerhalb der Arbeitszellen zu nutzen, um

Layouts zu verändern und Problemstellungen in anderen

Konfigurationen zu analysieren.

Sie können keine Änderungen der Arbeitszelle speichern.

Zur Modellierung robotergestützter Arbeitszellen in CIROS® stehen

Ihnen verschiedene Hilfsmittel wie Modellbibliotheken und der Modell-

Explorer zur Verfügung. An Hand des in Kapitel 4 betrachteten Beispiels

werden Sie mit der Möglichkeit der Veränderung des Layouts vertraut

werden. Die volle Funktionalität ist in CIROS® Studio verfügbar. Hier

können Sie auch die Arbeitszellen speichern und für die Robotics-

Version freischalten.

In der Modellhierarchie von CIROS® sind die folgenden Elementtypen

enthalten

Objekte Die oberste Einheit in der Elementestruktur sind die Objekte.

Beispiel: Ein Roboter ist ein Objekt.

Gruppe Die Gruppen sind Objekten zugeordnet. Jede Gruppe kann einen

Freiheitsgrad besitzen und ist somit gegenüber der vorherigen

Gruppebeweglich.

Beispiel: Die Achse eines Roboters ist eine Gruppe

Komponenten Die Komponenten sind Gruppen zugeordnet und bestimmen die

grafische Darstellung.

Beispiel: Eine Fläche, ein Quader oder ein Polyeder sind

Komponenten.

6. Modellierung

6.1

Modellhierarchie

Page 85: CIROS Robotics Handbuch

6. Modellierung

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Greiferpunkte Damit ein Objekt ein anderes Objekt greifen kann, wird einer Gruppe

des greifenden Objektes ein Greiferpunkt zugeordnet.

Beispiel: Am Flansch der sechsten Achse eines Roboters befindet

sich ein Greiferpunkt.

Greifpunkte Um von einem anderen Objekt gegriffen werden zu können, wird

einer Gruppe des zu greifenden Objektes ein Greifpunkt zugeordnet.

Beispiel: Ein Werkstück, das gegriffen wird, besitzt einen Greifpunkt

Mittels des Modell-Explorers kann auf alle Elemente einer Arbeitszelle

zugegriffen werden. Dies gilt neben den Objekten und unterlagerten

Elementen auch für Materialien, Bibliotheken, Beleuchtungs-

einstellungen und alle E/A-Verknüpfungen.

Den Modell-Explorer öffnen Sie mit dem Menübefehl Modellierung

Modell-Explorer (Strg+T)

Bild 6.1: Modell-Explorer

6.2

Modell-Explorer

Page 86: CIROS Robotics Handbuch

6. Modellierung

86 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 86

Das Fenster des Modell-Explorers ist zweigeteilt:

Im linken Teil ist ein Navigationsbaum mit den Ordnern für die einzelnen

Elemente einer Arbeitszelle dargestellt.

Die Elementliste im rechten Teil enthält die Elemente des im

Navigationsbaum ausgewählten Elementordners. Um auf ein Element

zuzugreifen, können Sie es sowohl im Navigationsbaum, wenn es dort

aufgeführt ist, als auch in der Elementliste auswählen, indem Sie mit

der Maus auf das Element klicken.

Ein von der Elementauswahl abhängiges Kontextmenü mit den

wichtigsten Befehlen erreichen Sie durch Klicken der rechten Maustaste

auf ein Element oder einen Elementordner.

In dem Ordner Objekte finden Sie alle Komponenten der Arbeitszelle. In

der Funktionsbeschreibung zu den Arbeitszellen verweisen wir genau

auf diese Namen.

Sie möchten die genaue Lage des 'grünen Werkstücks' in der

Arbeitszelle 'FirstSteps' in Weltkoordinaten feststellen.

1. Sie öffnen den Modell-Explorer und dann den Editiermodus durch

den Menübefehl Modellierung Editiermodus (Strg+E). Sie

klicken auf das grüne Werkstück. Das Objekt wird markiert und das

zugehörige Objektkoordinatensystem angezeigt. Im

Navigationsbaum wird der Ordner 'Objekte' und im Anzeigefenster

die entsprechende Komponente 'Box2' markiert. Damit haben Sie

die gewünschte Zuordnung gefunden.

2. Sie klicken im Navigationsbaum das Objekt 'Box2' an und wählen

über das Kontextmenü den Befehl Eigenschaften aus. Sie erhalten

das Dialogfenster Objekteigenschaften und wählen das Register

Lage aus.

Beispiel

Page 87: CIROS Robotics Handbuch

6. Modellierung

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Bild 6.2: Objekteigenschaften

Hier können Sie dann sowohl die kartesischen Koordinaten des

Nullpunktes vom Objektkoordinatensystem als auch die

Orientierungslage (Roll = Drehung um z-Achse; Nick = Drehung um y-

Achse; Gier = Drehung um x-Achse) vom Objekt relativ zum

Weltkoordinatensystem ablesen.

