Robot collaboratif Bosch Rexroth APAS

• Mode opératoire APAS - Les bases
• Programmation avancée
• Trame de TP
• Maintenance et utilisation experte

Mode opératoire APAS - Les bases

Présentation APAS :

 Toujours éteindre le robot en suivant les instructions d'extinction ! Le robot doit être éteint dans sa position d'origine.

Si le robot n’est pas dans sa position d’origine au démarrage, la peau capacitive ne pourra être calibrée et le robot ne pourra fonctionner en mode collaboratif. Il faudra alors insérer la clé pour désactiver les sécurités et le déplacer dans sa position d’origine en mode manuel (bouton d'acquittement actif).

Démarrage normal

Extinction

Étape	Manière de procéder	Graphique / Élément de commande
1	Condition préalable : Le plan de travail est terminé ou a été interrompu (touche pause) dans une position où le robot ne risque pas une collision en retournant à sa position d'origine La position d'origine peut être accostée sans collision
3	Appuyez sur la touche "Interrompre étape de travail" L'état "Le plan de travail s'interrompt..." apparaîtra sur la gauche de l'écran tactile L’état "Plan de travail interrompu !" apparaîtra sur la gauche de l'écran tactile
4	Appuyez sur la touche "Retour aux plans de travail" L'écran de démarrage s'affichera sur l'IHM.
5	Appuyez sur la touche "Accoster position d'origine".
6	Confirmez avec la touche "Démarrer".
7	Attendre que le robot se déplace en position d'origine
8	Appuyez sur la touche "Mettre à l'arrêt" Confirmez avec la touche "Mettre à l'arrêt" Attendre que l'écran tactile (HMI) soit éteint
9	Eteindre le contrôleur Couper l'interrupteur principal de l'armoire électrique

Démarrage en cas de problème

Elements de commande et d’affichage

P .64 APAS assistant i6 BA

Programmation manuelle basique

ATTENTION !
Risque d’écrasement entre les doigts de la pince ou les pièces prises
et les éléments fixes !

Les doigts de la pince et les pièces prises ne sont pas protégés par la
housse de protection. En cas de mouvements de rotation du bras du robot
ou de la tête APAS, des collisions avec les éléments fixes de la station
peuvent survenir. Ce qui entraîne le risque d’écorchures et de légères
contusions.

Connexion en mode Ajusteur ou Administrateur nécessaire !

Révision #8
Créé 13 mars 2023 11:18:12 par apps_admin

Programmation avancée

Principe général

Le robot APAS est doté d'une interface de programmation par bloc installée sur le PC Windows embarqué. TwinCat par Beckhoff permet de communiquer avec le contrôleur du robot qui tourner sur un ordinateur temps réel.

Programmation graphique :

• Séquence de blocs d’actions élémentaires
• Agencement des blocs en série ou en parallèle
• Sélection et Paramétrage de blocs prédéfinis
  • Certains blocs d’action nécessitent un apprentissage pour la configuration de ses paramètres

Exemple du type d’approvisionnement en composants à manipuler avec la pince du robot (Pick & Place) :

• Composants sur surface libre
• Composants palettisés
• Composants sur chariot guidé
• Saisie d’un composant avec la pince :

Exemple d’apprentissage de la trajectoire d’approche :

• Création des trajectoires par apprentissage de point
• Gestion de la caméra intégrée

Programmation par bloc : Visual Pick & Place

L'interface de programmation par bloc fournit un tutoriel intégré pour la programmation de chaque bloc. Nous n'allons pas détailler tout le tutoriel mais insister sur les points qui selon nous peuvent être bloquant, et donner des astuces.

Mode opératoire initialement réalisé le 21/05/2024 par Théo Champvalon et Théo Heitz, étudiants en BUT2 QLIO.

Localisation d'un repère de référence

Étape	Manière de procéder	Graphique / Élément de commande
1.	Mettre le robot et le chariot comme indiqué sur la photo
2.	Se connecter en Administrateur et cliquer sur Recréer
3.	Donner un nom et une description parlante au programme, ex. saisie d'un stylo sur palette et dépôt sur le SHERPA avec le robot en bout de ligne orienté vers le transstockeur.
4.	Cliquer sur le premier bloc « Référence position » puis « Modifier étape »
5.	Les boutons en bas à droite et à gauche permettent de naviguer entre les différentes étapes de la programmation graphique Lors des déplacements manuels du robot, veillez à ne pas percuter d'objets. Pour cela effectuez des petits déplacements lents en réduisant la distance de déplacement (10mm par exemple), et l'Override à 10% (pourcentage de la vitesse)   Tâche de localisation des Marqueurs (Proche) Cliquer sur démarrer l'image en temps réel et déplacer le robot grâce aux flèches aux bords de l'image. La caméra doit être à 20cm au dessus et centrée sur la mire.
6.	Cliquer sur Formation. Les marqueurs de la mire doivent être détectés en vert. S'ils ne le sont pas, commencez par vérifier la luminosité de la pièce (allumer la lumière et fermer les volets pour avoir une lumière plus maîtrisée) et modifier la hauteur à l'étape précédente. Les réglages experts ne devraient pas être nécessaires.
7.	Enregistrer la Pose de détection
8.	La programmation d'une tâche est terminée lorsque l'ensemble des opérations du sommaire à gauche sont vertes. La position de référence est fonctionnelle. Le robot sait localiser le convoyeur par rapport à sa base. la suite des mouvements seront effectués par rapport à ce repère de référence.

