hướng dẫn lập trình robot UR3

I. Tổng quan về robot UR................................................................................................................. 4 I.1. Giới thiệu.................................................................................................................................... 4 I.2. Thông số kỹ thuật ....................................................................................................................... 4 I.2.1. Robot Universal UR3 .............................................................................................................. 4 I.2.2. Bộ điều khiển........................................................................................................................... 5 I.2.3. Tay dạy lập trình ..................................................................................................................... 6 I.3. Lĩnh vực ứng dụng...................................................................................................................... 6 II. Cài đặt và mô phỏng robot universal trên máy tính.................................................................... 6 III. Hướng dẫn lập trình robot UR3............................................................................................... 10 III.1. Thiết lập robot ....................................................................................................................... 10 III.2. Thiết lập tọa độ làm việc của robot ....................................................................................... 14 III.2.1. Hệ tọa độ Base.................................................................................................................... 14 III.2.2. Tạo hệ tọa độ làm việc mới ................................................................................................ 15 III.2.3. Hệ tọa độ TCP Tool............................................................................................................ 16 III.2.4. Tạo TCP robot.................................................................................................................... 17 III.2.4.1. Tạo TCP robot................................................................................................................. 17 III.2.4.1. Tạo nhiều TCP robot ....................................................................................................... 18 IV. Khai báo địa chỉ IO ................................................................................................................ 20 IV.1. Sơ đồ kết nối IO robot........................................................................................................... 20 IV.2. Cài đặt IO robot trong chương trình.................................................................................... 21 V. Các lệnh lập trình robot cơ bản................................................................................................. 22 V.1. Các lệnh di chuyển .................................................................................................................. 22 V.2. Biến ......................................................................................................................................... 24 V.2.1. Kiểu biến .............................................................................................................................. 24 V.2.2. Khai báo biến ....................................................................................................................... 25 V.3. Lệnh Wait ................................................................................................................................ 25 V.4. Lệnh Set................................................................................................................................... 26 V.5. Lệnh Popup ............................................................................................................................. 27 V.6. Lệnh Halt................................................................................................................................. 27 V.7. Lệnh Comment ........................................................................................................................ 27 V.8. Lệnh Folder............................................................................................................................. 27 V.9. Lệnh Loop................................................................................................................................ 27Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát 3 HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH ROBOT UR3 V.10. Lệnh SubProgram ................................................................................................................. 28 V.11. Lệnh If ................................................................................................................................... 29 V.12. Lệnh Script ............................................................................................................................ 29 V.13. Lệnh Switch ........................................................................................................................... 29 VI. Các phím nhấn.......................................................................................................................... 30 VI.1. Move up, Move down............................................................................................................. 31 VI.2. Copy, Cut, Paste .................................................................................................................... 31 VI.3. Delete ..................................................................................................................................... 31 VI.4. Suppress ................................................................................................................................. 31 VII. Thiết lập chương trình robot .................................................................................................. 31 VII.1. Before Start........................................................................................................................... 31 VII.2. Loops Forever ...................................................................................................................... 31 VIII. Tài liệu tham khảo ................................................................................................................. 32

TÂN PHÁT

Địa chỉ: Số 168 – Phan Trọng Tuệ - Thanh Trì – Hà Nội Điện thoại: 04.3685.7776/ Fax: 04 3685.7775 Website: www.tpa.com.vn - Email: tpa@tpa.com.vn

