ROBIN

Robótica Industrial

Guião do Trabalho Laboratorial Nº 1

Criação do Modelo do Mundo

no ABB RobotStudio 5.15.01

Homepage: http://www.dee.isep.ipp.pt/~mss

Email: mss@isep.ipp.pt

Ano Letivo: 2013/2014

© 2013 ISEP – Instituto Superior de Engenharia do Porto

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Robótica Industrial – 2013/2014 Manuel Silva

Criação do Modelo do Mundo

Sumário: Este guião pretende ser uma abordagem inicial à criação de um programa para um

robô industrial. Neste caso, o robô a ser utilizado é modelo IRB140 do fabricante

ABB, e utiliza-se o software ABB RobotStudio (versão 5.15.01), para a sua simulação

e programação offline.

O primeiro passo para efetuar um programa para um robô é a definição do espaço físico, que

envolve o robô ou braço robotizado. Esse espaço físico é identificado como o mundo, ou modelo

do mundo (visto da perspetiva do robô).

Na definição do mundo do robô, devem ser incluídos todos os aspetos físicos envolvendo o robô,

isto é, devem-se incluir os objetos como mesas, estantes, paredes, vigas, etc., tudo o que possa

representar limitação à movimentação do robô. Quanto melhor for modelado o espaço físico,

mais facilmente se poderão observar as potenciais correções a fazer ao movimento do robô a

nível de programação.

Inicia-se o programa recorrendo ao atalho existente para o efeito, como se pode ver na Figura 1.

Figura 1 Atalho para início do programa

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Após o arranque do software surge o ecrã abaixo apresentado (Figura 2). Nesta janela é possível

escolher entre uma de três opções:

A opção “Empty Station” cria uma estação de trabalho vazia, que permite a criação ou

importação de desenhos (CAD), criação de mecanismos ou outros objetos.

A opção “Station with Robot Controller” permite criar uma estação de trabalho a partir de

um modelo de robô existente na biblioteca de robôs disponibilizada pela ABB.

Por último, a opção “Station with Existing Robot Controller” permite criar uma estação de

trabalho a partir de um modelo de robô criado pelo utilizador (por exemplo, a partir do

backup da informação do controlador de um robô existente).

Figura 2 Ecrã inicial do ABB RobotStudio

Dado que se pretende iniciar um novo trabalho, para efeitos de estudo e demonstração do

funcionamento do software, optou-se por recorrer a um controlador de robô pré-definido pela

ABB, pelo que se escolhe a opção indicada a cor laranja (ver Figura 3). Aparecerá um menu,

intitulado “Station with Robot Controller” (ver Figura 3).

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Figura 3 Criação de uma nova estação

No caso deste trabalho deverá seleccionar o modelo “IRB140_6kg_0.81m_typeC” (conforme

apresentado na Figura 4), dado que é este o modelo de robô industrial existente no ISEP para

efeitos académicos, após o que deverá pressionar o botão “Create”.

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Figura 4 Criação de uma nova estação

Figura 5 Criação de uma nova estação

Criando a nova estação, o aspeto do RobotStudio fica conforme apresentado na Figura 6.

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Figura 6 Criação de uma nova estação

Após selecionar a janela “View1” como ativa, carregando com o botão esquerdo do rato sobre

ela, os movimentos básicos do interface gráfico são os seguintes:

Scroll rato – Zoom In/Out;

CTRL + Botão esquerdo rato – Movimenta a estação completa;

SHIFT + Botão direito rato – Zoom na zona selecionada;

CTRL + SHIT + Botão esquerdo rato – Roda a estação.

Chegado a este ponto, sugere-se ao aluno que explore de forma autónoma estas opções de

visualização da janela onde é apresentada a célula de trabalho simulada.

Para a modelização do mundo do robô é possível importar figuras a partir de bibliotecas

existentes, ou de desenhos de CAD, ou então recorrendo às próprias funcionalidades do

software, criando primitivas de sólidos como caixas, cones, cilindros, pirâmides e esferas. Para

isso seleciona-se o tabulador “Modeling” que permite selecionar rapidamente algumas das

opções atrás referidas. Neste tabulador existem ainda mais opções, por exemplo para alterações a

desenhos, como a subtração de objetos, ou ainda a criação de mecanismos (Figura 7).

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Figura 7 Tabulador “Modeling”

Selecionando a opção de criação de uma caixa (“Box”), será apresentada do lado esquerdo uma

lista de propriedades para a criação da mesma (ver Figura 8). No funcionamento por defeito do

RobotStudio, a lista de propriedades do objeto selecionado surge do lado esquerdo. Introduzindo

nos campos comprimento (“Length”), largura (“Width”) e altura (“Height”), o valor 100 mm,

fará com que, quando se premir o botão “Create”, apareça por baixo da frame (o sistema de

coordenadas) do mundo, o objeto criado. No entanto o mesmo não estará visível na interface

gráfica. Esta situação decorre do facto da criação do objeto ser efetuada no centro da estação, ou

centro do mundo, isto é, fica “dentro” da base do robô (ponto de coordenadas 0,0,0) (ver Figura

9).

