Inbetriebnahme eines Industrieroboters

Ausführende

Philip Geißler, Andreas Brandl, Gerhard Piringer

Betreuung

Dipl.-Ing. Gerhard Jüngling, Dipl.-Ing. Andreas Schubert, Dipl.-Ing. Wolfgang Juen

Aufgabenstellung

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Die Schule HTL 3 Rennweg hat einen Industrieroboter der Firma ABB gekauft. Mit diesem soll Schülern der Umgang mit Robotern beigebracht werden. Deshalb wurde dieser Roboter als eine Diplomarbeit gewählt, um diesen so vorzubereiten und inbetriebzunehmen, dass Schüler der nachfolgenden Jahrgänge mit diesem arbeiten können und ihr Wissen bezüglich Robotik und Automatisierung für das Berufsleben erweitern können.

Bei dem Roboter handelt es sich um einen Sechsachsen-Knickarmroboter der Firma ABB. Er ist mit einem pneumatischen Greifer der Firma Schunk bestückt und auf seiner Roboterbasis befinden sich Elektro- sowie Pneumatikanschlüsse. Die Steuerelektronik befindet sich in der Steuereinheit, welche die Bezeichnung IRC5 hat. Diese ist auch noch mit einer Input/Output-Karte versehen, mit welcher Ein- und Ausgänge definiert werden können. Programmiert wird der Roboter mit einem Handprogrammiergerät, welches mit einem Touchscreen und einem Joystick bestückt ist.

Der Roboter kann natürlich auch mit einer Roboterprogrammiersoftware programmiert werden. Diese trägt den Namen RobotStudio und es ist auch noch möglich Kollisionvermeidungen zu programmieren und es können extrem realistische Simulationen erstellt werden. Um die Simulationen so realistisch wie nur möglich zu gestalten kann die gesamte Arbeitsumgebung in die Software importiert werden.

Bei dieser Diplomarbeit war es sehr wichtig sich auch um gewisse Sicherheitskriterien zu kümmern, da dieser Roboter eine enorme Kraft. Die Sicherheitskriterien waren zu überlegen und zu realisieren, damit kein Schüler diversen Gefahren ausgesetzt ist.

Details zur Realisierung

Bild 2

Hauptaufgabe des Projektes war die Planung und Vorbereitung des Arbeitsplatzes, damit der Roboter für Laborübungen verwendet werden kann. Dazu gehören folgende Punkte:

Arbeitsplatz planen und aufbauen
Sicherheitstechnik installieren
Demoprogramme erstellen
Greifer herstellen
Simulation erstellen

Bevor der Roboter geliefert wurde, mussten einige organisatorische Sachen erledigt werden. Es war wichtig sich zu überlegen wohin der Roboter gestellt wird. Diese Frage war schnell geklärt, denn es befindet sich ein Transfersystem im Automatisierungslabor, mit welchem der Roboter Programme abarbeiten kann. Nachdem die Standposotion des Roboters geklärt war, musste eine Stromversorgung installiert werden.
Unserer Schule war es natürlich sehr wichtig, dass gewisse Sicherheitskriterien erfüllt werden. Zu diesem Zweck wurde eine Warnleuchte installiert, welche es leicht ersichtlich macht wann der Roboter in Bewegung ist. Des Weiteren wurde auch noch ein Sicherheitsbereich aufgeklebt, in welchen man nicht hineintreten darf wenn der Roboter inbetrieb ist. Um den Arbeitsplatz noch sicherer zu machen wurden diverse Zugänge zu dem Roboter mit Tischen abgesperrt.
Um Demoprogramme zu erstellen mussten zuerst Greiferbacken hergestellt werden, welche man auf den schon vorhandenen Greifer der Firma Schunk montieren konnte. Dies wurde durch einen 2mm dicken Nierosterstahl realisiert, welcher gebogen wurde und an den Greiferflächen auch noch mit Schaumstoffpads versehen wurde, damit eine kleine Knautschzone vorhanden war.
Der Roboter sollte eigentlich in einer gedrosselten Version geliefert werden. Da dies jedoch nicht der Fall war mussten wir uns eine Konstruktion überlegen, welche es möglich macht den Roboter auf zwei Positionen zu fixieren. Die erste Position sollte so gewählt werden, dass der Roboter mit seiner Reichweite nichts berühren und beschädigen kann. Die zweite Position sollte direkt bei dem Transfersystem sein, damit Programme mit dieser abgearbeitet werden können. Um diese Kriterien zu erfüllen haben wir eine Grundplattenkonstruktion geplant und hergestellt auf welcher der Roboter mit vier Rollen fahren und mit massiven Schrauben fixiert werden kann. Nachdem diese Arbeit erledigt war wurden einige Demoprogramme geschrieben, welche den Schülern als Vorlage dienen sollen.
Der Gesamte Arbeitsplatz wurde in ProEngineer dargestellt und in die RobotStudio Software geladen. So konnte ein detailgetreuer Arbeitsplatz modeliert werden, um eine Kollisionsvermeidung zu erstellen.

HTL Wien 3 Rennweg, Mai 2009