ImagingLab Robotics Library for DENSO Reference Guide

Eine nicht geringe Anzahl an heutigen Produktionsmaschinen erfordert Roboter, die in der Lage sind, mit ihrer Umgebung über Messdaten und Bildverarbeitung zu interagieren. NI LabVIEW unterstützt diese Art von Anwendungen, da es Messungen, Bildverarbeitung, Robotersteuerung und HMIs in einer einzigen, einfach zu handhabenden Umgebung vereint. Mithilfe der ImagingLab Robotics Library for DENSO können Robotersysteme intelligenter gestaltet werden, ohne dass fundierte Kenntnisse in der Roboterprogrammierung erforderlich sind. Die DENSO-Bibliothek bietet nicht nur Funktionen für eine flexible Montage, sondern ermöglicht auch die Integration von DENSO-Robotern in neue System- und Anwendungsarten in den Bereichen Prüf- und Laborautomatisierung sowie Präzisionsmontage.

In diesem Leitfaden werden die grundlegenden Konzepte der ImagingLab Robotics Library for DENSO mit Beispielen vorgestellt, so dass Anwender einen Ausgangspunkt für die Programmierung eigener DENSO-Roboter und bildverarbeitungsgestützter Systeme haben. Erfahren Sie, wie Sie die ImagingLab Robotics Library for DENSO einsetzen und machen Sie sich mit unterschiedlichen Anwendungsarten vertraut, u. a. mit Einzelpunktbewegungen, überblendeten Bewegungen und bildverarbeitungsgestützten Anwendungen. Der DENSO-Roboter sollte mit dem Programmiergerät (Teaching Pendant) betriebsfähig sein, so dass Sie das volle Potential des Beispielcodes nutzen können. Bitte beachten Sie, dass in diesem Leitfaden ein zu konfigurierendes System vorgestellt wird und keine schlüsselfertige Lösung. Es werden demnach nicht alle Aspekte der ImagingLab Robotics Library bzw. DENSO-Roboter vorgestellt. Sollten Sie Hilfe für die Entwicklung eines komplexen Robotersystems benötigen, setzen Sie sich bitte mit einem NI Partner in Verbindung.

Robslave

Um den Roboter in einen Slave-Modus zu versetzen, der mit LabVIEW gesteuert werden kann, müssen Sie das DENSO-Programm "robslave.pac" laden und ausführen. Das Programm ist im Umfang der auf dem Roboter-Controller installierten Software DENSO b-CAP enthalten. Verwenden Sie für den Download des Programms auf den Controller die DENSO-Software. Nachdem der Controller angeschlossen ist, nutzen Sie das Denso-Robslave-VI, um das Programm zu starten bzw. zu beenden.

Steuerung über Ethernet

Alle Roboteranweisungen aus LabVIEW werden über eine Ethernet-Verbindung an den Roboter-Controller gesendet. Der Roboter-Controller kann nur von einer IP-Adresse aus gesteuert werden. Diese muss dem Controller als gültiger Client hinzugefügt werden. Auf dem Programmiergerät können Sie dies über Settings»Communications Setting»Client durchführen. In diesem Menü können Sie die IP-Adresse des PCs oder Echtzeitgeräts, das an den Roboter angeschlossen werden soll, eingeben. Der Roboter muss zudem zum Empfangen von Anweisungen über Ethernet konfiguriert werden. Gehen Sie auf dem Programmiergerät zu Settings»Communications Setting»Ext Run und wählen Sie als Kommunikationsport für die Ausführung der Programme Ethernet aus. Der Ethernet-Port muss zusätzlich über Lese-/Schreiberechte verfügen. Diese werden unter Settings»Communications Setting»Permit aktiviert.

Verbindung

Um den DENSO-Roboter mit LabVIEW steuern zu können, muss sich der Schalter des Programmiergeräts in der Position Auto befinden. Des Weiteren muss die Funktion "Enable Auto Lines" auf dem Safety-I/O-Port aktiviert sein. Zusätzlich muss der Stop-all-Steps-Eingang des Min-I/O-Anschlusses des DENSO-Controllers bzw. der Step-Stop-Kanal an eine 24-V-Stromquelle angeschlossen werden. Eine Möglichkeit ist der Einsatz einer externen 24-V-Stromquelle. Die zweite Möglichkeit ist die Änderung der Jumper im Controller, so dass die 24 V intern zur Verfügung gestellt werden. Weitere Informationen hierzu finden Sie im DENSO-Benutzerhandbuch.

