Robotin ohjausjärjestelmän kehitys

Abstract

Työ on tehty Orfer Oy:n tarpeisiin kehittää robotin ja PC:n välistä kommunikointia. Tavoitteena oli tutkia mahdollisuuksia luoda nopeampi ja joustavampi kommunikointitapa joko TCP- tai UDP-protokollaa käyttäen. Kapasiteetti oli tarkoitus mitata robotilla, joka piirtäisi PC:n käskyjen mukaan kuvaa mahdollisimman lyhyt viiva kerrallaan.

Työn alkuun selvitettiin UDP- ja TCP-ominaisuuksien toiminta ja nopeus Kawasaki-robotilla. Kokeiden perusteella voitiin todentaa UDP-protokollan olevan liian epävarma toiminnaltaan suurimpaan osaan sovelluksista, joten päädyttiin tekemään varsinainen kommunikointi TCP-protokollaa käyttäen. Työssä muodostettiin robotille työjono piirrettävistä viivoista siten, että oli mahdollista samanaikaisesti sekä täyttää työjonoa että suorittaa töitä. Työtä varten luotiin oma sanomaliikenne sekä mahdollistettiin sekä useamman sanoman lähetys että vastaanotto yhdessä paketissa.

Piirtävää robottisovellusta ei käytettävällä ajalla saatu aikaiseksi, mutta kommunikoinnin tahtiaika saatiin mitattua siten, että robotilla haettiin työ työjonosta, suoritettiin muutama aliohjelma ja kuitattiin työ tehdyksi. Ilman liikekäskyjä varsinaisen työkierron tahti oli erittäin nopea jättäen vähän aikaa kommunikoinnille vastaanottaa töitä sekä kuitata töitä tehdyiksi.

Mitatut tahtiajat olivat nopeampia, mitä lähtökohtaisesti ajateltiin, ja työjonon toiminta sekä palautuminen erilaisista virhe- ja poikkeustilanteista toimivat hyvin. Työssä luotu kommunikointipohja ei sellaisenaan täysin toimi muissa sovelluksissa, mutta on otettavissa käyttöön melko pienillä muutoksilla välittämättä siitä, onko kyseessä lavaus-, purku- vai poimintasovellus.

This thesis has been done for Orfer Oy's needs to develop communication between the robot and the PC. The aim was to explore the possibilities of creating a faster and more flexible communication method using either TCP or UDP protocoll. The capacity was supposed to be measured by a robot that would draw up a short line at a time according to the instructions of the PC.

First the features and the speed of both UDP and TCP protocolls were investigated with a Kawasaki robot. After these investigations it was possible to verify that the UDP protocol was too uncertain for most of companys products, so it was decided to do the actual communication using the TCP protocol.There was a workqueue created for the lines robot should draw. Robot was able to fill the queue with works simultaneously while finishing works. For this thesis was an own communication created with the possibility to send and receive multiple messages in one package.

The robot was not able to really draw anything because of lack of time, but the cycle time of communication was measured so that the robot retrieved a work from the queue, executed a few subroutines and the work was acknowledged to be done. Without any motion commands the total cycle time was very fast leaving only little time for communication to receive jobs, add them to the queue and to acknowledge the work to be done.

Measured cycle times were faster than initially thought, and the working queue was working well and it was able to recover from different error and exceptional situations independently. The communication platform created in this thesis does not work fully in other applications, but can be implemented with small variations, regardless of whether it is used in a palletizing, depalletizing or pickup application.