Komunikácia - roboty Fanuc - Prvá časť

V dnešnej dobe, keď sa pomaly v každom článku skloňuje Industry 4.0 a s ním spojená akcelerácia nástupu robotov (viď napr. februárové alebo marcové číslo odborného časopisu ATP Journal), je čím ďalej tým dôležitejšie nielen vedieť roboty nasadiť, ale ich prevádzku aj monitorovať a diagnostikovať. Roboty sú sofistikované zariadenia, ktoré generujú veľké množstvo informácií použiteľných pre diagnostiku – napríklad informácie o stave pohonov a kĺbov, o potrebe údržby komponentov a iné.

Jeden z našich OEM partnerov nám nedávno zadal požiadavku na preskúmanie možností komunikácie s robotmi, ktoré má v rámci Slovenska nasadené u desiatok zákazníkov. S rastúcim počtom nasadení stúpa dôležitosť kvalitnej diagnostiky. Prečo? Dobrá diagnostika môže ušetriť servisný výjazd k zákazníkovi (a teda aj čas aj peniaze). Vo viacerých prípadoch riešenie nahlásených nefunkčností robotov dopadlo tak, že servisný pracovník očistil zašpinený senzor robota a ten mohol pokračovať v práci ...

OEM partner nám na testovanie zapožičal priemyselného robota Fanuc LR-Mate 200iD s kontrolérom R30iBPlus Mate. Jedná sa o cca 27 kg vážiace robotické rameno slúžiace na prácu v chránenom prostredí (v klietke), keďže sa vie hýbať až rýchlosťou 4 m/s a disponuje značnou silou.

Obrázok 1 - Fanuc LR-Mate 200iD v celej svojej kráse

Na riadenie robota a komunikáciu s okolím slúži R30iBPlus Mate Cabinet. Pre laika sa javí ako pomerne veľká plechová skriňa (cca. 50x50x60 cm), ktorá obsahuje riadiacu jednotku, prípadne ďalšie komunikačné a vstupno-výstupné karty. K robotovi je pripojená dvoma masívnymi zväzkami káblov. Štandardne obsahuje aj tri Ethernet porty – dva z nich sú na obecné použitie, tretí je vyhradený na pripojenie digitálnej kamery.

Obrázok 2 - R30iBPlus Mate Cabinet

Na ovládanie, konfigurovanie a programovanie robota sa používa tzv. Teach Pendant – priamy preklad je “učiaci prívesok”, ale v praxi sa používa skôr anglický original. Verzia, ktorú sme mali zapožičanú, bol iPendant touch - priemyselný “tablet” s dotykovou obrazovkou a tlačidlami, ktorý je pripojený káblom k riadiacej jednotke. Obsahuje napr. “deadman’s switch” – tlačidlá na zadnej strane, ktoré automaticky zastavia robota, pokiaľ obsluha tlačidlo pustí alebo naopak stlačí príliš silno (napr. v dôsledku kŕča). Na obrázku 3 vidieť aj červené tlačidlo núdzového zastavenia (údajne sa aktivuje aj vždy po páde pendantu na zem, ale takéto testy sme radšej nerobili).

Obrázok 3 - FANUC iPendant touch

Aké možnosti komunikácie ponúka tento robot – resp. jeho riadiaca jednotka? Podľa informácií ochotne poskytnutých slovenskou pobočkou firmy Fanuc, sú to nasledovné:

komunikácia protokolom Modbus TCP - cez existujúci Ethernet port, potrebná je SW licencia,
komunikácia protokolom Ethernet/IP - cez existujúci Ethernet port, potrebná je SW licencia,
komunikácia cez Profinet – pomocou špecializovanej komunikačnej karty,
komunikácia protokolom EtherCAT firmy Beckhoff, cez špecializovanú komunikačnú kartu,
komunikácia protokolom DeviceNet – opäť cez špecializovanú komunikačnú kartu,
komunikácia protokolom CC-Link - opäť cez špecializovanú komunikačnú kartu,
komunikácia cez User Socket Messaging - potrebná je SW licencia.

Ak si porovnáme tento zoznam so zoznamom protokolov podporených v D2000, šú jasné minimálne dve možnosti – protokoly Modbus TCP a Ethernet/IP. Nevýhodou môže byť potreba zakúpenia SW licencie na aktiváciu (orientačne okolo 500 – 1000 Eur za robota) – pokiaľ už tento protokol nie je v konkrétnej aplikácii licencovaný.

Treťou možnosťou je komunikácia cez User Socket Messaging. Aj toto je licencovaná vlastnosť (orientačne okolo 200 Eur). V tomto prípade sa jedná o možnosť implementácie vlastného komunikačného protokolu nad protokolom TCP/IP v programovacom jazyku Karel, ktorý roboty Fanuc podporujú. Nevýhodou je potreba programovania robota a nutnosť nahrať tento program do každého robota.

Ďalšou možnosťou by bolo nekomunikovať priamo s robotom, ale využiť ako prostredníka existujúce PLC, ktoré s ním už komunikuje (napr. v našich končinách rozšírené Simatic S7, s ktorým D2000 dokáže komunikovať cez protokol Siemens SIMATIC S7 ISO on TCP). Táto možnosť je závislá od podmienok konkrétneho zákazníka – či a aké PLC s robotom spolupracuje.

Ktoré z možností sme vyskúšali a nakoniec zákazníkovi odporučili? To sa dozviete v ďalšom pokračovaní tohto blogu.

11.6.2020, Ing. Peter Humaj, www.ipesoft.com

Komunikácia - roboty Fanuc - Prvá časť

Peter Humaj

Iné blogy

Komunikácia - MQTT Sparkplug

Komunikácia - optimalizácia v protokole Ethernet/IP

Diagnostika a ladenie databázových operácií v D2000