PDF de programación - INTRODUCCIÓN A RAPID Programación con el IRB-140

INTRODUCCIÓN A RAPID

Programación con el IRB-140

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Características principales de RAPID

•Última generación (creado en 1994 por ABB).
•Muy similar a lenguajes de programación de propósito general de
alto nivel (Basic, Pascal, C):

•Estructurado a dos niveles: módulos por una parte y rutinas y
funciones por otra.
•Parámetros de las instrucciones: numéricos, referencias o
expresiones.
•Para cada dato se define su ámbito de utilización o alcance: local o
global y su persistencia: variable, constante o persistente.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Ejemplo de instrucción RAPID

instrucción

parámetros

MoveL p1, v100, z10, tool1;

movimiento en

línea recta

punto de
destino

velocidad

precisión

herramienta

definida

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Instrucciones más utilizadas (I)

INSTRUCCIONES DE MOVIMIENTO

•MoveL: desplazamiento hasta el punto en línea recta.
•MoveC: desplazamiento describiendo un círculo.
•MoveJ: desplazamiento rápido, sin garantizar
seguida (sin coordinación de velocidad entre los ejes del robot).

la

trayectoria

Ejemplos:

•MoveL p1, v100, z10, tool1;
•MoveC p0, p1, v100, z10, tool1;
•MoveJ p1, v100, z10, tool1;

(ojo: dos puntos)

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Instrucciones más utilizadas(II)

Parámetros de las instrucciones de movimiento:
•Posiciones deseadas ‘p1’ y ‘p0’:
Dato tipo ‘RobTarget’:especifica posición y orientación unívocamente.

•Velocidad ‘v100’:
Dato tipo ‘SpeedData’: indica velocidad deseada de traslación y de rotación.

•Precisión ‘z10’:
Dato tipo ‘ZoneData’: indica la precisión con la que hay que alcanzar la posición
pedida antes de continuar el movimiento hasta la posición siguiente.

•Herramienta ‘tool1’:
Dato tipo ‘ToolData’: describe la la herramienta acoplada al robot: dimensiones para
calcular trayectorias más peso y momentos de inercia para calcular esfuerzos.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Instrucciones más utilizadas(III)

INSTRUCCIONES DE MANEJO DE E/S

•Set: fija el valor de una salida digital a 1.
•Reset: fija el valor de una salida digital a 0.
•SetDO: fija una salida digital a un valor simbólico (on/off, etc).
•SetAO: fija el valor de una salida analógica.
•WaitDI: espera hasta que una entrada tome un valor determinado

Posibles utilizaciones de las señales de E/S:

•comandar la válvula neumática que gobierna la pinza
•detener o poner en marcha una cinta transportadora
•saber si hay una pieza lista para ser procesada por el robot...

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Instrucciones más utilizadas(IV)

Ejemplos:

•Set out1 (fija el valor de la salida out1 a uno)
•Reset out3 (fija el valor de la salida out3 a cero)
•SetDO pinza, off (fija el valor de la salida pinza a off)
•SetAO out5, 4.3 (fija la salida analógica out5 a 4.3) (ojo: ni V ni A)
•WaitDi pieza, 1 (espera hasta que la entrada pieza tome el valor 1)

También es posible utilizar el valor de las entradas dentro de una
expresión, como si se fueran variables:

•IF pieza=1 THEN... (una entrada digital controla el flujo de programa)
•IF par>1.5 THEN... (idem con entrada analógica) (control esfuerzos)

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Instrucciones más utilizadas(V)

INSTRUCCIONES DE CONTROL DE FLUJO DE EJECUCIÓN
Las habituales en lenguajes de programación de alto nivel:

•FOR ... ENDFOR: repite una sección del programa un número
fijo de veces.
•WHILE ... ENDWHILE: repite una sección del programa
mientras se cumpla una cierta condición.
•GOTO: salto incondicional a una determinada instrucción.
•IF ... THEN ... ELSE ... ENDIF: ejecuta un conjunto de
instrucciones sólo si se cumple una cierta condición.
•TEST/CASE: ejecuta unas u otras instrucciones en función del
valor de un dato (similar al switch/case del lenguaje C).

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Variables y expresiones en RAPID (I)

La variables y constantes en RAPID se denominan datos.

Definición de un dato: alcance, su persistencia y su tipo:

LOCAL VAR pos posicion_robot;

alcance
local

persistencia

variable

dato tipo
posicion

nombre

dato

Asignación de valores a los datos: operador :=

posicion_robot := [0.0, 0.0, 0.0];

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Variables y expresiones en RAPID (II)

Posibles ámbitos para un dato:
•LOCAL: sólo accesible desde la rutina o módulo donde se declara
•GLOBAL: accesible desde otras rutinas o módulos.

Posibles persistencias para un dato:

•VAR: dato variable. Su valor puede ser modificado en el programa.

•CONST: dato constante. No permite ser modificado.

•PERS: dato persistente. Si se modifica en el programa permanece
modificado para nuevas ejecuciones del mismo.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Variables y expresiones en RAPID (III)

TIPOS DE DATOS BÁSICOS
Num: dato numérico (entero o real).
Bool: valor lógico (TRUE o FALSE).
String: cadena de caracteres.

