1. Priemyselný robot - čo to je a z čoho sa skladá?

1.1. Priemyselný robot - definícia
Norma PN-EN ISO 8373: 20011 uvádza nasledujúcu definíciu priemyselného robota:


V norme sa uvádzajú aj základné parametre priemyselných robotov:
- počet riadených osí, zvyčajne, v závislosti od robota, od 2 do 7; tento parameter určuje stupne voľnosti, ktoré sa premietajú do stupňa zložitosti činností, ktoré je robot schopný vykonávať; každá os má určitý rozsah uhlových pohybov,
- užitočné zaťaženie, t. j. maximálna hmotnosť, ktorú môže priemyselný robot zdvihnúť alebo presunúť na iné miesto,
- dosah, definovaný ako polomer oblasti, v ktorej je robot schopný pracovať,
- rýchlosť pohybu, ktorá určuje maximálnu rýchlosť, ktorou sa robot môže pohybovať v každej osi; tento parameter je definovaný v rad/s pre rotačné osi alebo v mm/s pre lineárne osi,
- presnosť a opakovateľnosť, ktoré určujú presnosť pohybu robota.

1.2 Priemyselný robot - z čoho sa skladá?
Priemyselné roboty sa skladajú z 3 základných prvkov:
manipulátor - výkonná časť priemyselného robota

V závislosti od aplikácie existujú rôzne typy manipulátorov: bežné manipulátory a manipulátory s dutými prevodmi - manipulátory zváracích robotov majú často typ konštrukcie, ktorá umožňuje umiestniť do ramena robota káble, napr. zváracie káble alebo prídavné pneumatické alebo elektrické zväzky.
riadiaca jednotka - riadiaca jednotka priemyselného robota

Okrem toho - z hľadiska automatizácie a robotiky,  sú dôležité komunikačné schopnosti riadiacej jednotky - tieto jednotky zvyčajne podporujú väčšinu protokolov, ako sú Ethernet IP, Profinet, Profibus atď.
Zaujímavý fakt: elektronické systémy sú čoraz menšie, takže ak porovnáme desaťročia staré riadiace jednotky so súčasnými riešeniami, ukáže sa, že sú niekoľkonásobne menšie. Niekedy sú regulátory umiestnené v ramenách manipulátora.
Teach Pendant - diaľkový ovládač na ovládanie priemyselného robota

Teach Pendant  má zvyčajne bezpečnostné tlačidlá, t. j. "deadman", pomocou ktorých možno robot spustiť v manuálnom režime. Umožňuje naprogramovať robota vo zvolenom jazyku a kontrolovať vykonávaný program - zastavenie, spustenie atď.

Softvér robota má široké možnosti využitia. Vďaka nemu používateľ komunikuje s riadiacou jednotkou, číta jej parametre, ukladá programy, funkcie alebo body. Umožňuje meniť konfiguráciu a programovanie robota v textovom jazyku. Ďalšie možnosti softvéru robota umožňujú ovládať a zobrazovať stav signálov v reálnom čase.

Chápadlo robota vykonáva prenos a prepravu kartónových preložiek, ktoré možno umiestniť medzi vrstvy krabíc. Okrem toho je vybavený mechanickými upínačmi, ktoré uchopia paletu a presunú ju na vybrané miesto stanice.
Rameno robota často obsahuje aj pneumatické vedenie a digitálne signály, ktoré sú ukryté v oblasti 3,4 osi – na ich ovládanie sa zvyčajne používa interná kabeláž robota.
Každé robotické pracovisko má rôzne časti bezpečnostného systému. Pri dodávke pracovných staníc v rámci Európskej únie by mal výrobca priložiť dokument potvrdzujúci zhodu so všeobecne platnými normami. Tieto požiadavky striktne definujú pravidlá, ktoré by mali spĺňať použité časti bezpečnostného systému.
Príklady prvkov bezpečnostného systému:
- bezpečnostný plot - pracovný priestor robota je oddelený plnými alebo sieťovými panelmi, ktoré sa vyberajú na základe vopred vykonaného hodnotenia rizík,
- svetelné závory namontované na stĺpoch, ktoré v prípade prerušenia človekom na pracovisku počas cyklu robota zastavia pohyb robota v núdzovom režime,
- hlavný vstup do stanice priemyselného robota je monitorovaný skenerom, ktorý má vhodne oddelené zóny umožňujúce napríklad prechod mobilného robota počas práce stanice,
- systém monitorovania osí robota - počas práce stanice môže takýto systém nezávisle kontrolovať a overovať, v akom priestore robot v danom okamihu pracuje,
- bezpečnostné tlačidlá E-STOP - takéto tlačidlá sú vo vnútri aj mimo stanice, na Teach Pendante a na kontroléri robota - umožňujú núdzové zastavenie stanice.
Bezpečnostné systémy navzájom komunikujú prostredníctvom bezpečnostného ovládača, ktorý podporuje nadradené ovládanie bezpečnostných prvkov zabudovaných v stanici.
Vďaka týmto funkciám môžete dynamicky ovládať a monitorovať zóny, v ktorých sa robot pohybuje. V situácii, keď priemyselný robot prekročí bezpečnostnú zónu, sa stanica zastaví v núdzovom režime - vtedy je potrebné manuálne presunúť robota z priestoru mimo bezpečnostnej zóny.

