Inbetriebnahme einer IRC5 Steuerung
Im Rahmen der schulischen Ausbildung zum staatlich geprüften Techniker wird ein Projekt mit einem Zeitrahmen von ca. 160 Stunden durchgeführt. Durchführungsort sind die Beruflichen Schulen des Landkreises Marburg-Biedenkopf in Kirchhain (BSK), wobei der Donnerstag als Projekttag im Lehrplan vorgesehen ist.
Die folgende Projektarbeit entstand durch den Vorschlag des Projektbetreuers Herrn Brandner:
Ziel des Projektes ist es, mithilfe einer Visualisierungssoftware auf einem PC, den ABB Roboter zu steuern, um ihn Texte mittels eines Programms schreiben zu lassen. Die Visualisierungsoberfläche ist eine Windows-Forms Anwendung, sie besitzt ein Texteingabefeld und diverse Button zum Auslösen des Schreibvorganges. Die über die Texteingabe erstellten Texte werden über eine Ethernet Schnittstelle an die IRC5 Steuerung des ABB Roboters übergeben. Durch Betätigen eines sogenannten "Schreiben-Button" in der Visualisierungsoberfläche ist der ABB Knickarmroboter dann in der Lage, diesen Text mit Hilfe des Kugelschreiberwerkzeuges auf ein DIN A4 Blatt zu schreiben.
Durch die Überlegung, möglichst viele Themen aus dem Technikerstudium in das Projekt mit aufzunehmen, kristallisierten sich folgende Schwerpunkte heraus: Aus dem Bereich Netzwerktechnik die Kommunikation via Ethernet Schnittstelle, sowie das Programmieren in einer Hochsprache.
Zukunftsorientiert gesehen, ist dieser Laborversuch eine gute Möglichkeit für die Studierenden, sich eigenständig in neue Technologien einzuarbeiten und diese Kompetenzen zu erlenen.
Die Ausgangssituation ist ein ABB IRB140 Knickarmroboter, sowie eine neu angeschaffte ABB IRC5 Steuerung und ein analoges Bedienpult. Standort der Anlage ist Raum 140 im Gebäude 1 der BSK. Der Knickarmroboter ist auf einer Vorrichtung montiert. Die Vorrichtung besitzt einen Arbeitstisch, der sich vor dem Roboter befindet und rückseitig einen Apparat zum Werkzeugwechsel hat. Der Tisch besitzt zwei Notaustaster. Die gebäudeseitig bestehende Energieversorgung ist eine 16A CEE Drehstromsteckdose. Der Apparat zum Werkzeugwechsel hält ein Greifwerkzeug sowie ein Kugelschreiberwerkzeug bereit. Die IRC5 Steuerung befindet sich im Werkszustand und ist nicht angeschlossen.
Nach der Zieldefinition des Projektes wird eine Machbarkeitsstudie durchgeführt. Zur Beschaffung der Informationen im Bereich Programmierung wird auf das Fachbuch Visual c# 2012 Grundlagen und Profiwissen von Thomas Gewinnus und Walter Doberenz zurückgegriffen. Im Bereich ABB Roboter steht der Internetauftritt des Herstellers mit einem umfangreichen Servicebereich zur Verfügung. Nach der Quellenrecherche wird die zeitliche Machbarkeit des Projektes geprüft, die Kosten ermittelt und zur Genehmigung durch den Projektbetreuer Herr Brandner vorgelegt. Kostenträger des Projektes sind die Berufliche Schule Kirchhain.
Die Umsetzung des Projektes erfolgend durch folgenden Arbeitsablauf:
Die ABB IRC5 Steuerung wird an die Energieversorgung des Gebäudes mit Hilfe eines 16A CEE Steckers angeschlossen. Der Anschluss der Steuerleitungen des ABB IRB140 Knickarmroboter erfolgt über die vorhandenen Harting Schnittstellenstecker der IRC5 Steuerung. Die Notaustaster der Anlage werden in den Notauskreis der IRC5 Steuerung integriert. Alle Sensoren und Aktoren der Anlage, sowie das analoge Bedienfeld werden an die I/O Eingänge und Ausgänge der IRC5 Steuerung angeschlossen. Die Programmierung der Visualisierungsoberfläche wird mit Hilfe von Microsoft Visual Studio erstellt und in Form einer Windows Forms Anwendung in der Programmiersprache C-Sharp geschrieben. Das ausführende Programm der IRC5 Steuerung wird mit ABB Robot Studio 5.15.02 erarbeitet. Die Datenübertragung, zwischen der Windows Forms-Anwendung und der IRC5 Steuerung, erfolgt durch ein TCP/IP Protokoll. Schnittstellen zur Protokollübertragung sind der Ethernet Adapter des PCs und die Ethernet Schnittstelle der IRC5 Steuerung.
Projektstart ist der 01. August 2013. In den ersten vier Wochen findet bis zum 01. September 2013 die Informations- und Organisationsphase statt. Außerdem wird ein Strukturplan angefertigt. Zeitgleich werden Gespräche mit dem Projektbetreuer bezüglich der Projektziele geführt. Elektrische Abschlussarbeiten des Roboters sowie der IRC5 Steuerung werden im Zeitraum von 3 Wochen nach der Planungsphase umgesetzt. Die anstehenden Erarbeitungen der Programme starten zum 01. November 2013 und werden ca. 7 Wochen in Anspruch nehmen. Nach Abschluss der Programmierarbeiten und erfolgreichen Testläufen der Programme, wird die Ethernet Kommunikation zwischen den beiden Programmen implementiert. Hierfür steht ein Zeitfenster von 2 Wochen zur Verfügung. Während der kompletten Projektphase werden handschriftliche Arbeitsprotokolle erstellt und diese zur Projektdokumentation eingesetzt. Die Schreibphase dauert vom 15. Dezember 2013 bis zum Abgabetermin am 29. April 2014. Die Vorstellung des Projektes wird am 06. Mai 2014, dem Tag der Techniker, an den Beruflichen Schule in Kirchhain sein. Das Kolloquium des gesamten Projektes wird durch die Projektbetreuenden Personen am 20. Mai bis 21. Mai 2014 stattfinden.