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Anbindung an den Roboter-Controller

Der erste Schritt bei der Programmierung von Anwendungen mit DENSO-Robotern ist die Initialisierung des Roboters und seiner Parameter. Um eine Verbindung mit dem Roboter-Controller herzustellen, öffnen Sie das Denso-Open-VI, mit dem Sie die IP-Adresse des Controllers und die Anzahl der Roboterachsen festlegen. Die IP-Adresse des Roboter-Controllers können Sie auf dem Programmiergerät über Settings»Communications Settings»Address ermitteln. Beachten Sie, dass Sie die IP-Adresse des PCs oder Echtzeitziels, welches an den Roboter-Controller angeschlossen ist, als gültigen Client hinzufügen (siehe oben). Im Denso-Open-VI kann die Anzahl der Achsen mit 6, 5, 4 oder Undefined angegeben werden. Es ist nicht notwendig, zwischen den verschiedenen Robotermodellen mit derselben Achsenanzahl zu unterscheiden. So können beispielsweise Programme, die für einen Roboter mit sechs Achsen der VS-Serie geschrieben wurden, auch mit einem Roboter mit sechs Achsen der VP-Serie ausgeführt werden, ohne dass LabVIEW-Code geändert werden muss.

Festlegung der Geschwindigkeiten

In LabVIEW können Sie zwei verschiedene Geschwindigkeitsarten festlegen: extern und intern. Externe Geschwindigkeit wird am häufigsten für die Steuerung der Bewegungsvariationen eingesetzt. So soll ein Roboter beispielsweise langsamere Bewegungen ausführen, während er ein Teil platziert, und schnellere Bewegungen, während er zur Aufnahme eines neuen Teils an den Ausgangspunkt zurückkehrt. Hierfür muss nur das External-Speed-VI zur Festlegung der gewünschten Geschwindigkeit aufgerufen werden, nachdem der Roboter das Teil platziert hat bzw. bevor er ein neues Teil aufnimmt. Interne Geschwindigkeit wird in der Regel für Prüfzwecke eingesetzt. Soll eine Prüfung mit 25 Prozent der Geschwindigkeit durchgeführt werden, kann die interne Geschwindigkeit auf 25 festgelegt werden. Daraufhin werden alle Roboterbewegungen mit 25 % der Ausgangsgeschwindigkeit ausgeführt. Eine andere Möglichkeit ist die Änderung der Geschwindigkeit im Programmcode selbst. Dies kann sich allerdings sehr mühselig gestalten, wenn viele unterschiedliche Geschwindigkeiten für die verschiedenen Bewegungen erforderlich sind. Legen Sie zur Sicherheit die interne und externe Geschwindigkeit für den Roboter fest, nachdem Sie das Programm robslave.pac gestartet haben, damit die Roboterbewegungen jedes Mal bei Ausführung des Programms mit der gewünschten Geschwindigkeit ausgeführt werden.

Strom ein/aus

Nach der Anbindung des Roboter-Controllers wird der Roboter erst dann mit Strom versorgt, wenn Sie das Denso-Servo-Set-ON-OFF-VI aufrufen. Öffnen Sie das VI, wenn sich der Motor im Modus Motor On befindet und bevor Sie Anweisungen senden. Ändern Sie den Motorstatus zu Motor Off, nachdem alle Bewegungen vollständig ausgeführt wurden.

Arbeitsbereich und Endeffektor

Bei DENSO-Robotern können Anwender ein Tool bzw. einen Endeffektor festlegen, der sich am Ende der kinematischen Kette befindet. Mit dieser Funktion ist es möglich, den Endeffektor auszutauschen, ohne dass eine komplette Änderung der programmierten Position notwendig ist. Stattdessen koordiniert das Programm die Bewegungen anhand der Parameter des eingesetzten Endeffektors, so dass dieselbe Zielposition erreicht wird. Im Koordinatensystem oder auch Arbeitsbereich werden mithilfe von kartesischen Koordinaten und Transformationen die absoluten Positionen des Roboters festgelegt. Die ImagingLab Robotics Library for DENSO erlaubt Anwendern mithilfe des nachfolgend abgebildeten VIs die Festlegung und Bearbeitung des Tools und des Arbeitsbereichs sowie das Hinzufügen neuer Tools bzw. Arbeitsbereiche. In dieser Abbildung ist zu sehen, wie ein Tool/Arbeitsbereich sowie neue Werte für ein Tool bzw. einen Arbeitsbereich festgelegt werden. Sie können die Eingabe von "Set" auf "Get" ändern, um die derzeitigen Werte und Einstellungen zu übernehmen.

In dem folgenden Whitepaper erfahren Sie mehr zur Programmierung von Einzelpunktbewegungen mit der ImagingLab Robotics Library for DENSO.