HƯỚNG DẪN

LẬP TRÌNH ROBOT UR3

MỤC LỤC

I Tổng quan về robot UR 4

I.1 Giới thiệu 4

I.2 Thông số kỹ thuật 4

I.2.1 Robot Universal UR3 4

I.2.2 Bộ điều khiển 5

I.2.3 Tay dạy lập trình 6

I.3 Lĩnh vực ứng dụng 6

II Cài đặt và mô phỏng robot universal trên máy tính 6

III Hướng dẫn lập trình robot UR3 10

III.1 Thiết lập robot 10

III.2 Thiết lập tọa độ làm việc của robot 14

III.2.1 Hệ tọa độ Base 14

III.2.2 Tạo hệ tọa độ làm việc mới 15

III.2.3 Hệ tọa độ TCP Tool 16

III.2.4 Tạo TCP robot 17

III.2.4.1 Tạo TCP robot 17

III.2.4.1 Tạo nhiều TCP robot 18

IV Khai báo địa chỉ I/O 20

IV.1 Sơ đồ kết nối I/O robot 20

IV.2 Cài đặt I/O robot trong chương trình 21

V Các lệnh lập trình robot cơ bản 22

V.1 Các lệnh di chuyển 22

V.2 Biến 24

V.2.1 Kiểu biến 24

V.2.2 Khai báo biến 25

V.3 Lệnh Wait 25

V.4 Lệnh Set 26

V.5 Lệnh Popup 27

V.6 Lệnh Halt 27

V.7 Lệnh Comment 27

V.8 Lệnh Folder 27

V.9 Lệnh Loop 27

V.10 Lệnh SubProgram 28

V.11 Lệnh If 29

V.12 Lệnh Script 29

V.13 Lệnh Switch 29

VI Các phím nhấn 30

VI.1 Move up, Move down 31

VI.2 Copy, Cut, Paste 31

VI.3 Delete 31

VI.4 Suppress 31

VII Thiết lập chương trình robot 31

VII.1 Before Start 31

VII.2 Loops Forever 31

VIII Tài liệu tham khảo 32

I Tổng quan về robot UR

I.1 Gi ới thiệu

- Robot UR3 là robot cho các tác vụ lắp ráp nhẹ và các chương trình làm việc tự động Robot nhỏgọn chỉ nặng 11 kg, nhưng trọng tải là 3 kg, xoay 360 độ trên tất cả các khớp cổ tay và vòngquay vô hạn trên khớp nối Những tính năng độc đáo này làm cho UR3 trở thành robot có tínhlinh hoạt, nhẹ và hợp tác nhất để làm việc cùng Đó là sự lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng

đòi hỏi khả năng 6 trục, nơi kích thước, an toàn và chi phí rất quan trọng

- Robot UR3 là một trợ lý tối ưu trong các ứng dụng lắp ráp, đánh bóng, keo và vít đòi hỏi chất

lượng sản phẩm đồng nhất Robot bảng mới này cũng có thể được sử dụng trong một trạm làm

việc riêng biệt được gắn trên bàn, nhặt, lắp ráp và đặt các bộ phận trong dòng sản phẩm tối ưu

Do dạng gọn và lập trình dễ dàng, nên dễ dàng chuyển đổi nó giữa các nhiệm vụ để đáp ứng nhucầu sản xuất nhanh nhẹn, làm cho tổng chi phí sở hữu thấp và thời gian hoàn vốn cực kỳ nhanh

- Các ứng dụng robot UR3 rộng rãi trong các ngành sản xuất từ các thiết bị y tế tới các bo mạch

điện tử và các linh kiện điện tử

I.2 Thông s ố kỹ thuật

- Robot UR3 Universal

+ Tải trọng max 3kg, tầm với 500mm

+ Tích hợp 16DI/16DO và 2AI/2AO , nguồn hỗ trờ I/O 24V 2A

+ Giao tiếp kết nối : TCP/IP 100Mbit , Modbus TCP , Profinet , EthernetIP

+ Vật liệu : Nhôm hợp kim và nhựa PP

I.2.1 Robot Universal UR3

 Hiệu suất:

- Sai số lặp lại: +/-0.1mm

- Nhiệt độ làm việc: 0-500C

- Công suất: 90-250W

- Khả năng vận hành: tích hợp 15 chức năng an toàn tiên tiến trên robot có thể điềuchỉnh được

 Tính năng Tool mở rộng:

- Phân loại IP: IP64

- Phân loại chuẩn ISO: 6

- Tiếng ồn; <70dB

- Cổng I/O:

+ Ngõ vào số: 2+ Ngõ ra số:2+ Ngõ vào analog: 2

- Nguồn cấp I/O: 12/24V, 600mA

 Thông số vật lý

- Diện tích chân đế: Ø168mm

- Vật liệu: Nhôm hợp kim và nhựa PP

- Loại bulong bắt chân đế: M8

- Chiều dài dây cáp nối: 6m

- Trọng lượng robot và dây cáp nối: 11kg

I.2.2 Bộ điều khiển

 Tính năng:

- Phân loại IP: IP20

- Phân loại chuẩn ISO: 6

- Tiếng ồn; <65dB

- Cổng I/O:

