182

Anhang A: Der PRO-Tutor

Diesem Buch ist auf einer Diskette das Programmsystem PRO-Tutor beigelegt. Der PRO­Tutor ist ein rechnergestiitztes Lemsystem fiir die Roboterprogrammierung. Dieses System basiert auf der industriell bewahrten Roboterprogrammiersprache ROBOT-Tools. Da die Roboterprogrammierung auf Vektor- und Matrizenrechnung basiert und dieser Teil im Abschnitt 4 des PRO-Tutors behandeIt wird, eignet sich dieser Abschnitt auch unabhiingig von der Robotik zur Unterstiitzung eines Mathematikkurses.

Der PRO-Tutor ist fiir das Selbststudium ausgelegt. Auf den ersten Bildschirmseiten erklii.rt er seine Bedienung. Er kann sowohl iiber eine Tastatur als auch iiber eine Maus bedient wer­den. Der Bezug zum PRO-Tutor beginnt in diesem Buch mit dem Abschnitt 3, Konzepte zur Roboterprogrammierung mit Hochsprachen.

Urn den PRO-Tutor betreiben zu kannen, muB folgende minimale Hardwarekonfiguration vorhanden sein:

• IBM Personal Computer XT- oder AT-kompatible Rechner oder IBM PS/2-Rechner. - Hauptspeicherkapazitiit 640 KByte. - 1 Floppylaufwerk mit 360 KByte oder 1.2 MByte Kapazitiit. - 1 Festplattenlaufwerk mit 10 MByte Kapazitiit. - Graphikkarte (Monochrom oder Farbe).

Ais Softwarekonfiguration wird vorausgesetzt:

• MS-Windows 3.0, 3.1 oder WIN-OS/2.

Die beigelegte Diskette enthiilt folgende Files:

- TUTOR.EXE - MESSAGE.DAT - TUTOR.TL - TFONT.FON - INSTALL.BAT - READ.ME

Unter MS-Windows ausfiihrbares Tutorial. Enthiilt die Fehlermeldungen. Enthiilt die Tutor-Hilfstexte. Enthiilt den Tutor-Zeichensatz. InstaIlationsprogramm. Enthiilt wichtige Hinweise zur ausgelieferten Tutor-Version. (Dieses File kann fehlen)

A.1 Die Installation des PRO-Tutors unter DOSlWindows

Wahlen Sie ein Verzeichnis, in welches der PRO-Tutor kopiert werden solI, z.B.

C:\TUTOR

Nachdem Sie Ihren Rechner eingeschaltet haben und sich das DOS-Betriebssystem mit dem Prompt C:\ > oder mit dem Prompt A:\ > meldet, gehen Sie bitte folgendermaBen vor:

(I) Legen Sie die PRO-Tutor-InstaIlationsdiskette in Laufwerk A: ein. (2) Wechseln Sie in das Verzeichnis, in welches der PRO-Tutor instaIliert werden solI.

A.2 Die Bedienung des PRO-Tutors 183

(3) Starten Sie das Installationsprogramm INSTALL durch Eingabe von:

A:INSTALL <RETURN >

Nun erfolgt automatisch die Installation.

Bewahren Sie die Installationsdiskette gut auf, damit Sie die Installation jederzeit wiederholen konnen.

A.2 Die Bedienung des PRO-Tutors

Das System MS-Windows muB vor Start des PRO-Tutors installiert worden sein. Sie konnen den PRO-Tutor dann von der DOS-Ebene oder von Windows aus starten.

Beim Start von der DOS-Ebene wechseln Sie mit CD in das Verzeichnis, in dem der PRO­Tutor installiert wurde. Nun geben Sie WIN TUTOR ein. Wurde der PRO-Tutor im Ver­zeichnis C:\TUTOR installiert, so ergibt sich die Zeichenfolge:

CD \TUTOR<RETURN> WIN TUTOR < RETURN >

Beim Starten aus der Windows-Ebene wechseln Sie mit dem Datei-Manager in das Ver­zeichnis, in dem der PRO-Tutor installiert wurde. Sie wahlen dann mit den pfeiltasten den Dateinamen TUTOR.EXE und driicken auf < RETURN> oder Sie bewegen den Mauszeiger auf den Dateinamen TUTOR.EXE und fiihren einen Doppelklick aus. Installation und Bedienung unter WIN-OS/2 verlaufen entsprechend.

