Forprosjektrapport

Transcription

Forprosjektrapport

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG
Avdeling for teknologi
Program for elektro- og datateknikk
7004 TRONDHEIM
Bacheloroppgave, E1009
Oppgradering av industrirobot
forprosjekt
Program for elektro- og datateknikk
7004 TRONDHEIM
Bacheloroppgave, forprosjekt
Oppgavens tittel:
Gitt dato: 18.01.10
Innlevingsdato:01.02.10
Project tittel:
Upgrading of industry robot
Antall sider/bilag
14/3
Gruppedeltakere:
Steinar Kvarsnes
Veileder (navn/email/tlf.):
Dag Aune
tlf: 73559583
email: dag.aune@hist.no
Studieretning:
Prosjektnummer:
Automatisering
Oppdragsgiver:
HIST
E1009
Kontaktperson hos
oppdragsgiver (navn/tlf.):
Dag Aune
tlf: 73559583
Fritt tilgjengelig
Tilgjengelig etter avtale med oppdragsgiver
Rapporten frigitt etter
<dato>
Sammendrag
Hensikten med denne rapporten er å gi en oversikt over oppgavene som skal utføres i
hovedprosjektet. Rapporten angir estimert tid for de enkelte deloppgavene som skal utføres.
Prosjektet er delt opp i arbeidspakker. For hver arbeidspakke er det laget et
arbeidspakkeskjema. Her er det angitt estimert tid og ansvarlig for oppgaven. Siden
prosjektgruppen bare har en deltaker blir det samme person som har ansvaret for alle
arbeidspakkene.
Vitensenteret har fått en robot fra Autronica. Våren 2009 ble det utviklet et nytt styresystem
til denne roboten. Høsten samme år ble det utviklet tegneprogram og joystickstyring til dette
styresystemet.
Hovedoppgaven for prosjektet er å ferdigstille dette styresystemet slik at roboten kan brukes i
en utstilling på Vitensenteret. Det som gjenstår er å forbedre regulatorene til motorene, og
videreutvikle tegneprogrammet slik at det tegner jevne streker. Det må også utvikles et system
som stopper pådraget til Z-aksen når den treffer en gjenstand. I denne rapporten er det satt opp
noen løsningsforslag til dette problemet.
I tillegg kan det være aktuelt å utvikle noen nye applikasjoner. Det kan for eksempel være
aktuelt å bruke et kamera til å gjenkjenne objekter som roboten kan plukke opp.
1
Forord
Prosjektet er en Bacheloroppgave gitt av Høyskolen i Sør-Trøndelag. Veileder og
oppdragsgiver for prosjektet er Dag Aune. Prosjektet er en videreføring av to tidligere
prosjektoppgaver.
Det hele startet med at Vitensenteret fikk en robot fra Autronica. Denne roboten ønsket de å
bruke i utstillingen.
De ønsket at publikum skulle kunne gjøre noe sammen med roboten, for eksempel spille et
spill eller lignende. Derfor fikk en prosjektgruppe våren 2009 som bacheloroppgave å
forberede roboten til denne oppgaven.
Det viste seg at styresystemet var utdatert og resurskrevende å sette seg inn i. Komponentene i
styresystemet nærmet seg også slutten av den beregnede levetiden. Prosjektgruppen lagde
derfor et helt nytt styresystem. De rakk å gjøre ferdig styresystemet, men de rakk ikke å lage
noen applikasjoner som vitensenteret kunne bruke.
Derfor fikk en annen prosjektgruppe høsten 2009 som oppgave å utvikle applikasjoner til
dette styresystemet. De utviklet joystickstyring og tegneprogram.
Min oppgave blir å videreutvikle dette styresystemet. Målet med denne rapporten er å sette
opp en arbeidsbeskrivelse for hovedprosjektet. Det skal settes opp en fremdriftsplan for
oppgavene i prosjektet. Denne rapporten skal brukes som grunnlag for videre fremdrift i
prosjektet. Prosjektet er på 18 studiepoeng. Dette tilsvarer 450 arbeidstimer. Prosjektet skal
være ferdig 20. Mai 2010.
