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ROBIN

Robótica Industrial

Guião do Trabalho Laboratorial Nº 2

Criação de Targets

no ABB RobotStudio 5.15.01

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

Email: [email protected]

Ano Letivo: 2013/2014

© 2013 ISEP – Instituto Superior de Engenharia do Porto

Guião N.º 2: Criação de Targets no ABB RobotStudio 5.15.01 Página 3 de 15

Robótica Industrial – 2013/2014 Manuel Silva

Criação de Targets

Sumário: Pretende-se, com este Guião, dotar os alunos com a informação básica relativa à

criação de targets para efetuar a programação offline de robôs industriais.

A criação dos targets é o primeiro passo para a criação de um programa para um determinado

robô no ABB RobotStudio. No entanto, antes de criar um programa para o robô é necessário

criar o modelo do mundo, ou seja configurar a estação em que o robô vai funcionar (incluindo

robôs, ferramentas e peças). Este aspecto foi já abordado no guião do trabalho anterior.

A lista seguinte descreve o fluxo de trabalho para programar um robô, para que este seja capaz

de executar a tarefa pretendida. Na maioria dos casos é recomendado que este fluxo de trabalho

seja seguido desde o seu início até ao seu final, pela ordem indicada, mesmo que também seja

possível trabalhar com sequências alternativas.

Criar targets e paths: criar os targets e os paths que o robô requer para realizar as

tarefas do trabalho. Para criar targets e paths, deve-se executar um dos seguintes

procedimentos:

o Criar uma curva que corresponda à forma pretendida para o path. Usar então o

comando “Create path from curve” para gerar uma trajetória completa, com

targets ao longo da curva criada.

o Criar targets nas posições pretendidas e, em seguida, criar um path e inserir neste

os targets criados.

Verificar as orientações dos targets: certificar-se que os targets estão orientados da

forma mais eficiente para as tarefas a serem executadas. Caso contrário, reorientar os

targets até que este aspecto seja satisfeito.

Verificar se os targets são alcançáveis pelo robô: verificar se o robô e a ferramenta

com que este se encontra equipado conseguem atingir todos os targets existentes no

path.

Sincronizar o programa com o controlador virtual: gerar o código RAPID a partir dos

itens do ABB RobotStudio e permite que o programa seja simulado.



Realizar a edição do programa textualmente: caso seja necessário, é possível editar as

instruções ou os dados criados pelo ABB RobotStudio.

Detecção de colisões: verificar se o robô ou a ferramenta não colidem com os

equipamentos que os cercam ou os acessórios. Se isso acontecer deve-se ajustar a

localização e / ou a orientação dos componentes que provocam as colisões, ou alterar

os targets do programa do robô para que este se desvie desses objetos, até que deixem

de ocorrer colisões.

Testar o programa: testar o programa efetuando os movimentos ao longo dos vários

paths definidos.

Antes de iniciar a realização deste guião de trabalho é necessário abrir a estação de trabalho

criada durante a realização do guião do trabalho laboratorial N.º 1.

Como o próprio nome indica, com a realização deste guião pretendem-se definir os pontos alvos

a atingir pela ferramenta do robô.

Os targets (posições) e paths (sequências de instruções de movimento para targets) são usados

quando se efetua a programação de movimentos de robôs no ABB RobotStudio.

Quando se sincroniza a estação desenvolvida no ABB RobotStudio com o controlador virtual,

são criados programas RAPID a partir dos paths.

Um target é um ponto no espaço, definido através das suas coordenadas, que o robô deve

alcançar. Ele contém as seguintes informações:

Posição: a posição do alvo (target), definido num sistema de coordenadas do tipo

workobject (sistema de coordenadas de referência);

Orientação: a orientação do target em relação à orientação do workobject. Quando o

robô atinge o target, ele alinha a orientação do TCP com a orientação do target;

Configuração: valores de configuração que especificam como o robô deve atingir o

target (qual a solução da cinemática inversa a utilizar).

Os targets são convertidos para as instâncias do tipo de dados robtarget quando sincronizado

com o controlador virtual.



O workobject representa, normalmente, a peça física sobre a qual vai ser executado o trabalho. É

composto por dois sistemas de coordenadas: a frame (referência ou sistema de coordenadas) do

utilizador e a frame do objeto, sendo que este último é um “filho” do primeiro. Durante a

programação de um robô, todos os targets (posições) estão relacionados com a frame do objeto

de um workobject. Se não for especificado nenhum outro workobject, os targets serão

relacionados com o Wobj0 padrão, que coincide sempre com a frame da base do robô.

A utilização de workobjects proporciona a oportunidade de ajustar facilmente programas de

robôs através de um simples deslocamento, se a localização da peça do trabalho for alterada.

Assim, os workobjects podem ser usados para calibrar os programas desenvolvidos offline. Se o

posicionamento do dispositivo / unidade de trabalho em relação ao robô, na estação real, não

corresponder totalmente à colocação na estação offline, basta ajustar a posição do workobject.