Nun erscheint die erste Bildschirmseite des PRO-Tutors. Folgen Sie dem Text dieser Seite und der nachsten Seiten und arbeiten Sie die Abschnitte 1 und 2 gemaB den Anweisungen auf dem Bildschirm durch. Auf den ersten Seiten erfahren Sie auch, wie man den PRO-Tutor mit der Tastatur oder mit der Maus bedient. In kurzer Zeit werden Sie mit dem PRO-Tutor vertraut sein, so daB Sie sich danach im Zusammenhang mit diesem Buch den Kapiteln der Mathematik und der Robotersteuerung widmen konnen.

Bei der Arbeit mit dem PRO-Tutor werden Sie sehen, daB Sie bei den Prozeduren zur Mathematik und zur Robotersteuerung selbstgewahlte Parameterwerte eingeben konnen. Diese Werte werden wahrend einer Sitzung mit dem PRO-Tutor intern gespeichert und konnen auch von Ihnen wieder verandert werden. Nach dem Verlassen des PRO-Tutors sind diese Werte dem PRO-Tutor nicht mehr bekannt. Bei erneutem Aufruf des PRO-Tutors werden die voreingestellten Werte des Programms eingesetzt.

Die diesem Buch beigelegte Version des PRO-Tutors enthalt nicht die Ansteuerung des Roboters Mitsubishi RM-501, sondern lediglich die Simulation dieses Roboters.

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Literaturhinweise

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Stute: EXAPT, Hanser-Verlag, Munchen, 1969 Week: Werkzeugmaschinen Band 1, VDI Verlag, Dusseldorf, 1988 Week: Werkzeugmaschinen Band 3, VDI Verlag, Dusseldorf, 1978

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Normen Die Angaben in Klammern beziehen sich auf DIN-Taschenbucher, in denen Normen zu bestimmten Sachgebieten zusammengestellt wurden.

DIN 19226, 03/84: Tl, Regelungs- und Steuerungstechnik (TAB 241/90) DIN 19237, 02/80: Steuerungstechnik (TAB 25/89) DIN 19239, 05/83: Steuerungstechnik Speicherprogrammierte Steuerungen DIN 40719, 04179: T3, Schaltungsunterlagen (TAB 98/89) DIN 40900, 03/88: T7, Graphische Symbole fUr Schaltungsunterlagen (TAB 501/89) DIN 66025, 01183: Tl, Programmaufbau fUr numerisch gesteuerte Arbeitsmaschinen

(TAB 200/87) DIN 66025, 01/83: T2, Programmaufbau fur numerisch gesteuerte Arbeitsmaschinen

(TAB 200/87) DIN 66201, 05/81: Tl, ProzeBrechensysteme (TAB 25/89)

186

DIN 66215, 08174: DIN 66215, 02/82: DIN 66217, 12175:

DIN 66246, 10/83: DIN 66256, 01185: DIN 66267, 08/84: VDI 2861,05/82: VDI 2863, 12/87: VDI 2880, 01185:

Bl, CLDATA (TAB 200/87) T2, CLDATA (TAB 200/87)

Literaturhinweise

Koordinatenachsen und Bewegungsrichtungen fUr numerisch gesteu­erte Arbeitsmaschinen (TAB 200/87) Tl, Prozessor-Eingabesprache (TAB 200/87) Programmiersprache Pascal (TAB 166/85) Tl, Datenaustausch mit numerischen Steuerungen (TAB 200/87) Blatt 2, KenngrOBen fur Handhabungseinrichtungen (Entwurf) Blatt 1, IRDAT A, Allgemeiner Aufbau, Satztypen und Ubertragung Speicherprogrammierbare Steuerungsgerate

Sachwortverzeichnis

AbsVec ..................... 52 Acceleration ................. 160 Achsinterpolation . . . . . . . . . . . . .. 150 Achslagen-Regelkarte ........... 180 Addition

von Matrizen . . . . . . . . . . . . . 73 von Vektoren ............ 55

AddVec ..................... 55 AL ....................... 2,3 AML ....................... 15 AngleOrderType ............... 39 AngleRangeType ............... 38 Anweisungsliste . . . . . . . . . . . . .. 9, 10 APT ........................ 3 Aquidistant ................... 61 Arbeitsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Arbeitsraum ................... 4 ArcCos .................. 65, 133 ArcSin ..................... 133 ARLA ...................... 15 Arm ........................ l AssignFile .................. 128 Assoziativgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . 62 AttachGrip .................. 162 AWL ..................... 9,10

