06/10/2012

1

Master PHUC NGUYENphucnt@hcmuaf.edu.vn

Christian ANTOINEChristian.antoine@univ-lyon1.fr

Sébastien HENRYsebastien.henry@univ-lyon1.fr

Industrial Robotic

Nong Lam University

06/10/2012

2

1

Robot architecture

Arm position1) Join position.

2) Cartesian position.

Move the robot1) Join move.2) Cartesian move.

Robotics and Vision IndustrialRobotics and Vision IndustrialRobotics and Vision IndustrialRobotics and Vision Industrial

06/10/2012

3

2

Robot Architecture

Controler (CS8C)Arm

MCPManual Control PanelWMS

Working Mode Selection

Flange

06/10/2012

4

3

Robot Architecture

brushless motorwith position sensor

Hall-effect

ControlerArm

Control voltage

Hall voltage

Program

06/10/2012

5

4

ATTENTION - VERY DANGEROUS

06/10/2012

6

DIMENSION OF ROBOT

06/10/2012

7

DIMENSION OF ROBOT

06/10/2012

8

7

TS60 WORK AREA

06/10/2012

9

8

WORK SPACE OF TS 60

06/10/2012

10

9

SAFETY WORK-SPACE

06/10/2012

11

10

Arm position

ConversionHall voltage

Joint position

Axis 1, revolute axis, value of the angle of rotation of part B relative to part AAxis 2, revolute axis, value of the angle of rotation of part C relative to part BAxis 3, linear axis, value of linear position of part D relative to part CAxis 4, revolute axis, value of the angle of rotation of part D relative to part C

Joint positionθ1 θ2 d3 θ4

θ4

d3

θ2

θ1

A

BC

D

06/10/2012

12

11

Cartesian position

Calculation of the Cartesian position from the angular position

Data:

• Joint position (θ1 θ2 θ3 θ4 θ5 θ6)

• Geometry of the robot (dimension of part A, B, C, etc)

Only one solution !

Arm position- BÀI TOÁN ðỘNG HỌC

Conversion

Hal

l vol

tage

Joint Pos.θ1 …θ6 Calculation

RmF/RfW

Cartesian position RmB/RfW

6 components

geometric model

WFWFWFWFWFWF RzRyRxzyx ////// ,,,,,

06/10/2012

13

12

Arm position

Cartesian positions

Conversion

Hal

l vol

tage

Joint Pos.θ1 …θ6 Calcul

RmF/RfW

Cart. Pos.RmF/RfW

Geometric model

Frameschift

RmT: tool frame

Pos. Cart.RmT/RfW

Frameschift

Pos. Cart.RmT/RfU

RfU: user frame

Displayon MCP

Joint position

Defined by you !

06/10/2012

14

13

•THIẾT LẬP LẠI MA TRẬN DH CHO ROBOT SCARA TS60 3 bậc .

•TÍNH BÀI TOÁN ðỘNG HỌC THUẬN VỊ TRÍ CHO ROBOT.

•SO SÁNH K�T QU� TÍNH TOÁN V�I PH�N MÔ PH�NG 3D.

BÀI TẬP LỚN 1 – TÍNH TOÁN ðỘNG HỌC CHO ROBOT DỰA VÀO KÍCH THƯỚC CỦA ROBOT.

06/10/2012

15

14

Robot Controller – ðiều khiển ROBOT.

ControllerArm

Control voltage

Hall voltage

Program

brushless motorwith position sensor

Hall-effect

06/10/2012

16

15

Moving a robotPrinciple

A robot always moves from its current position to a point !

Moving to a join positionA join position is defined by the value of six axis (θ1 θ2 θ3 θ4 θ5 θ6).

For the robot move to a join point is to reach this position at a given speed in a specific mode and a defined termination.

control

Control voltage

Join positionspeedMode

termination

6 Motors +6 sensorsHall voltage

Control loop in the speed and the position

06/10/2012

17

16

Moving a robotMode: Các kiểu di chuyển của robot :

There are three moving modes to reach a position:

• Joint (minimize time cycle): dịch chuyển tối thiểu thời gian dịch chuyển.

• Linear: dịch chuyển theo ñường thẳng cho robot.

• Circular: dịch chuyển theo nửa ñường tròn .(ñường cong có bán kính xác ñịnh)

XCurrente

TCP position

XJoin

Position

LinearSpeed at mm/s

JoinSpeed at % of max speed

In Joint mode, the exact trajectory is not known when programming. There is therefore a risk of collision during testing phases ! (out of software limits).

06/10/2012

18

17

Moving a robotTermination

There are two different termination : cách stop robot tại một ñiểm lập trình.

• Passing by the point

• Passing near the point (minimize time cycle)

XP1

XP3

Passing near a point, the exact path is not always known when programming. There is therefore a risk of collision during testing phases according to robot manufacturers !

P2X

XP1

XP3

P2X

Passing by the pointThe speed at P2 is necessarily zero

Passing near the point

06/10/2012

19

18

Moving a robot

Configuration of 6 axis robot

06/10/2012

20

19

Moving a robot

Configuration of 4-axis robot

06/10/2012

21

20

Moving a robot

Move to cartesian position: bộ nội suy ñiểm toạ ñộ decart trong robot.ðược ñịnh nghĩa bởi người dùng.

Competences of robot manufacturer !