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Figura 8 Janela para criação de objeto do tipo “Box”

Figura 9 Caixa criada “dentro” da base do robô

Uma das formas possíveis de movimentar a caixa criada é através das propriedades da própria

caixa, usando a funcionalidade “Set Position”. Esta funcionalidade está disponível clicando com

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o botão do lado direito do rato em cima de “Body” (Figura 10) (é necessário expandir

anteriormente o objeto “Part_1”). Imediatamente por cima da janela onde estão as propriedades

da “Box”, surge uma nova janela intitulada “Set Position”. As coordenadas da origem do objeto

podem ser alteradas nos campos que se encontram rodeados a vermelho na Figura 10.

Introduzindo no campo da coordenada X o valor 500, e efetuando Apply de seguida, a caixa fica

posicionada em frente do robô.

Figura 10 Movimentação de um objeto através do comando “Set Position”

Outra forma de posicionar o objeto criado é selecionando o objeto, que se encontra do lado

esquerdo da interface na janela de “Layout”, e recorrendo à primeira funcionalidade nas opções

“Freehand” (ver Figura 11), movimentar o objeto na interface gráfica, arrastando as setas

(Figura 12).

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Figura 11 Seleção de um objeto e funcionalidade “Freehand”

Figura 12 Movimentação de um objeto por arrastamento

Chegado a este ponto o aluno deverá criar outras primitivas geométricas recorrendo à opção

“Solid” que se encontra no tabulador “Modeling”. Deverá também explorar, de forma autónoma,

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as opções “Intersect”, “Subtract” e “Union”. Estas funcionalidades ficam disponíveis clicando

com o botão do lado direito do rato em cima do “Body” dos objetos criados (como se pode ver na

Figura 13 para o caso da “Box” – “Part_1”).

Figura 13 Opções para junção de objetos

Logicamente o braço robotizado não efetua trabalho sem ter uma ferramenta. Apenas efetuará os

movimentos programados. Assim, torna-se necessário adicionar uma ferramenta à estação de

trabalho e efetuar a sua conexão ao robô, isto é, efetuar o “attach” da ferramenta ao punho do

robô.

Para exemplificar este procedimento, em primeiro lugar carrega-se uma ferramenta, recorrendo

às bibliotecas de ferramentas já incluídas nesta aplicação.

O RobotStudio permite criar bibliotecas com ferramentas ou mecanismos com características

próprias. Selecionando a opção “Import Library” (disponível no tabulador “Home”, como se

pode ver na Figura 14) é possível indicar explicitamente a ferramenta ou objeto a carregar

através da janela das ferramentas “Tools” (Figura 14). Como atrás referido, a ferramenta

importada é colocada no centro do mundo, e não é imediatamente visível. Para se tornar visível

deverá ser movimentada da forma já anteriormente explicada.

A ferramenta a importar para efetuar este exemplo é a “AW_Gun_PSF_25”.

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Figura 14 Biblioteca de ferramentas disponíveis no ABB RobotSudio 5.15.01.

O objetivo da ferramenta é produzir trabalho. Para tal, deve ser aplicada na extremidade (punho)

do robô. Esta operação de “Attach” pode ser efetuada através do botão do lado direito do rato,

clicando em cima do objeto. Ao colocar o rato em cima da opção “Attach To…” aparece a lista

de mecanismos disponíveis, dos quais se pode anexar a ferramenta (Figura 15). Neste caso

apenas o robô, mas ter em atenção que podem existir outros objetos. Selecionando o robô, é

perguntado se se pretende atualizar a posição da ferramenta, ao qual se deverá responder

afirmativamente. O aspecto final da célula deverá ser idêntico ao apresentado na Figura 16.

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Figura 15 Seleção do destino da ferramenta

Figura 16 Aspecto final da estação após efetuar o “Attach” da ferramenta ao punho do Robô

Deverá em seguida gravar-se o trabalho, para mais tarde se poder continuar o seu

desenvolvimento. Na Figura 17, está disponível a possibilidade de efetuar a gravação através do

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comando “Save As…” com as opções usuais para esse comando. Existe também a opção “Share”

que é a que está expandida. Dentro desta funcionalidade, a opção “Pack and Go” cria um pacote

com todos os ficheiros necessários (por exemplo, ferramentas) para continuar o desenvolvimento

da célula de trabalho, ou a programação dos equipamentos constituintes desta, noutro posto

trabalho. Esta é a opção mais indicada no âmbito da disciplina de ROBIN.

Figura 17 Opções de gravação

No final da realização deste Guião de Trabalho o aluno deverá ser capaz do seguinte:

Criar / importar uma estação de trabalho base;

Efetuar o Zoom in/out, rodar, chegar para o lado a estação de trabalho;

Criar e importar objetos simples;

Criar objetos complexos a partir das primitivas geométricas oferecidas pelo ABB

RobotStudio;

Movimentar e posicionar objetos dentro do mundo virtual;

Ter a noção do conceito de frame;

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Importar objetos a partir das bibliotecas disponibilizadas pelo ABB RobotStudio;

Efetuar o “Attach” de uma ferramenta a um robô.

Bibliografia

[1] ABB, RobotStudio, Version5.15.01,

http://www.abb.com/product/seitp327/78fb236cae7e605dc1256f1e002a892c.aspx

[2] ABB—Operating manual RobotStudio 5.15.01, Revision B, ABB, 2013.

[3] ABB—Technical reference manual, RAPID Instructions, Functions and Data types,

RobotWare 5.0, Revision E, ABB, 2007.