______________
Steinar Kvarsnes
_____________________________________
Sted og Dato
2
Innholdsfortegnelse
1
Innledning ......................................................................................................................4
1.1 Bakgrunn ......................................................................................................................4
1.2 Oppgaveteksten ............................................................................................................4
1.3 Definisjoner ..................................................................................................................4
2
Teknisk del .....................................................................................................................5
2.1 Problemstilling..............................................................................................................5
2.2 Prosjektmål...................................................................................................................6
2.2.1 Effektmål ...............................................................................................................6
2.2.2 Resultatmål ............................................................................................................6
2.2.3 Prosessmål .............................................................................................................6
2.3 Prosjektbeskrivelse .......................................................................................................7
2.3.1 Ultralydføler ..........................................................................................................7
2.3.2 Kapasitiv føler........................................................................................................7
2.3.3 Mikrobryter............................................................................................................8
2.3.4 Detektering av hastighetsreduksjon på Z-akse ........................................................8
3
Arbeidspakker................................................................................................................9
4
Prosjektorganisering ....................................................................................................10
4.1 Prosjektdeltager ..........................................................................................................10
4.2 Utstyr og ressurser ......................................................................................................11
4.3 Prosjektleveranser.......................................................................................................11
4.4 Tids og kostnadsplan...................................................................................................12
4.4.1 S-diagram ............................................................................................................12
4.5 Kvalitetssikring...........................................................................................................13
Vedlegg................................................................................................................................14
3
1 Innledning
1.1 Bakgrunn
Bakgrunnen for dette prosjektet at vitensenteret har fått en robot fra Autronica. Denne roboten
ønsket de å bruke i utstillingen. Våren 2009 fikk en bachelorgruppe som oppgave å lage et
styresystem til roboten, og applikasjoner som kunne fange publikums oppmerksomhet i 2 til 3
minutter. De lagde et styresystem, men de rakk ikke å lage noen applikasjoner.
Derfor fikk en prosjektgruppe høsten 2009 som oppgave å lage applikasjoner til dette
styresystemet. De lagde joystickstyring og et tegneprogram.
Roboten ble ikke helt klar til å brukes i utstillingen. Derfor blir min oppgave å oppgradere
roboten slik at den kan brukes i en utstilling.
1.2 Oppgaveteksten
Interaktiv robot
Vitensenteret har fått en robot fra Autronica. Våren 2009 lagde en bachelorgruppe ved HIST
et styresystem til denne roboten. Høsten samme år lagde en annen prosjektgruppe
tegneprogram og joystickstyring til dette styresystemet.
Prosjektet går ut på å ferdigstille styresystemet slik at roboten kan brukes i en utstilling på
vitensenteret.
Programmeringen skal utføres i Labview, og AutoCad skal brukes som tegneverktøy.
Drift og vedlikeholdshåndboken skal oppdateres og det skal lages en tidsskriftartikkel.
All dokumentasjon skal leveres skriftlig og på elektronisk form.
1.3 Definisjoner
Forkortelse/Definisjon
Beskrivelse
HiST
Høgskolen i Sør Trøndelag
Labview
Grafisk programmeringsspråk fra National
Instrument
SCARA
Selective Compliant Assembly Robot Arm
(robotarmene er bevegelige horisontalt og stive
vertikalt).
PS3
Play Station 3 joystick
AutoCad
Profesjonelt tegneprogram for arbeidstegninger.
Tabell 1 Definisjoner
4
2 Teknisk del
2.1 Problemstilling
Min oppgave består i hovedsak av å videreutvikle en programvare som er utviklet av to
tidligere prosjektgrupper ved HIST. Det kan også bli nødvendig med litt elektrisk og
mekanisk arbeid for å nå prosjektmålet.
Styresystemet er levert av National Instrument. Programmeringsspråket som er brukt er
Labview som også er levert av National Instrument.
Den første prosjektgruppen bygde et nytt styreskap og utviklet et styresystem. Neste
prosjektgruppe utviklet joystickstyring og et tegneprogram.