+ Ngõ vào số: 16+ Ngõ ra số; 16+ Ngõ vào analog: 2+ Ngõ ra analog: 2

I.2.3 Tay dạy lập trình

 Phân loại IP: IP20

 Trọng lượng: 1,5kg

 Vật liệu: Nhôm hợp kim và nhựa PP

 Chiều dài dây cáp nối: 4,5m

 Kiểm tra chất lượng

II Cài đặt và mô phỏng robot universal trên máy tính

- Bước 1: Vào tranghttps://www.universal-robots.com/download/để download phần mềm mô

phỏng robot Universal URSim

- Bước 2: Chọn các lựa chọn theo hướng dẫn Mục Select Software version chon phiên bản mới

nhất hoặc phiên bản bất kì tùy thuộc version cần dùng

- Bước 3: Nhấn vào DOWNLOAD để tải về, sau đó giải nén ra folder.

- Bước 4: Cài đặt phần mềm VMware Workstation Pro để chạy trên máy ảo

- Bước 5: Mở phần mềm VMware Workstation Pro lên, chọn Open a Virtual Machine Chọn file

*.vmx trong folder URSim vửa giải nén.

- Bước 6: Thiết lập các thông số cho máy ảo (tùy thuộc vào cấu hình của máy tính) Sau đó chọn

Power on this virtual machine.

- Bước 7: click đúp vào URSim UR3 để chạy chương trình mô phỏng cho robot UR3

- Bước 8: Giao diện màn hình sẽ giống như màn hình trên tay dạy lập trình

III Hướng dẫn cài đặt robot UR3

III.1 Thiết lập robot

III.1.1 Thi ết lập hướng gá robot

- Ở màn hình thiết lập robot, nhấn vào Configure Mounting để cài đặt hướng gá robot Sau đó lựa

chọn hướng gá theo thực tế rồi nhấn Exit

III.1.2 Kh ởi động robot

 Trạng thái robot

 Thiết lập khởi động robot

Khi mỗi lần khởi động hoặc bị va chạm mạnh robot sẽ dừng lại, cần thiết lập tải trọng tool đểnhả phanh các khớp Nếu không được thì khởi động lại robot Sau đó thiết lập lại tải trọng tool

- Bước 1: Thiết lập tải trọng tool cho robot (trạng thái Power off)

- Bước 2: Nhấn ON để bật nguồn robot (trạng thái Idle)

- Bước 3: Nhấn START để mở phanh cho các khớp của robot (trạng thái Normal) Sau khi robot

chuyển sang chế độ Normal thì có thể đi chuyển robot bằng tay hoặc tay dạy lập trình

 Chế độ BACKDRIVE

- Khi robot không thể chuyển từ trạng thái Idle sang Normal được thì cần dùng chế độ

BACKDRIVE để di chuyển robot.

- Lưu ý chỉ sử dụng chế độ này khi vẫn không thể thiết lập tải trọng để nhả phanh khớp robot sau

khi khởi động lại lúc robot bị va chạm hoặc khởi động robot lần đầu tiên Trong chế độ này, chỉ

được cầm robot di chuyển chậm (các khớp còn cứng do chưa nhả phanh) nến không sẽ hỏngđộng cơ robot

- Cách thiết lập:

+ Bước 1: Chuyển robot sang trạng thái Idle

+ Bước 2: Nhấn nút nhả phanh phía sau tay dạy robot Sau đó cầm robot di chuyển thật chậm

III.1.3 Di chuy ển robot

 Tab Robot: hiển thị trạng thái 3D robot khi di chuyển

 Tab Feature: lựa chọn hệ tọa độ di chuyển của robot bà bảng hiên thị tọa độ robot Có thể di

chuyển robot đến vị trí đã biết bằng cách nhấn vào ô tọa độ và thay đổi giá trị

- View: Hệ tọa độ đang sử dụng

- Base: hệ tọa độ mặc định của robot

- Tool: hệ tọa độ tool của robot

- Plane…: hệ tọa độ tự tạo

 Tab TCP Position: di chuyển robot theo đường thẳng theo hệ tọa độ thiết lập

 Tab TCP Orientation: di chuyển robot quay quanh tạo độ TCP của tool robot (mặc định TCP là

hệ tọa độ ở đầu gá tool của robot)

 Tab Move Joints: quay từng trục của robot.