Os targets são definidos e armazenados como coordenadas num sistema de coordenadas do tipo

WorkObject. Quando o controlador calcula a posição dos eixos de um robô para chegar ao

destino, ele vai encontrar muitas vezes mais do que uma solução possível para configurar os

eixos do robô. Para distinguir entre as diferentes configurações, todos os targets têm um valor de

configuração que especifica o quadrante em que cada eixo deve estar localizado.

No ABB RobotStudio existem três formas de definir os targets ou pontos alvo, nomeadamente

(Figura 1):

Através da movimentação do robô, método chamado “jogging”, que se realiza por via do

arrastamento do punho do robô ou da ferramenta (utilizando as funcionalidades freehand

referidas no primeiro Guião). Finaliza-se a operação ao clicar no botão “Teach Target”

(Figura 2);

Outro método passível de ser utilizado, é através da introdução das coordenadas do

target, estando essa funcionalidade disponível com o nome “Create Target” (Figura 3);

Por último, podem-se definir os targets através da definição das coordenadas (dos

parâmetros) dos eixos (ou juntas) do robô, opção disponível através da funcionalidade

“Create Jointtarget” (Figura 4).



Figura 1 Algumas alternativas para a definição dos pontos alvo da trajetória do robô

Figura 2 Definição dos pontos alvo da trajetória do robô através da opção “Teach Target”



Figura 3 Definição dos pontos alvo da trajetória do robô através da opção “Create Target”

Figura 4 Definição dos pontos alvo da trajetória do robô através da opção “Create JointTarget”

Ao selecionar a opção para criação do primeiro target, surge uma janela (ver Figura 5), que pede

confirmação da utilização do workobject “wobj0” como referencial de trabalho por omissão.



Como referido anteriormente, o referencial de trabalho é a origem do sistema de coordenadas

relativamente ao qual todos os targets criados vão ser referenciados. A utilização de um

workobject diferente do “wobj0” apresenta a vantagem de, no caso das condições reais diferirem

do programa, apenas ser necessário redefinir as coordenadas do objeto de trabalho. Para este

guião utiliza-se o “wobj0”, sendo que se responde positivamente à questão colocada na janela de

confirmação que se apresenta na Figura 5.

Figura 5 Mensagem de aviso da utilização do workobject “wobj0”

Inicialmente poderá ser mais simples definir os targets posicionando a ferramenta no ponto

(target) pretendido, recorrendo à interface gráfica para “arrastar” a extremidade do robô ou a

ferramenta para o local desejado. Para tal utilizam-se as funcionalidades já expostas no guião

anterior. Com o robô selecionado, ativa-se a funcionalidade “Jog Linear” (ícone selecionado na

Figura 6) e efetua-se o “arrastamento” da sua extremidade. Quando se considerar que a

ferramenta do robô se encontra na posição pretendida, prime-se a opção “Teach Target” (ver

Figura 7), sendo memorizado um target cujas coordenadas correspondem àquelas em que se

encontra o TCP do robô.

Ao primeiro target memorizado é atribuído automaticamente o nome “Target_10”, sendo os

restantes sequenciados a nível de dezenas. Assim, neste caso o target memorizado tem o nome



“Target_10” e as suas coordenadas são relativas ao workobject “wobj0”, como se pode ver na

área selecionada que se encontra do lado esquerdo da Figura 7.

Figura 6 Posicionamento do TCP do robô na posição pretendida através da interface gráfica

Figura 7 Definição de um target utilizando a opção “Teach Target”



De referir que os targets que são memorizados através do deslocamento do robô para a posição

desejada, utilizando depois o comando “Teach Target” (como se acabou de descrever), ficam

automaticamente com a configuração que foi utilizada pelo robô aquando da sua memorização.

Após esta operação, pode-se visualizar o ponto alvo a atingir no separador “Paths & Targets”.

De acordo com o funcionamento do software, premindo o botão do lado direito do rato em cima

do target criado são disponibilizadas várias opções, apresentadas na Figura 8.

Figura 8 Opções disponibilizadas para “trabalhar” com o target criado

Da lista apresentada, é de salientar nesta fase a opção “Jump to Target” que faz com que o robô

se mova instantaneamente para a posição memorizada. Uma outra opção útil é a “View Tool at

Target”, que permite colocar a ferramenta no target indicado de forma a verificar graficamente o

seu posicionamento. A opção “Reachability” permite verificar se o ponto memorizado é atingível

pelo robô. Ao escolher esta opção é apresentada uma nova janela acima da janela “Paths &

Targets” que executa de forma automática o teste do target ser alcançável. O resultado é um

sinal de visto de cor verde, caso o target seja alcançável pelo robô (Figura 9). Dentro das opções

“Modify Target” é possível redefinir a posição, quer através de coordenadas a introduzir na nova

janela apresentada “Set Position: Target_10” (Figura 10), quer utilizando as ferramentas de

arrastamento “Freehand”, já anteriormente mencionadas. É possível também efetuar rotações,

salientando-se, no entanto, que são apenas relativas ao target.