Brushlessmotors

Join Pos.θ1 …θ6Frame

shift

Cart Pos.RmF/RfW

inverse geometricmodel

Calcul

RmU: user frameRmO: tool frame

ControlPos. Vit.

Cart Pos.RmT/RfU

Model

voltage

volatge

06/10/2012

22

21

Moving a robot

Controller

APPLICATION

TRANSFORMATION

Control

Interpretation of instructions

Calculation of axis angleFrame schift + inverse geometric model

Position and speed control

06/10/2012

23

22

STAUBLI SOFTWARE FOR SIMULATION OF ROBOT

Chạy chương trình : Start-> programs���� Staubli���� SRS����7.3���� staubli robot 7.3

Phần mềm quản lý ,mô phỏng , lập trình ứng dụng trước khi cho robot hoạt ñộng .

User of Robot

06/10/2012

24

23

CELL MANAGERS

06/10/2012

25

24

CELL MANAGERS

06/10/2012

26

25

VAL 3 STUDIO :

06/10/2012

27

26

VAL 3 STUDIO :

06/10/2012

28

27

Program here

VAL 3 STUDIO :

06/10/2012

29

28

EMULATOR CS8: BỘ ðiỀU KHIỂN GIẢ LẬP MCP

06/10/2012

30

29

TAB 3D STUDIO

06/10/2012

31

30

TRANSFER MANAGER

06/10/2012

32

31

REMOTE ACCESS

06/10/2012

33

32

06/10/2012

34

33

BEGIN OF APPLICATION.

Application 1: di chuyển nội suy ñến một ñiểm.Application 2: di chuyển tuyến tính ñến một ñiểm.Application 3: di chuyển theo cung tròn.Application 4: di chuyển kết hợp : thẳng và cung tròn.Application 5: Pick and Place object.Application 6: operator and robot.

06/10/2012

35

34

APPLICATION 1

DI CHUYỂN NỘI SUY ðẾN MỘT ðiỂM:

MOVEJ(pPot1, fVacumm,mNomSeed): với yêu cầu tối thiểu hoá thời gian di chuyển của

robot.

Movej(pPot1, Tool, Speed).:

Waitendmove().

06/10/2012

36

35

DI CHUYỂN THEO ðƯỜNG THẲNG:

MOVEL(pPOT1, Ftool, normspeed )

pPot1: x=0; y=0 ; z=5; rx=180;

ry=0; rz=103.

pPot2: x=0 ; y =100 ; z=5;

pPot3: x= -240 ; y=100 ; z=5;

pPot4: x= -240 ; y=0 ; z=5;movel(pPot1,Fvacuum,mLinear) : di

chuyen theo duong thang..

waitEndMove()

movel(pPot2,Fvacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

movel(pPot3,Fvacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

movel(pPot4,Fvacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

movel(pPot1,Fvacuum,mLinear)

waitEndMove()

APPLICATION 2

06/10/2012

37

36

Di CHUYỂN THEO CUNG TRÒN:

MOVEC(intermediat, destination, Normspeed).

movej(pPot1,Fvacuum,mNomSpeed)// di chuyen

den DIEM BẮT ðẦU VẼ...

waitEndMove()

movec(pPot2,pPot3,Fvacuum,mNomSpeed) // ve

từ bắt ñầu ñến ðIỂM TRUNG GIAN VÀ

ðIỂM KẾT THÚC....waitEndMove()

movej(pPot3,Fvacuum,mNomSpeed) // DIEM BAT

DAU VE....

waitEndMove()

movec(pPot4,pPot1,Fvacuum,mNomSpeed) //

DIEM TRUNG GIAN VA KET THUC....

waitEndMove()

APPLICATION 3

06/10/2012

38

37

APPLICATION 4

movej(pPot1,Fvacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

movel(pPot2,Fvacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

movec(pPot3,pPot4,Fvacuum,mNomSp

eed)

waitEndMove()

movel(pPot5,Fvacuum,mNomSpeed)

waitEndMove().

DI CHUYỂN KẾT HỢP TUYẾN TÍNH VÀ CUNG TRÒN – CHỮ U.

06/10/2012

39

38

APPLICATION 5: PICK AND PLACE OBJECT

Yêu cầu :

Tốc độ khi xuống gắp sản phẩm và nâng sản phẩm lên tương đối chậm , sau đó tốc độ di chuyển qua điểm để đặt chi tiết nhanh hơn , sau đó robot đặt chi tiết xuống và rút chi tiết lên với tốc độ chậm, sau đó robot quay trở lại điểm ban đầu với tốc độ nhanh .

06/10/2012

40

39

movej(pPot1,fVacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

movej(appro(pPot1,{0,0,70,0,0,0}),fVacuum,mPick)

waitEndMove()

movel(pPot1,fVacuum,mPick)

waitEndMove()

movej(pPot2,fVacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

movej(appro(pPot2,{0,0,70,0,0,0}),fVacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

movel(pPot2,fVacuum,mPick)

movel(pPot1,fVacuum,mNomSpeed)

waitEndMove()

CODE CHƯƠNG TRÌNH :

06/10/2012

41

40

BÀI TẬP LỚN SỐ 2 :

Hãy viết chương trình thể hiện robot di chuyển theo biên dạng sau : (các toạ ñộ ñiểm SV tự lựa chọn.)

06/10/2012

42

41

THE END OF THE COURSE ..

06/10/2012

43

42

Thank You For Attention.