Bahn ....................... 22 Bahnsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 BAPS ...................... 15 Basis ....................... 49 Basiskoordinatensystem ........... 37 Basisvektoren ................. 49 Bediengerat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Benutzerkoordinatensysteme ........ 37 Beschleunigung ............... 160 Betrag ................. 25,50,52 Betriebssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Bewegung

geradlinige . . . . . . . . . . . .. 154 Bezugskoordinatensystem . . . . . . . . . . 22

CloseFile . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 128 CNC ....................... 10 CNC-Maschinen ................. 2 Codezahl .................... 17 Computerized Numerical Control ..... 10 Console ..................... 41 CrossVec .................... 70

187

DataSetNameType .............. 42 Datentypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 DetBufferLength .............. 159 DefHomeOrder ............... 148 DefHomePos . . . . . . . . . . . . . . . .. 148 DetMove ................... 159 DefPrefPos . . . . . . . . . . . . . . . . .. 161 Deg ....................... 65 DetachGrip . . . . . . . . . . . . . . . . .. 162 DeviceType . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Diagonaimatrix ................ 71 DigCon ..................... 41 Distributivgesetz ............... 63 DivVec ..................... 58 DoMove .................. " 159 DotVec ..................... 65 Drehachse. . . . . . . . . . . . . . . .. 30, 86 Drehachsenvektor . . . . . . . . . . . . . . . 31 Drehung ..................... 30 Drehwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Drive ..................... 150 DriveJoint .................. 150

Effektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Einheitsmatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Einheitsvektor . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Element

inverses . . . . . . . . . . . . . . . . 62 neutrales ............... 62

Endabschaiter ................ 148 Eulerform . . . . . . . . . . . . . . . .. 33, 99 Eulerwinkel ........... 99, 105, 133 EXAPT '" .................. 11

FormType ................... 42 Frame ................... 35, 113 Framefile .................... 41 Freiheitsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Gantry-Konzept ................ 18 Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . .. 159 GetDigitaiInput ............... 163 GetEulerRot ................. 108 GetRpyRot . . . . . . . . . . . . . . . . .. III GetXARot ................... 90 GetX yzRot .................. 113 Grad .................... " 131 GRAFRO ................. 41, 181 Greifer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 161

188

Greiferkoordinatensystem . . . . . .. 28, 96 Grip ...................... 161 Gruppe ..................... 62

Hand ........................ 1 Handgelenk .............. 1,99, 102 Handregel

rechte .............. 28, 29 Hauptdiagonale ................ 71 Hochsprachen ................. 22 Home-Position .............. 28, 148 Horizontal-Knickarmroboter ........ 19 Hubhohe .................... 19

Industrieroboter . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 InitFilter ................... 133 Interpolationsgerade ............ 154 Inverse .................... 126 Invertierbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 InvFrame . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 127 InvRotFrame . . . . . . . . . . . . . . . .. 122 InvRotRot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 InvRotVector .................. 91 InvTransFrame ............... 127 IoResuIt . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133 IRDATA .................... 16 Istwerte ...................... 6

Just-in-time .................... 4

Kalibrierung ............... 28, 148 KAREL ..................... 15 Kommutativgesetz . . . . . . . . . . . . . . . 62 Komponenten ................. 25 Koordinaten

homo gene . . . . . . . . . . . . .. 117 Koordinatensystem

kartesisches . . . . . . . . . . . . . . 49 Koordinatentransformation ...... 15, 124 Kreisbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 156 Kreuzprodukt ................. 67

Lage ....................... 22 Lange ...................... 25 Library .................. 15, 172 Linken ..................... 172

MakeFrame ................. 113 MakeRotEuler . . . . . . . . . . . . . . .. 101 MakeRotRpy . . . . . . . . . . . . . . . .. 103 MakeRotXA .................. 90

Sachwortverzeichnis

MakeRotX yz . . . . . . . . . . . . . . . .. 104 MakeVec .................... 52 MAP ........................ 4 Master-Slave-Methode ............ 14 Matrix ...................... 31

homogene . . . . . . . . . . . . .. 117 inverse .............. 79, 126 n-reihige ............... 71

Mehrprozessorsystem ........... 180 Merker ...................... 7 Mikroprozessor ................. 7 MoveCirc1e . . . . . . . . . . . . . . . . .. 156 MoveHome . . . . . . . . . . . . . . . . .. 148 MoveLinear ................. 154 MovePtP ................... 151 MS-DOS ................. 8, 182 MS-Windows ................ 182 Multiplikation

Skalar ...... . . . . . . .. 56, 74 von links ............... 74 von reehts . . . . . . . . . . . . . . . 75