III.1.4 Cài đặt địa chỉ IP robot

- Bước 1: Tại giao diện cài đặt trọng lượng tool, chọn Setup Robot

- Bước 2: Chọn Network

- Bước 3: Chọn Static Address và nhập địa chỉ IP robot 192.168.0.xx và Subnet mask

255.255.255.0

III.1.5 Đồng bộ dữ liệu giữa máy tính và robot

- Bước 1: Tải và cài đặt phần mềm Filezilla tạihttps://filezilla-project.org

- Bước 2: Mở phần mềm Filezilla lên và thiết lập kết nối

+ Host: địa chỉ IP của robot

+ User: root

+ Password: easybot

+ Port: 22

- Bước 3: Kéo thả file trong thư mục program của robot sang thư mục cần lưu trữ hoặc ngược lại

để nạp chương trình

III.2 Thi ết lập tọa độ làm việc của robot

Trong robot có 2 hệ tọa độ mặc định là hệ tọa độ Base và hệ tọa độ Tool Tuy nhiên có thểtạo thêm mặt phẳng tọa độ hoặc TCP tool mới

III.2.1 H ệ tọa độ Base

Trong hệ tọa độ base, trục Y trùng với hướng dây điện kết nối robot với tủ điều khiển trục Z

hướng lên phía trên

III.2.2 T ạo hệ tọa độ làm việc mới

- Bước 1: Vào Installation chọn Feature

- Bước 2: Chọn vào Plane

- Bước 3: Di chuyển robot đến 3 điểm trên để tạo thành hệ tọa độ mới Muốn thay đổi hệ tọa độ

thì chỉ cần setpoint lại 3 điểm hoặc tạo hệ tọa độ khác

 Lưu ý: Mặc định trục Z của hệ tọa độ mới sẽ luôn hướng xuống phía dưới (trùng với trục Z của

hệ tọa độ tool)

III.2.3 H ệ tọa độ TCP Tool

Trong hệ tọa độ tool, trục Z hướng ra xa robot

III.2.4 T ạo TCP robot

Khi hệ tọa độ tool cần làm việc không trùng với hệ tọa độ tool mặc định của robot, ta cầntạo TCP mới cho tool

Tạo độ TCP có thể được thiết lập bằng cách di chuyển robot quanh một điểm với ít nhất 3

góc độ khác nhau Sau khi tạo xong thì robot tự tính toán ra hệ tọa độ TCP mới cho robot

III.2.4.1.T ạo TCP robot thông thường

- Bước 1: Vào Installation, chọn TCP Configuration.

- Bước 2: Set 3 hoặc 4 điểm đầu tool quanh một điểm bất kì với các góc nghiêng khác nhau Đèn

LED sẽ hiển thị trạng thái tính toán TCP và chất lượng của mỗi điểm

- Bước 3: sau khi set xong nhấn Set để hoàn thành

III.2.4.1.T ạo nhiều TCP robot

Script code

Set_tcp(pose)

Pose=p[x,y,x,rx,ry,rz]

 Lưu ý:

- Giá trị x,y,z tính bằng đơn vị mét

- Giá trị rx,ry,rz tính bằng radian

- Chỉ được sử dụng lệnh MoveL, MoveP khi dùng cài đặt TCP theo phương pháp này

 Trường hợp 1

IV Khai báo địa chỉ I/O

IV.1 Sơ đồ kết nối I/O robot

 Chế độ Safeguard Stop có thể cài đặt ở cổng Configurable Inputs bất kì ( CI0 -> CI7) và phải dùng 2 cổng Configurable Inputs bằng thiết lập sau:

 Chỉ thiết lập được khi nhập mật khẩu bảo vệ (mặc định là ursafety) sau đó chọn Safeguard

Reset Khi chế độ này kích hoạt, robot sẽ chuyển sang trại thái yêu cầu thiết lập trọng lượng tool.

Cần phải reset lại robot mới có thể thiết lập được

 Có thể xóa chế độ Safeguard Stop bằng cách lựa chọn unassigned toàn bộ các Configurable

Inputs.

IV.2 Cài đặt I/O robot trong chương trình

- Đặt tên digital Input ở ô Rename.

