Ansteuerung des Mitsubishi Roboters
Fachpraktikum Produktionstechnik Wintersemester 2016/2017
Projektteam: Tobias Päschel, Khaled AL-Hushibiri
Studiengang: Mechatronik (7. Fachsemester)
Schwerpunkt: Global Production Engineering
Leitung: Prof. Dr. Mirek Göbel
Einleitung
Von der Produktentwicklung bis zum Recycling, lokale Nischen und globale Märkte: Der Schwerpunkt Global Production Engineering bietet ein umfangreiches Repertoire für die Planung und Umsetzung von Produktionsprozessen. Unter Prodktionstechnik versteht man die Transformation wissenschaftlicher Erkenntnisse in Verfahren und Prozesse, die einerseits vom Menschen (technologisch) beherrscht werden und sich andererseits in wirtschaftlich nutzbare Produktionssysteme integrieren lassen. Sie strebt nach Effizienz und wirtschaftlichem Erfolg und genau hier setzt dieses Fachpraktikum an, um eine Verknüpfung zwischen Theorie und Praxis herzustellen. Neben der Ansteuerung eines Industrieroboters gehören die Planung und virutelle Inbetriebnahme einer automatisierten Anlage mit Werkzeugen der Digitalen Fabrik, die praktische Automatisierungstechnik, der Umgang mit der SPS-Programmierung an der Schulungsanlage des Labors, Übungen zur CAD-CAM-CNC-Kette sowie die Fertigung von Teilen an den Werkzeugmaschinen des Labors zu den vielfältigen Themenfeldern.
Einführung in das Projekt
Automatisierte Roboter sind aus dem 21. Jahrhundert nicht mehr wegzudenken. Historisch einmalig ist an der heutigen Lage aber nicht nur, dass die Automatisierung schneller wächst als die Märkte, sondern auch, dass die Maschinen weit mehr Jobs ersetzen, als zu ihrer Herstellung notwendig sind. Nahezu jedes größere Wirtschaftsunternehmen verlässt sich auf automatisierte Systeme, wie den MELFA Industrieroboter RV-2AJ von Mitsubishi Electric. Daher ist die Nachfrage nach automatisierten Systemen gewaltig.
Unter der Automatisierung versteht man die Systemübertragung von Funktionen des Produktionsprozesses, insbesondere Prozesssteuerungs- und -regelungsaufgaben vom Menschen auf künstliche Systeme.
Die Automatisierungsziele in technischen Anlagen werden vor allem durch folgende Punkte geprägt:
- Die Automatisierung wird eingesetzt, weil die Überwachung und Steuerung des Prozesses für den Menschen zu schwierig ist.
- Durch die Automatisierung lassen sich bessere wirtschaftliche Ergebnisse als durch manuelle Steuerung erzielen.
- Mittels Automatisierungsanlagen können die subjektiven Unzulänglichkeiten des Menschen, wie z.B. Fehlhandlungen oder Überbeanspruchung vermindert werden.
- Die Automatisierung ermöglicht eine Verbesserung der Arbeits- und Lebensbedingungen des Menschen, indem er von geistig anspruchsloser, monotoner, anstrengender oder gefährlicher Arbeit befreit wird.
Projektziele
Aus den dargestellten Zielen der Automatisierung lassen sich die Projektziele ableiten. Ein wichtiges Projektziel ist die Förderung der Prozessstabilisierung. Diese muss durch die Automatisierungstechniken die Einhaltung der geforderten Prozessgrößen garantiert werden. Insbesondere kann dies durch die Beseitigung der Auswirkungen von Störungen erreicht werden. Weiterhin ist es notwendig, dass der Indsutrierboter gefährliche Extremsituationen des Prozesses alarmierend aufzeigt, damit Maßnahmen zur Abwendung eines größeren Schadens eingeleitet werden können. Bei vollautomatisierten Prozessabläufen (z.B. bei der Einbindung in die MPS-Anlage) müssen solche Extremzustände verhindert werden.