MulVec ..................... 58

Nebendiagonale ................ 71 NilFrame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 NilRot ...................... 43 NilVeetor .................... 43 Normalenvektor . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Normierung .................. 60 NormVec .................... 61 Nulldevice ................... 41 Nullmatrix ................... 71 Nullposition .................. 28 Nullvektor ................... 51 Numerische Steuerung . . . . . . . . . . . . 11

Objektkoordinatensystem . . . . . . . . . . 37 Offline-Prograrnmierung . . . . . . .. 13, 14 Online-Programmierung . . . . . . . . . . . 13 Orientierung .................. 22 Orthogonal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Ortsvektor ................... 25 Override-Faktor ............ 159, 160

Palettieren ................... 18 Parallel .................... 158 Pascal ................ 14, 15, 171 Pascal-Compiler ................ 23 Pasro ...................... 2,3 PC ......................... 8 Pitch ....................... 34

PL/I ....................... 14 Portalroboter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 PreferedPositionType . . . . . . . . . . . . . 42 PRO-Tutor ................ 22, 182 Produktionssteuerungssystem . . . . . . . . . 4 Programmiersysteme

graphische .............. 14 ProzeB ....................... 6

technischer . . . . . . . . . . . . . . . 6 ProzeBabbiid ................... 7 ProzeBprogrammierung ............ 5 ProzeBrechner ..... . . . . . . . . . . . . 13 PUMA ....................... 2 Punkt-zu-Punkt-Befehle .......... 151 Punktrichtungsform . . . . . . . . . . . . . . 68 PunktschweiBen ................. 3 Punktsteuerung ................ 11

QueryActualFrame . . . . . . . . . . . .. 133 QueryGrip .................. 162

Rad ....................... 66 Radiant .................... 131 ReadFrame . . . . . . . . . . . . . . . . .. 114 ReadRot ..................... 92 ReadVec .................... 67 Realfile ..................... 41 Realzeitsystem .................. 8 Rechnernetzwerk ................ 4 RedirecUo . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133 Redundant .................... 4 Regelung .................... 24 Regelungsalgorithmen ............. 6 Richtung .................... 25 Risc ....................... 13 ROBEX ..................... 15 ROBOT-Tools .......... 2,3, 15, 171 Roboter ...................... 1 Roboterkoordinaten . . . . . . . . . .. 38, 39 Roboterlage . . . . . . . . . . . . . . .. 26, 35 Roboterposition ................ 25 Roboterprogrammiersprache ..... 14,22 Roboterprogrammierung . . . . . . .. 13,22 Roboterregelung . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Robotertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 RobotOff .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 147 RobotOn ................... 147 Roll ....................... 34 Rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Rotationsmatrix ........ 30, 81, 87,96

189

RotFrame ................. " 121 RotMatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 RotRot ...................... 94 RotVector .................... 90 Rpy-Form ................. 34, 102 Rpy-Winkel .............. 109, 133 Rundungsfehler ...... 28, 109, 112, 132

Satzfolgenummer ............... 17 Satztyp ..................... 17 Scara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19 SchweiBen .................... 3 SchweiBroboter ................. 4 Sensorsignale ................ 161 SetAngleModeDeg ............. 131 SetAngleModeRad ............. 131 SetDigitalOutput . . . . . . . . . . . . . .. 162 SetFrame ....... . . . . . . . . . . .. 114 SetRotationFormEuler '" . . . . . . .. 132 SetRotationFormRpy . . . . . . . . . . .. 133 ShiftFrame ................ " 119 SIGLA ...................... 15 Signalbehandlung . . . . . . . . . . . . .. 161 Signale .................... 161 Skalar ...................... 56 Skalarprodukt ................. 63 Sollwertberechnung . . . . . . . . . . . . . . 23 Sollwerte ..................... 6 Spaltenvektor ................. 25 Speed ..................... 160 Speicher ...................... 7 Speicherprogrammierte Steuerung ...... 7 SPS ........................ 7 SRCL ...................... 15 StdErr ...................... 41 Stell werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . .. 6, 147 Steuerungsrechner . . . . . . . . . . . .. 4, 13 Stromlaufplan ................ 7, 8 Subtraktion

von Matrizen . . . . . . . . . . . . . 73 von Vektoren ............ 55

SubVec ..................... 56 Syslnit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 133

TCP ....................... 25 Teach-Box .................. 167 Teachin .................. 13, 167 Teleoperatoren .................. 2 Textfile ..................... 41 Textuelle Programmierung ......... 14

190

ThetaI ...................... 39 Timer ....................... 8 Tool Center Point . . . . . . . . . . . . . . . 25 Transformation ............... 124 TransFrame ................. 125 Transponierte ................. 72

