Robotersteuerung Scara

Problemstellung
Die HTBLA Neufelden hat im Zuge einer früheren Diplomarbeit einen Scara Roboter fertigen lassen, welcher jetzt mit einem Programm zur Steuerung versehen werden soll. Außerdem soll noch ein Werkzeugwechselsystem dazugefügt werden.

Zielsetzung
Mit diesem Roboter wird eine Laborübung erstellt, welche im Robotik Unterricht eingesetzt werden kann.
Der Scara – Roboter soll mit Hilfe von Stiften, welche in einer eigens konstruierten Stifthalterung befestigt sind, in der Lage sein, vom Benutzer eingegebene Abläufe selbstständig auszuführen. Bei den Bewegungen kann man zwischen einer Geraden und einer freien Bewegungen wählen.

Projektablauf
Nach Auftragserteilung begannen wir mit der Inbetriebnahme des bestehenden Roboters mit der Beckhoff – CNC Applikation. Anschließend setzten wir mit der Konstruktion des Wechselsystems und mit der Programmierung unseres Eingabefensters fort. Nach erfolgreicher Zwischenpräsentation wurde beschlossen, dass unser Projekt weiterverfolgt wird.
Wir begannen mit der Programmierung der Schnittstellen von C# und SPS sowie mit den Fertigungszeichnungen des Werkzeugwechselsystems. Als die Schnittstelle zwischen SPS und C# bestand, setzten wir mit der Auswertung der Positionen des Roboters und mit der Ansteuerung der einzelnen Achsen fort. Nach der Fertigung des Werkzeugwechselsystems gaben wir die Zeichnungen der Werkzeugablage in die Werkstätte. Als die Werkzeugablage fertig gestellt war, wurde an der Programmierung des Werkzeugwechsels gearbeitet.

Ergebnis
Der Roboter besitzt einen Automatik- und einen Handbetrieb. Er kann freie Bewegungen durchführen sowie auch Geraden abfahren. Ein selbstständiger Werkzeugwechsel ist auch möglich. Es können auch mehrere Koordinatensysteme definiert werden, welche auf das Basiskoordinatensystem ungerechnet werden. Die eingegebenen Programme können als txt – Dokument abgespeichert und geladen werden. Eine grafische Gestaltung eines A4 – Blattes am PC ist auch möglich.

Verwertbarkeit
Es wird eine Laborübung erstellt die im Robotikunterricht eingesetzt werden kann. Diese Übung soll die arbeitsweise eines Scara – Roboters näher bringen. Die Bedienung der Scara Roboters ähnelt der des ABB Roboters, der schon im Laborbetrieb verwendet wird.

Systembeschreibung
Die Eingabe der Positionen und die Bedienung erfolgt über eine C# Applikation. Die eingegebenen Positionen werden in Winkel umgerechnet und in einem Array an die SPS gesendet. Die SPS Regelt den Roboterarm zu den einzelnen Positionen. Wenn die Position bis auf eine bestimmte Genauigkeit erreicht ist, wird die nächste Position angesteuert. Es werden auch andere Daten an die SPS gesendet, wie z.B.: Magnet ein/aus und das verwendete Werkzeug. Die Hauptberechnung erfolgt aber in der C# Applikation. Hier werden die Koordinatensysteme zurückgerechnet, die Positionen der Geraden ermittelt, die Positionen in Winkelkoordinaten übersetzt und die Daten visuelle aufbereitet.