Ein weiteres Ziel ist die Einhaltung der Prozessführung. Bei der Prozessführung sind die technologisch vorgegebenen Prozessabläufe und Anlagenzustände im zeitlichen Ablauf einzuhalten. Dies kann durch die Durchführung eines entsprechend vorgegebenen Programms oder die Nutzung von Datenbanken erfolgen. Möglichst optimale Arbeitspunkte, insbesondere durch die Optimierung von Übergangsvorägngen, sollen automatisch ermittelt und herbeigeführt werden.
Projektplanung
Die nachfolgende Abbildung 2 beschreibt den zeitlichen Ablauf der Projektplanung.
Abb. 2 Vorgesehene Planung des Projektablaufes
Systemübersicht
Referenzdaten
Ansteuerung und Inbetriebnahme des Roboterarms
Ansteuerung per Teaching Box
Wartung und nützliche Hinweise
Austausch der Pufferbatterien
Der Roboterarm verfügt über Pufferbatterien, um die Encoder-Positionsdaten auch im ausgeschalteten Zustand zu speichern. Ebenso befindet sich im Steuergerät eine Pufferbatterie, die zur Speicherung der Programme und Positionen dient. Ist die Lebensdauer der Batterien abgelaufen, wird eine Fehlermeldung mit der Fehlernummer 7520 ausgelöst. Die Batterien sind dann schnellstmöglich zu ersetzen, um einen Verlust der Daten zu verhindern. Die Batterien sind auf Lithiumbasis hergestellt (Ersatzteilbezeichnung: A6BAT und ER6). Der folgende Abschnitt beschreibt das Austauschen der Pufferbatterien.
(HINWEIS: Sowohl die Batterien im Roboterarm als auch die im Steuergerät immer gleichzeitig austauschen!)
(HINWEIS: Der gesamte Austauschvorgang darf maximal 15 Minuten dauern. Andernfalls kann es zu einem Datenverlust kommen!)
Austausch der Batterien im Roboterarm
1. Prüfen Sie die Kabelverbindung zwischen Roboterarm und Steuergerät.
2. Schalten Sie das Steuergerät ein. Das Steuergerät liefert während des Batteriewechsels die Versorgungsspannung für die Encoder. Der Roboterarm muss mit dem eingeschalteten Steuergerät verbunden sein, damit die Positionsdaten nicht verloren gehen.
3. Mit dem Jog-Betrieb verfahren Sie die angegebenen Achsen wie folgt: J2 = −20°, J3 = 90° und J5 = 90°.
4. Betätigen Sie zur Sicherheit den NOT-HALT-Schalter.
5. Entfernen Sie die Schulterabdeckung A.
6. Entfernen Sie die Schrauben 1 und die Batteriefachabdeckung 2 (s. Abb. 3)
7. Entfernen Sie die Schrauben 3 und die Batteriehalterung 4 (s. Abb. 3).
8. Entnehmen Sie alle alten Batterien aus dem Batteriehalter und trennen die Steckanschlüsse.
9. Setzen Sie die neuen Batterien ein. Stecken Sie die Anschlussstecker wieder auf.
10. Montieren Sie die Batteriehalterung.
11. Montieren Sie die Abdeckung des Batteriefachs.
12. Entsorgen Sie die Batterien sachgerecht.
Austausch der Batterie im Steuergerät
1. Schalten Sie das Steuergerät für ca. 1 Minute ein.
2. Schalten Sie den Netzschalter aus und trennen Sie die Netzzuleitung.
3. Warten Sie mindestens 3 Minuten, damit sich die Restspannungen abbauen können.
4. Lösen Sie die Befestigungsschraube des Gehäusedeckels und entfernen Sie die Abdeckung.
5. Lösen Sie die Steckverbindung und entnehmen Sie die Batterie.
6. Setzen Sie eine neue Batterie ein.
7. Verbinden Sie den Stecker der Batterie mit dem entsprechenden Anschluss. Halten Sie dabei die Kontaktseite nach unten.
8. Montieren Sie alle Abdeckungen mit den Befestigungsschrauben.
9. Setzen Sie den Batterie-Timer zurück (siehe nächste Seite).
10. Entsorgen Sie die Batterie sachgerecht.