- Chọn trạng thái kích hoạt robot ở ô Action in program Nếu không thì chọn None

- Sau đó chuyển sang tab I/O thì tên các tín hiệu sẽ hiển thị theo như cài đặt Việc đặt tên các tín

hiệu để dễ nhớ trong việc lập trình, không ảnh hưởng đến tín hiệu I/O

V Các lệnh lập trình robot cơ bản

V.1 Các l ệnh di chuyển

Nếu chọn mục Blend with radius thì robot sẽ đi theo hình vòng cung khi đến điểm đó

 MoveJ: di chuyển robot theo đường cong

 MoveP: di chuyển robot theo cung tròn tại điểm đến.

V.2 Bi ến

V.2.1 Ki ểu biến

- Bool: giá trị TRUE/ FALSE

- Int: giá trị số nguyên dương 32 bit

- Float: giá trị số thực

- String: giá trị chuỗi

- Pose: biến vị trí

- List: biến mảng

V.2.2 Khai báo bi ến

Vào Structure chọn Assignment sau đó chọn tab Command để khai báo biến Có thể khai

báo biến hằng số hoặc biến thay đổi bằng các hàm, giá trị trong mảng,

Ví dụ:

Bien:=0; // Giá trị biến bằng 0

Goc_xoay:= data[2]; // Giá trị biến bằng giá trị vị trí 2 trong mảng data

Kep_mach:= pose_trans(first_point1,p[0.01,0.02,0.005,0,0,d2r(45)]) // Giá trị biếnbằng vị trí của điểm first_point1 dịch chuyển theo trục x=100mm, trục y=200mm, trục z=5mm vàxoay quanh trục Rz=45 độ

V.3 L ệnh Wait

Chương trình sẽ dừng lại khi gặp lệnh này sẽ dừng một khoảng thời gian hay đợi một tín

hiệu, một hàm,… nếu thỏa điều kiện thì sẽ chương trình sẽ chạy qua lệnh tiếp theo

V.4 L ệnh Set

Đặt một tín hiệu output lên mức Low hoặc High, tín hiệu output bằng hàm số,…

V.5 L ệnh Popup

Dùng để hiển thị thông báo khi chương trình chạy đến dòng lệnh này, khi đó sẽ hiện thông

báo, cảnh báo, trên màn hình tay dạy, ấn Stop program đề dừng lại hoặc ấn Continue để tiếp tục.

V.10 L ệnh SubProgram

Lệnh viết chương trình con Chú ý không thể gọi chương trình con trong một chương trìnhcon

Tương tự như lệnh If, tuy nhiên chỉ sử dụng khi gặp nhiều trường hợp khác nhau của một

biến hay một tín hiệu, một hàm…

 Ví dụ:

Khai báo biến: var_1=1

Khi đó có thề thay đổi giá trị Case Nếu giá trị Case trùng với giá trị biến Var_1 thì nó sẽ thực hiệnchương trình trong Case đó

VI Các phím nhấn

VI.1 Move up, Move down

Dùng để di chuyển câu lệnh, folder,… trong chương trình lên trên hoặc xuống dưới một câu

lệnh khác

VI.2 Copy, Cut, Paste

Dùng để sao chép, cắt hoặc dán một câu lệnh, folder,… sang vị trí khác

VI.3 Delete

Dùng để xóa một câu lệnh, folder,…trong chương trình

VI.4 Suppress

Dùng để khóa tạm thời một câu lệnh, folder, vòng lặp, lệnh điều kiện… khí chạy chương

trình, robot sẽ bỏ qua câu lệnh bị suppress này

Ấn lại suppress để mở lại câu lệnh bị khóa

VII Thiết lập chương trình robot

VII.1 Before Start

Dùng để chạy một chương trình, câu lệnh trước khi vào chương trình chính Các cậu lệnh

trong này sẽ chỉ chạy một lần duy nhất

VII.2 Loops Forever

Dùng để lặp lại chương trình chính vô hạn Nếu không lựa chọn thì chương trình chính chỉ

chạy một lần

VIII Tài liệu tham khảo

[1] Tài liệu UR3 User Manual

[2] Tài liệu CB3 Advanced Training

http://www.gregbotos.com/publicfiles/CB3_basic_training_3.0.pdf