Figura 9 Teste para verificar se o target criado é alcançável pelo robô (“Reachability”)

Figura 10 Redefinição da posição do target utilizando a opção “Modify Target”

Sugere-se nesta fase a criação de mais alguns targets, arrastando o robô para a nova posição

pretendida e escolhendo a opção “Teach Target”, ou ainda selecionando e copiando targets já



anteriormente memorizados, que se encontram na janela do lado esquerdo “Paths & Targets”.

Como é natural, os alvos copiados devem ser alterados a nível de posição, sendo possível efetuar

essa operação através das formas atrás mencionadas.

Uma segunda possibilidade para criar os targets é recorrendo à opção “Create Target” (a opção

selecionada na Figura 11). Optando por esta possibilidade, surgem do lado esquerdo da interface

gráfica os campos para preenchimento das coordenadas dos pontos a definir. Para além da

posição dos pontos, também é possível definir a orientação a dar à ferramenta. De referir que

esta opção apresenta a particularidade de ser difícil ao operador e/ou programador conhecer com

precisão as coordenadas dos pontos para onde se pretende que o robô se desloque.

Figura 11 Definição dos pontos alvo da trajetória do robô através da opção “Create Target”,

introduzindo as coordenadas do target na janela de diálogo

Assim, uma outra possibilidade, que facilita bastante o trabalho de programação, é a criação dos

targets selecionando com o rato o ponto pretendido na janela gráfica (ver Figura 12). Para este

efeito deve-se escolher a opção “Create Target” e, de seguida, deve-se selecionar com o rato o

ponto que se pretende definir como um target. De modo a facilitar a tarefa de seleção, o

utilizador deve previamente escolher qual o tipo de objeto que vai selecionar. Para este efeito,

encontra-se no topo da janela principal um conjunto de ícones transparentes (assinalados na

Figura 12), que permitem indicar sobre que tipo de objetos é que se vai efetuar a seleção. Após



efetuar a seleção do ponto de interesse com o rato, deve-se pressionar o botão “Create”. Após o

target “Target_20” ter sido criado, a interface gráfica fica com o aspecto apresentado na Figura

13.

Figura 12 Definição dos pontos alvo da trajetória do robô através da opção “Create Target”,

selecionando com o rato o ponto de interesse

Sugere-se que o aluno teste as diferentes possibilidades para verificar a alteração do

comportamento do procedimento de seleção.

De referir que os targets criados através da especificação ou do cálculo das coordenadas de

posição e orientação e através da seleção dos pontos de interesse na janela gráfica, utilizando

depois o comado “Create Target” (como visto anteriormente, e apresentado nas Figura 11 e

Figura 12), ficam por omissão com a configuração (0,0,0,0), que pode não ser válida para o robô

alcançar o target memorizado. Este aspecto é assinalado no separador “Paths & Targets” através

da apresentação de um sinal triangular amarelo com um ponto de exclamação ao lado do

“Target_20” (ver Figura 13). É possível verificar que o robô não consegue alcançar este target,

utilizando para o efeito as opções “Reachability”, “View Robot at Target” e “View Tool at

Target”, apresentadas na Figura 9.



Figura 13 Aspeto da interface com o utilizador após a criação do “Target_20”, utilizando a opção

“Create Target” e selecionando com o rato o ponto de interesse sobre a janela gráfica

Mais uma vez, sugere-se nesta fase a criação de mais alguns targets, em diferentes locais do

espaço de trabalho. Sugere-se também ao aluno que tente memorizar targets que se encontrem

sobre curvas, arestas e/ou vértices, superfícies, centro de superfícies de objetos, entre outras

possibilidades.

O aspeto da interface gráfica do ABB RobotStudio após a criação de vários targets deverá ser

idêntico ao da Figura 14, apresentada de seguida.

Os targets criados irão ser utilizados no próximo Guião, sendo necessário que o aluno guarde o

trabalho utilizando para o efeito a opção “Pack and Go”, descrita no “Guião N.º 1: Criação do

Modelo do Mundo no ABB RobotStudio 5.13”.

Após a realização deste guião o aluno deverá ser capaz de efetuar as seguintes atividades:

Criar targets para posicionamento da ferramenta:

o Através do arrastamento da ferramenta (e por consequência do robô) na interface

gráfica;

o Através da seleção do ponto de interesse na interface gráfica;



o Através de cópia de outros targets e posterior alteração de propriedades;

Efetuar o teste de alcance aos pontos definidos, pela ferramenta;

o Efetuar a correção dos pontos alvo, após realizar o teste, caso seja necessário.

Figura 14 Aspeto da estação de trabalho com vários targets já criados

Bibliografia

[1] ABB, RobotStudio, Version 5.13,

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

[2] ABB—Operating manual RobotStudio 5.13, Revision B, ABB, 2010.

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

RobotWare 5.0, Revision E, ABB, 2007.

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

guião do trabalho laboratorial nº 2 criação de targetsave.dee.isep.ipp.pt/~lbf/labf520/aulas...

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