Bild 6.3: Lagebeschreibung

Page 88: CIROS Robotics Handbuch

6. Modellierung

88 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 88

Wir wollen unsere Beispielsaufgabe dahingehend ergänzen, dass das

grüne Werkstück in der Mitte des Tisches liegen soll und zwar um 45°

gedreht relativ zum Weltkoordinatensystem:

1. Die Anzeige der kartesischen Koordinaten und der

Orientierungswerte im Dialogfeld Objekteigenschaften kann direkt

überschrieben werden oder Sie können mit Hilfe der angefügten

Pfeiltasten den Wert entsprechend der eingestellten

Inkrementeinheit verändern. Das Werkstück nimmt dann

unmittelbar die neue Position an, wenn Sie den neuen Sollwert mit

der Schaltfläche Set bestätigen.

2. Verändern Sie die y-Koordinate und den Roll-Winkel entsprechend.

Das Dialogfeld Objekteigenschaft enthält weitere Parameterdaten, die

in den Registern Allgemein, Größe, Darstellung, Erweitert, BMK,

Erweiterte Mechanismen angeordnet sind. Nur in CIROS® Studio können

Sie diese zusätzlichen Objekteigenschaften verändern.

Objekte in einer Arbeitszelle können auch als Bibliothekselemente

zusammengefasst sein. Zielsetzung ist, dass diese Objekte

untereinander stets in einer festen Geometriekonstellation angeordnet

sein sollen. Bibliothekselemente erkennt man in der Objektliste durch

folgende Bezeichnungskonvention. Der Name eines

Bibliothekselements ist stets zweiteilig: Bibliotheksname.Objektname

Beispiel: (Arbeitszelle 'FirstSteps'): Palette1.Palette

Es können nur die Eigenschaften des entsprechenden

Bibliothekelements geändert werden. Wenn Sie z.B. die Lage der ersten

Palette ändern wollen, dann müssen Sie auf das Element 'Palette1' im

Bibliotheksordner des Navigationsbaums klicken und das Menü

Eigenschaften im Kontextmenü öffnen.

Änderung der

Objekteigenschaften

Lösung

Bibliothekselemente

Page 89: CIROS Robotics Handbuch

6. Modellierung

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Verwenden Sie den Ordner E/A-Verknüpfungen im Navigationsbaum,

dann erhalten Sie eine Übersicht über alle Zuordnungen zwischen

Ausgängen und Eingängen, wobei zu jedem Aus- bzw. Eingang das

zugehörige Objekt bezeichnet ist.

Bild 6.4: Liste der E/A-Verknüpfungen

Diese Übersicht finden Sie auch in der Dokumentation zur Arbeitszelle.

Sie wollen zusätzlich wissen, welches Eingangsbit dem symbolischen

Eingang 'Part_AV' der Robotersteuerung in der Arbeitszelle 'MPS

RobotStation.mod' zugeordnet ist.

E/A-Verknüpfungen

Page 90: CIROS Robotics Handbuch

6. Modellierung

90 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 572752 90

Sie öffnen den Ordner zum Objekt RV-2AJ und markieren das

Unterverzeichnis Eingänge. Dann werden im rechten Anzeigefenster alle

Eingangsbits angezeigt.

Sie können ablesen, dass der gesuchte Eingang auf dem Eingangsbit-

Nr. 8 liegt.

Sie haben schon in 6.2 gelernt, wie Sie Objekteigenschaften so

verändern können, dass Sie damit auf einfache Art und Weise das

Layout der Arbeitszelle modifizieren.

Es gibt zahlreiche weitere Möglichkeiten, die Modellierung Ihrer

Arbeitszelle in CIROS® Robotics sinnvoll umzugestalten.

Sie wollen die Beleuchtung der grafischen Darstellung verändern. Die

Beleuchtung besteht aus dem Umgebungslicht und bis zu 7

zusätzlichen Lichtquellen. Öffnen Sie den Ordner Beleuchtung und

selektieren Sie das Objekt 'Umgebungslicht'. Über das Kontextmenü

öffnen Sie das Dialogfenster Eigenschaften. Sie können die Intensität

des Lichtes und die Farbe verändern.

Sie wollen prüfen, welche Lichtquellen in der Beispielszelle

eingeschaltet sind und wie diese Lichtquelle auf die Zelle einwirkt.Dazu

markieren Sie z.B. die Lichtquelle 1 per Mausklick. Es wird im

Arbeitszellenfenster durch einen Strahl die Ausrichtung der Lichtquelle

grafisch anzeigt und das zugehörige Objekteigenschaftsfenster

geöffnet. Sie können die Lichtquelle ein- und ausschalten, ihre

Ausrichtung, ihre Intensität und Farbe einstellen.

Lösung

6.3

Beispiel: Modellierung in

einer Arbeitszelle

Beleuchtung

Page 91: CIROS Robotics Handbuch

6. Modellierung

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Sie wollen die Sensorsignale z.B. in der Zelle MPS-RobotStation sichtbar

machen.

Sie öffnen den Modell-Explorer und öffnen das Eigenschaftsfenster der

Arbeitszelle. Selektieren das Menü Sensorsimulation und klicken die

Option Sensorstrahl anzeigen an.

Sensorsignale anzeigen

Page 92: CIROS Robotics Handbuch

6. Modellierung

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