SEMINAR II

Robotizacija proizvodnjeRobotsko sestavljanje

Strokovno vodstvo: izr. prof. dr. Peter Cafuta doc. dr. Boris Curk uni. dipl. ing. Marjan Španer

Izvajalca projekta: Saša Klampfer Primož Boldižar

Pregled vsebine

Predstaviti vam želimo:

Vzroke problematike prepoznavanja sestavnih elementov ter ustrezne rešitve (kalibracija tipala, nastavljanje višine odčitavanja, nastavitev občutljivosti…)

Vzroke problematike pobiranja gradnikov iz tekočega traku na odjemalnem mestu ter možnosti za razrešitev.

Rešitve, kako odpraviti težave pri sestavljanju elementov. Kako rešiti problematiko toleranc pri sestavljanju. Robotsko sestavljanje

Vključene komponente

Za izvedbo projekta smo uporabili manipulator Motoman HP6, tekoči trak ter elemente lesene hiše:

Vzroki problematike prepoznavanja elementov

Dejavniki ki vplivajo na pravilnost odčitavanja:

Ploskve sestavnih elementov, kjer se vrši odčitavanje so različnih barv

Posamezni elementi so postavljeni na večji oddaljenosti od tipala kot drugi (npr. streha je bližje tipalu kot stranice)

Osvetljenost prostora (pri premajhna osvetlitvi je premalo odboja svetlobe do tipala)

Lega tipala (tipalo je pritrjeno na prijemalo, zato mora biti prijemalo pri odčitavanju v takšni legi, da žarek vpada pravokotno na površino telesa)

Rešitve problematike prepoznavanja elementov

Postavitev tipala na pravilno višino, da lahko zajamemo dovolj širok pas površine, ki jo v neki točki odčitavamo

Izvedemo kalibracijo tipala, kjer moramo najti kompromis, da lahko pravilno odčitavamo tudi pri spremembah zunanje svetlobe

Občutljivost tipala nastavimo tako, da dobro razločimo temne in svetle dele

Primer slabe nastavitve občutljivost: dobro razpoznavanje svetlih površin ter slaba razpoznava temnih površin in obratno

Strategija prepoznavanja elementov

Primer nepravilnega odčitavanja

Nepravilna prepoznava elementa zaradi temnejše obarvanosti odbojne površine:

Vzroki problematike pobiranja elementov

Dejavniki, ki vplivajo na problematiko pobiranja elementov:

Neidentičnost palet, iz katerih odjemamo gradnike. Odstopanja med posameznimi paletami znašajo tudi do 3 milimetre

Nepravilna izbira nivoja pnevmatskega signala s katerim prožimo prijemalo (premajhen stisk elementa)

Zdrs elementov iz prijemala ob stisku, zaradi prevelike razdalje čeljusti (prilagodimo potrebi)

Zaradi razlike med paletami, se lahko zgodi, da se element zatakne, malo zdrsi iz prijemala, ter posledično pokvari točko odlaganja

Nesimetričnost stiska prijemala

Rešitve problematike prijemanja elementov

Vsako paleto izberemo posebej za določen sestavni element ter jo pri sestavljanju izrecno uporabljamo v navezi s prvotno določenim elementom

Nivo pnevmatskega signala nastavimo na vrednost dveh atmosfer (optimalni prijem, minimalna deformacija gobice na čeljustih)

Razdaljo med prstoma prijemala prilagodimo glede na širino vseh elementov

Zatikanju se izognemo z pravilno izbiro palet Nesimetričnosti stiska se lahko izognemo s pomočjo

uporabe prijemala na objem Optimalna rešitev je uporaba identičnih palet

Odpravljanje težav pri zlaganju (sestavljanju elementov)

Na voljo imamo tri možnosti:

1) Vodenje manipulatorja po položaju in sili2) Uporaba prilagodljivega zapestja, ki ga tvorijo vzmeti3) Uporaba elastične podloge (prožna goba, ki se pri

deformaciji povrne v prvotni položaj).

Vodenje manipulatorja po položaju in sili: Takšna izbira je sicer možna, vendar za robotsko

sestavljanje neprimerna, saj je vodenje po položaju in sili namenjeno pobiranju elementov iz kalupov.

Teža elementa, vpliv gravitacije na manipulator in zaključena veriga prisilijo manipulator v majhna nihanja.

Nihanj si pri sestavljanju ne smemo privoščiti

Odpravljanje težav pri zlaganju (sestavljanju elementov)

Uporaba prilagodljivega zapestja, ki ga tvorijo vzmeti: Takšne rešitve se uporabljajo predvsem v avtomobilski

industriji za privijačenje pnevmatik na vzmetenje avtomobila (umetni vid + gibljivo zapestje).

Nakup vzmetnega mehanizma je precej drag. Časovna omejenost nam ni dopuščala izdelave omenjene

rešitev

Uporaba elastične podloge: Je enostavna in cenovno ugodna rešitev. V določeni meri nadomesti gibljivo zapestje in omogoči

prilagajanje pri sestavljanju. Varuje sestavne dele pred poškodbami, kakor tudi sam

manipulator.

Primer vodenja po položaju in sili (podajnost manipulatorja)

Vodenje po položaju

Vodenje po sili

Problematika pri majhnih tolerancah

V našem primeru smo problematiko majhnih toleranc reševali s prilagajanjem elementov. Poglejmo primer:

Stranici pritisnjeni ob zatiče dna hiše, v notranjost

Razdalja se zmanjša, zračnosti pri majhni stranici praktično ni

Rešitev problematike toleranc

Na predhodnem primeru sta se stranici povesili v notranjost zaradi dokaj velike zračnosti lukenj

Posledično se je zmanjšala razdalja, ki je manjša od dolžine majhnih stranic.

Razmik velikih stranic na pravo razdaljo dosežemo z ustrezno obdelavo majhnih stranic:

Obdelava stičnega dela v polkrožno obliko, na spodnji strani majhne stranice (rdeče)

Pogled od strani na polkrožno zaobljen del

Profesionalne rešitve pri majhnih tolerancah

Pri natančnih sestavljanjih v tolerančnem območju desetinke milimetra se v praksi uporabljajo metode manevriranja.

Pri manevriranju gre za posnemanje obnašanja človeškega zapestja.

Zraven sodijo tipala za določitev položaja (podajajo informacijo o pravilnem položaju).

Prilagajanje orientacije lahko pasivno dosežejo s pomočjo RCC vezij, lahko pa tudi s pomočjo ustreznega premikanja manipulatorja.

Primer realizacije sestavljanja elementov

Uspešnost izvajanja projekta

Pri izvedbi projekta smo morali vključiti znanje iz različnih predmetov (robotika, modeliranje, simulacije itd.)

Projekt smo realizirali do konca, kar nam je omogočilo različne modifikacije na posameznih področjih (prilagoditev prijemala, modifikacija algoritma…).

Pri razreševanju nastalih problemov smo pridobili veliko novih znanj, ki nam bodo v bodoče še kako koristila.

Zaključna misel:

Zadeve na papirju izgledajo enostavno, v praksi pa se znajo dodobra zavozlati!

Hvala za pozornost