Pick

Étape	Manière de procéder	Graphique / Élément de commande
1.	Créer un nouveau bloc « Saisir »
2.	Accoster la référence si cette étape est demandée
3.	Choisir « Composant sur surface libre »
4.	Choisir la plage. Dans notre cas « Plage < 8 x 8 cm »
5.	Cliquer sur « Ajustement contour 2D »
6.	Cliquer sur « Apprendre le modèle »
7.	Déplacer la caméra afin qu'elle se trouve à environ 20 cm au-dessus de l’objet et que l’objet soit au centre de l’image.
8.	Remplacer l’objet par le marquage et centrer la croix dans le rond inférieur gauche du marquage.
9.	Cliquer sur « aligner »
10.	Cliquer sur « Écraser l’image »
11.	Optimiser les contours de l’objet en augmentant le gain de l’image. Cela permet au robot d’apprendre au mieux l’objet.
12.	Cliquer sur « Démarrer la définition du contour »
13.	Sélectionner le rectangle en haut à droite et cliquer sur l’objet afin de déposer le rectangle puis l’agrandir pour y faire entrer l’objet.
14.	Effectuer le « test manuel ». Plus la qualité modèle d’objet se rapproche de 1 plus le robot à bien appris la forme de l’objet.
15.	Vous pouvez cliquer sur le bouton « 90° » afin de remettre la caméra en direction du sol. Augmenter l’écart entre les pinces afin de préparer le robot à attraper l’objet. Avec le bouton « <- -> ». Une fois que les pinces sont assez écartées et bien orientées, cliquer sur « enregistrer rayon ».
16.	Il faut maintenant utiliser les commandes de déplacement du robot pour positionner la pince en position de saisie de l'objet.   On est obligé de s'approcher très proche du plateau. Faire très attention de ne rien percuter. Pour cela baisser le pas de déplacement à 1 mm. Lorsque le robot est près à saisir l’objet cliquer sur « Ajouter position à la fin de la trajectoire ». Le robot retiendra alors les coordonnées.
17.	Cliquer sur « accéder ». Le robot va alors saisir/atteindre l’objet.
18.	Il faut maintenant programmer l’éloignement du robot lorsqu’il a saisi l’objet. Vous pouvez appuyer sur « - » deux ou trois fois afin de faire remonter le APAS et enfin cliquer sur « Ajouter position à la fin de la trajectoire ».

Place

Étape	Manière de procéder	Graphique / Élément de commande
1.	Ajouter un nouveau bloc qui est « Déposer ».
2.	Cliquer sur « un par un dans un logement processus »
3.	Cliquer sur « logement processus mobile ». Cela permet au robot d’être plus flexible dans la recherche du point de dépôt
4.	Cliquer sur « A chaque utilisation »
5.	Placer une mire avec les 3 marqueurs au plus proche de la zone de dépôt. Déplacer le robot pour aligner la caméra au-dessus de la mire. Dans notre cas nous imaginons que notre bac arrive de chez notre fournisseur avec le marquage APAS.   Avoir le marquage dans la boite permet au APAS de déposer le stylo uniquement quand il détecte le marquage et donc que la boite est présente.
6.	Lancer l’apprentissage. Les cercles doivent apparaitre en vert. Enregistrer
7.	Créer le mouvement d’approche. Ce mouvement est celui que le robot effectuera après avoir détecté le marquage. Dans notre cas il doit juste se rapprocher du milieu et du fond de la boite avant de lâcher le stylo.   Lorsque le APAS est à l’emplacement de dépôt on clique sur « Ajouter position à la fin de la trajectoire »
8.	Régler le rayon et enregistrer la position d'ouverture
9.	Définir le point de trajectoire d'éloignement, cliquer deux ou trois fois sur « - » puis « Ajouter position à la fin de la trajectoire ».
10.