Riadenie celej aplikácie zabezpečuje riadiaca jednotka PLC, ktorá komunikuje s robotom, priemyselným počítačom, mobilným robotom a meničmi. Všetky komponenty pohonu a riadenia sú zabudované do elektrickej skrine.
3. Robotizovaná pracovná stanica - ako sa takýto systém programuje?
Každá časť robotizovanej stanice by mala byť naprogramovaná samostatne a každá z nich má vlastný špecializovaný softvér, ktorý umožňuje realizáciu vybraných funkcií.
Vykonáva sa prostredníctvom obslužného softvéru špecifického pre ovládač. Samotná logika programu sa realizuje pomocou štruktúrovaného textu - to umožňuje spúšťať jednotlivé sekvencie, ktoré vykonávajú aplikáciu paletizácie.
V danom okamihu sa spustia meniče, zavolá sa mobilný robot s rozmiestňovačmi a môžete spustiť program robota. Okrem toho PLC číta údaje zo snímačov, ktoré kontrolujú správnu činnosť aplikácie.
Konfiguráciu a programovanie priemyselného robota možno vykonať niekoľkými spôsobmi - samotná logická časť bola naprogramovaná pomocou softvéru robota, zatiaľ čo pohybové programy boli vytvorené čiastočne na Teach Pendante a čiastočne v softvéri, ktorý umožňuje vytvoriť schému vzoru kartónov na palete, ktorá je nainštalovaná v priemyselnom počítači. Samotný program sa posiela do priemyselného robota spolu s pohybovými bodmi - robot presne vie, kedy má dosiahnuť ktorý bod a za akých podmienok. -> Viac informácií nájdete v bode 5.

3.3. Programovanie mobilného robota
Mobilného robota naučíme cestu, ktorú má prejsť, uložíme ju ako misiu a v ďalšej fáze môžeme vďaka komunikácii zavolať robota v správnom okamihu vďaka programu PLC.
Najdôležitejším aspektom je komunikácia celého systému - v tomto prípade je realizovaná niekoľkými protokolmi: Ethernet IP, EtherCAT a TCP IP. Nastavuje sa medzi riadiacou jednotkou PLC a jednotlivými zariadeniami, ktoré komunikujú vo vlastných protokoloch.
Budúcnosť Industry 4.0 umožní štandardizáciu komunikácie a programovania.

Pomocou bezdrôtovej komunikácie 5G k nej môžeme pristupovať v podstate z akéhokoľvek zariadenia.
Operátor spustí aplikáciu tlačidlom Štart. Ak sa pracovná stanica zastaví uprostred prevádzky, jej prácu možno obnoviť.

V prípade samotného priemyselného robota je možné v núdzových situáciách po prepnutí do učiaceho režimu pohybovať robotom manuálne pomocou Teach Pendantu.
Keď sa vyskytne chyba, PLC informuje používateľa o kóde chyby prostredníctvom HMI a navrhne, čo by mohlo pomôcť vyriešiť problém.
Existuje niekoľko možností programovania priemyselných robotov.
Prvým a najpoužívanejším je blokový jazyk. Ide o dosiahnutie vybraného bodu v priestore, pre ktorý je definovaný počet parametrov, napr. čakanie na vybrané vstupy alebo zapnutie vybraných výstupov.

5.2. Programovanie priemyselného robota - textový jazyk
Druhou formou programovania priemyselného robota je textový jazyk, ktorý umožňuje pripraviť logický alebo pohybový program na počítači a potom ho nahrať do robota a naučiť polohu.


Je možné použiť oba jazyky pri programovaní RPM (Robot Program Motion) - čiastočne v blokovom jazyku, čiastočne v textovom jazyku.
Pokiaľ ide o učiace body, môžete to urobiť tak, že sa priblížite k vybranej pozícii a uložíte ju, alebo vykonáte predtým napísaný program pomocou Teach Pendantu a uložíte pozície pre jednotlivé kroky.


Ak je robotická stanica dobre nakalibrovaná, takýto program sa môže spustiť bez korekcií polohy. V ostatných prípadoch možno použiť riešenia, ktoré budú podporovať korekciu trajektórie v reálnom čase.

Chcete sa dozvedieť viac? Kontaktujte nás.