TIPOS DE DATOS PROPIOS DEL MANEJO DEL ROBOT
Pos: posición cartesiana (vector de 3 valores numéricos X, Y, Z)
Orient: orientación expresada mediante un cuaternio (vector de 4
valores numéricos (Q1, Q2, Q3, Q4)
ConfData: configuración del robot. Indica los cuadrantes en los que
se encuentran los ejes 1, 4, 6 y 5 del robot. Vector de 4 valores
numéricos (conf1, conf2, conf3, conf4).

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Configuración: resuelve ambigüedades

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Cómo especificar la configuración

Para cada uno de los ejes 1, 4 y 6 se indica el cuadrante en el
que se debe encontrar situado (ángulo girado desde 0º):

0

1

3

2

CONST confdata conf_1 := [0, 0, -1, 1];
La instrucción anterior indica una configuración 0 para el eje 1,
0 para el eje 4 y -1 para el eje 6. El último dato no se utiliza en
el IRB-140.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Variables y expresiones en RAPID (IV)

TIPOS DE DATOS PROPIOS DEL MANEJO DEL ROBOT (cont)

ExtJoint: posición de los ejes externos. Vector de 6 valores
numéricos (eje1 a eje6). El IRB-400 es capaz de controlar hasta 6
ejes externos.
RobTarget: indica un objetivo a alcanzar por el robot. Esto es:
•una posición (expresada como un dato pos: X, Y, Z).
•una orientación (dato orient: Q1, Q2, Q3, Q4).
•una configuración (dato confdata: conf1, conf2, conf3, conf4).
•una posición de los ejes externos (dato extjoint: eje1 a eje6).

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Ejes externos: diferentes aplicaciones

•Robot desplazable por un carril.
•Pinza controlada en posición.
•Herramienta especial (ejemplo:
movimiento de atornillado, con traslación y
rotación sincronizadas).
No confundir con las señales de
salida: en este caso hay control en
bucle cerrado.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Variables y expresiones en RAPID (V)

TIPOS DE DATOS PROPIOS DEL MANEJO DEL ROBOT (cont)

SpeedData: velocidad para los movimientos. Existen valores
predefinidos: v100, v200, v1000, .... El valor indica velocidad de
traslación en mm/s; también se especifica la vel. de rotación.
ZoneData: precisión con la que se debe alcanzar una posición
antes de que el robot pueda dirigirse hacia la posición siguiente.
Existen valores predefinidos: z10, z20, z50, fine, ... . El valor indica
la máxima diferencia en mm. respecto del punto pedido. Se
especifican más parámetros: orientaciones, ejes externos, ....
También se distingue entre puntos de paso y puntos de paro.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Zona de precisión para un punto de paso

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Diferencia punto de paso / punto de paro

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Variables y expresiones en RAPID (VI)

TIPOS DE DATOS PROPIOS DEL MANEJO DEL ROBOT (cont)

ToolData: herramienta utilizada por el robot. Se especifica tanto la
geometría (sistema de coordenadas de la herramienta) como la
carga (peso, centro de gravedad y momentos de inercia).

LoadData: pieza manipulada por el robot. Se especifican el peso,
el centro de gravedad y los momentos de inercia.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Introducción de programas en el IRB-140

DOS POSIBILIDADES
•Programación desde la paleta de programación.

•Se lleva al robot a las posiciones deseadas manualmente (haciendo
uso del joystick).
•Se crea una instrucción de programa para cada posición indicada
manualmente, especificando velocidad, precisión, etc.
•Se añaden las instrucciones necesarias: control de E/S, etc.
•Ventajas: no requiere ningún cálculo, pocas posibilidades de error.

•Escritura del programa en PC y transferencia al robot vía disquete.
•Las posiciones se calculan analíticamente; con estos datos se escribe
un programa utilizando el lenguaje RAPID.
•Ventajas: facilidad para introducir modificaciones o revisar.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Programación desde la paleta (I)

Joystick: 3 GDL

2 dispositivos de seguridad

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Programación desde la paleta (II)

Varias posibilidades para mover el robot con el joystick:

•Introduciendo traslaciones a lo largo de 3 ejes y giros sobre 3 ejes
(cada eje se maneja con un grado de libertad del joystick).
•respecto del sistema de coordenadas de la base del robot.

•respecto del sistema de coordenadas de la herramienta u otro.

•Actuando directamente sobre las articulaciones del robot (máximo
sobre 3 de los ejes simultáneamente).

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Programación desde PC (I)

Cabecera de un programa RAPID:

%%%

%%%

VERSION:1
LANGUAGE:ENGLISH

Código del programa, siempre estructurado en módulos:

MODULE carga_CNC

...
Cuerpo del programa

...

ENDMODULE

Por ejemplo, en este módulo se incluirían todos los datos e instrucciones
correspondientes a la carga de una pieza en una máquina CNC.

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

Programación desde PC (II)

Dentro de un módulo: declaraciones de datos y procedimientos (rutinas):

MODULE carga_CNC

VAR pos posic1 := [100, 200, 300];
VAR pos posic2 := [