Lancement d'un programme en boucle

Étape	Manière de procéder	Graphique / Élément de commande
1.	Ajouter le bloc de « regroupement » qui permet au programme de recommencer en boucle
2.	Cliquer sur le dernier bloc de regroupement puis en haut à droite sur « Connecter »
3.	Cliquer sur le deuxième bloc « Pick » puis sur « connecter »
4.	Cela permet de créer une boucle. Voici le programme à ce moment.
5.	Optionnellement, on peut demander au robot de se repositionner par rapport au marqueur du convoyeur avant chaque saisie de stylo. Mais si les freins du robot et du convoyeur sont bien serrés cela ne devrait pas être nécessaire.   Cliquer sur le premier regroupement puis créer un nouveau bloc.
6.	Ajouter le bloc « référence intermédiaire »

Configuration avancée

Trame de TP

Présentation du cobot Bosch Rexroth APAS (30min)

• Les bras robots industriels
  • Vocabulaire mécanique du solide et mécanismes : Système de coordonnées, Repère Cartésien, 6 degrés de liberté, 6 coordonnées Cartésiennes (x,y,z,a,b,c), Transformation homogène, Matrice de Transformation, chaîne cinématique ouverte, 
  • Vocabulaire robotique : segment (Link), articulation (Joint), base, épaule (shoulder), coude (elbow), poignet (wrist), bride (Flange), outil (Tool), TCP (Tool Center Point), modèles cinématiques direct et inverse, Espace de travail, Pose=Position+Orientation
  • Problème : déterminer les mouvements à commander aux moteurs en fonction de la trajectoire désirée de l'outil. Points de la trajectoire : Position, Orientation, Vitesse, Accélération, dérivée de l'accélération
• Comment programme-t-on un robot industriel : le teach panel
  • On déplace le robot à une position voulue et on enregistre le point de la trajectoire
• Notions de sécurité d'un robot industriel
  • Mouvements lents de la pince peuvent résulter en des mouvements rapides des moteurs
  • On peut se retrouver coincé entre le bras en un mur, ou entre deux segments d'un bras : très forte pression qui peut briser des os.
  • Amplification de la puissance des moteurs par effet de bras de levier (vitesse, force).
  • On reste à bonne distance de l'espace de travail (la "portée") du robot quand on le programme.
  • Si besoin de s'approcher du robot on est deux personnes dont une qui rentre dans l'espace de travail avec le teach panel et l'autre qui reste à distance mais à portée d'un bouton d'arrêt d'urgence
• Le rôle d'un robot collaboratif dans l'Industrie 4.0
• Notions de sécurité spécifiques au robot APAS
  • Circuit de sécurité : boutons d'arrêt d'urgence, bouton homme-mort, pince collaborative
  • Désactivation du mode collaboratif

Déplacement du robot avec le teach panel (30min)

Suivre les tutoriels de base du robot APAS : https://innovation.iha.unistra.fr/books/ligne-flexible-connectee-4h/page/mode-operatoire-apas-les-bases 

Programmation par bloc d'une tâche de Pick & Place (1H30)

Suivre les tutoriels avancés du robot APAS : https://innovation.iha.unistra.fr/books/ligne-flexible-connectee-4h/page/programmation-avancee 

Rédaction d'un tutoriel pour un autre bloc de programmation graphique (1H30)

 

Maintenance et utilisation experte

Maintenance

Changement des piles

• Une fois par an en Juillet
• Démonter le cache métallique (4 vis alènes). Le joint a été mis de côté dans l'armoire bleue pour simplifier le démontage
• Démonter les vis avec un tournevis plat (les clés alènes servent à extraire le boitier de piles)
• Commencer par dévisser la vis du bas et bien plaquer le boitier pour faciliter le vissage/dévissage

• 4 piles C2 à demander au service technique. Respecter la polarité qui est marquée avec + et -

Calibration des moteurs

Suivre la doc' https://seafile.unistra.fr/f/334ef5b14e02461eb4ba/ 

Récupérer et brancher le teach pendant si le robot n'en a pas.

• Dans l'armoire électrique sur la gauche du robot (face au panneau Bosch) : 
  
  • Passer le robot en mode Manuel (T1, contrôleur et Teach Panel). Mode Auto / Manuel (T1)
  • Contrôleur ON/OFF
  • Prise Teach Pendant

Etape 4 : Teach Panel

• Les boutons F1-F5 permettent de sélectionner les options qui apparaissent en bas de l'écran
  
• Afficher les Alarmes Actives en cliquant sur SHIFT+DIAG
• Laisser appuyé le bouton homme-mort en position intermédiaire
• Démarrer le contrôleur (bouton I sur panneau Bosch)
• Essayer de désactiver les Alarmes en cliquant sur RESET
• Cliquer sur RESET (teach panel) jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'erreur
• Pour bouger le robot Appuyer sur SHIFT + boutons bleus des axes

Calibration

• Avant de mettre les axes à 0
• Bien bouger les 6 moteurs sur une grande distance pour que l'alarme SRVO-062 (group 1, axis X) se quitte

Etape 3.2 : 

• Les boutons F1-F5 permettent de sélectionner les options qui apparaissent en bas de l'écran
• Cliquer sur F3 puis F4/F5

Architecture du robot

• Communication Beckhoff TwinCat entre le PC Windows embarqué et le contrôleur du robot
• Teach panel Fanuc dans le coffret électrique