UNIX ....................... 8 Ursprung .................... 49 Utilities ... . . . . . . . . . . . . . . . .. 131

VAL ................... 2,3,15 Vektor . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25, 26 Vektorprodukt . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Vektorraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Verbindungsprogrammierte Steuerung ... 7 Verknilpfung

auBere ................. 62 innere ................. 62

Vertikal-Knickarmroboter .......... 19 VPS ........................ 6

Sachwortverzeichnis

Wave ..................... 2,3 Weltkoordinatensystem ........... 37 Werkstilck ................... 11 Werkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Werkzeugmaschinen .......... 11, 18 Wiederholgenauigkeit ............ 18 WorkStateType ................ 41 WriteFrame . . . . . . . . . . . . . . . . .. 114 WriteLine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 WriteRot .................... 93 WriteVec .................... 59

XAxis ...................... 43 Xyz-Form ................. 35, 104 Xyz-Winkel .............. 112, 133

Yaw ....................... 34 YAxis ...................... 43

ZAxis ...................... 43 Zeilenvektor .................. 25

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Weitere Informationen: 2i Ind.ustrial Informatics GmbH

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• Analyse der Ablauforgani~atlok ~;l~i£ . . der VorgangskettenlhreS'Unterneh- ' ' mens;

2i Industrial Informatics ROBOT-TOOLS

ROBOT·

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ROBOT·TOOLS wurde von der . Firma 2i Industrial Infonnatics GmbH basierend auf modernsten Methoden und Techniken konzi­pien. Hinter dem amen ROBOT· TOOLS verbergen sich eine ganze Palette von Systeri1kompo­nenten und Werkzeugen, die sich untereinander erglinzen:

Das universelle Offline­Programmiersystem, das fUr eine Vielzahi verschiedener Ro­boter anwendbar ist. ROBOT­TOOLS Jal3t sich gegebenen­falls mit wenig Aufwand an neue Robotenypen, -techno­logien und an die zugehorigen Steuerrechner anpassen.

TEACH-IN ist eine Applikation, die in ROBOT· TOOLS geschrieben wurde und dadurch eine optimale Verbindung der online ermittel­ten Daten mit den offline pro­grammienen Bewegungsbahnen ermoglichl. TEACH·IN kann an verschiedene Bedienverfah­ren angepasst und somit herstel­lerindividuell gestaltet werden.

Das universeJle Robotenno­dellierungs- und Simulations­system, das - gekoppelt mit ROBOT·TOOLS - die gra­phische Simulation der Ro­boterbewegungen und die Darstellung der den Roboter umgebenden Urowelt in 3-D schon auf einem graphikf<ihi­gen PC ermoglichl. I Das Lehrprogramm, das den Benutzer einfach und ver­stlindlich in die Welt der Roboterprogrammierung in natlirlichen Raumkoordinaten einarbeitet.

I Das Achslagerregelsystem RT-CONTROL verbindet

I die Softwaretools mit der realen Welt der Servo-Verstlirker und Antriebe.

Mit ROBOT-TOOLS verftigt der Prograromierer tiber ein leistungsf<ihiges Werkzeug:

- zum Beschreiben und Berechnen von geometrischen Beztigen (z.B. die Position und Orientierung des Greifers zur Aufnahme eines Werksttickes),

- zur Bewegung des ROboters (verschiedene Interpolationsanen, z.B. Abfahren einer Geraden im Raum oder eines Kreisbogens),

- zur Steuerung eines Greifers,

- zur Ein-/Ausgabe von Signalen und Sen-sordaten,

- zur Ein-/Ausgabe von geometrischen Daten in ftir den Benutzer aufbereiteter Form, beispiels-weise die Position und Orientierung des Industrieroboters.

Die Konzeption von ROBOT-TOOLS er­laubt weiterhin:

- Ubertragungen auf andere Industrieroboter ohne groBen Aufwand durchzuftihren.

- Adaplionen an beliebige Programmierrech­ner, da die Impiementierungsprachen PA­SCAL oder "C" auf quasi jedem Rechner zur Verftigung steht.

- Bedienoberflachen zu erstellen, die auch dem ungetibten Anwender die Handhabung des Industrieroboters ermoglichen.

Weitere Informationen zu

ROBOT-TOOLS:

2i Industrial Informatics GmbH 2i ROBOMATIC Bismarckstr.20 W-7500 Karlsruhe Tel.: 0721/2 57 85 FAX: 0721/25435