Styresystemet virker slik det er i dag, men det er en del ting som kan forbedres. Når
tegneprogrammet kjøres klarer ikke roboten å lage helt jevne streker. Regulatorene til
servomotorene fungerer heller ikke helt perfekt. Ved små forandringer i settpunkt får ikke
motorene nok pådrag til at de starter.
Roboten mangler også nærhetsføler for Z-aksen. Det gjør det mulig å gi pådrag til denne
aksen selv om den har truffet et objekt.
Det er heller ikke laget feste for pennen som skal brukes til tegneprogrammet.
5
2.2 Prosjektmål
2.2.1 Effektmål
Roboten skal kunne brukes i en utstilling på vitensenteret og fange publikums interesse i 2 til
3 minutter.
2.2.2 Resultatmål
Roboten skal være i stand til å tegne jevne streker når tegneprogrammet kjøres. Når roboten
kjøres med joystick skal pådraget til z-aksen stoppe når den treffer et objekt. Det skal ikke
være mulig å ødelegge pennen som brukes til tegning ved å presse den for hardt mot
underlaget.
Prosjektet skal være klart for levering 20. Mai 2010.
Kostnaden for prosjektet kan variere avhengig av hvilken løsning som blir valgt for
nærhetsføler for Z-aksen.
2.2.3 Prosessmål
Jeg ønsker å tilegne meg kunnskaper innenfor fagområdene programmering, instrumentering
og robotteknikk. Jeg ønsker også å lære prosjektstyring og hvordan et prosjekt skal
gjennomføres.
Målet er å oppnå et godt prosjektresultat og en god karakter på prosjektarbeidet.
6
2.3 Prosjektbeskrivelse
I tillegg til oppgradering av eksisterende applikasjoner kan det være aktuelt å utvike nye. Et
eksempel er å la roboten plukke opp gjenstander som den lokaliserer ved hjelp av et kamera.
Problemet med at servomotorene ikke starter ved små endringer i settpunktet løses ved
programmering i Labview. Det samme gjøres for å få tegneprogrammet til å tegne jevne
streker.
Å stoppe pådraget til Z-aksen når den treffer et objekt kan gjøres ved hjelp av flere typer
følere. I tillegg bør festet for pennen være fjærbelastet.
2.3.1 Ultralydføler
En mulig løsning er å montere en ultralydføler som måler avstanden til objektet.
Fordel:
· Kan måle lange avstander.
Ulemper:
· Pris.
· Må omjusteres dersom det skal brukes en penn med annen lengde.
2.3.2 Kapasitiv føler
En annen løsning er å montere en kapasitiv føler.
Fordel:
· Pris
Ulemper:
· Måler kortere avstander enn ultralydføleren, derfor må den monteres nærmere
pennespissen. Dette gjør at den kan bli i veien ved bruk av andre applikasjoner.
· Må omjusteres dersom det skal brukes penn med annen lengde.
7
2.3.3 Mikrobryter
En tredje løsning er å montere en mikrobryter som blir aktivert når pennen trykkes inn.
Fordeler:
· Pris.
· Uavhengig av lengde på pennen.
Ulemper:
·
Liten evne til å tilpasse seg skjevheter i underlaget.
2.3.4 Detektering av hastighetsreduksjon på Z-akse
En fjerde mulighet er å lage en programdel som stopper pådraget dersom hastigheten til Zaksen reduseres.
Fordeler:
· Pris.
· Uavhengig av lengden på pennen.
· Kommer ikke i konflikt med eventuelle andre applikasjoner.
· Ingen ledningsføringer langs Z-aksen.
Ulemper:
·
·
Usikkert om presisjonen blir god nok. Trykket mot underlaget kan bli for stort.
Liten evne til å tilpasse seg skjevheter i underlaget.
8
3 Arbeidspakker
Arbeidspakkene er vedlagt som vedlegg 1. De beskriver arbeidsoppgavene som skal gjøres,
og antall arbeidstimer som er beregnet.
Vedlegg 1 inneholder følgende arbeidspakker:
·
·
·
·
·
·
·
·
Arbeidspakke 1
Arbeidspakke 2
Arbeidspakke 3
Arbeidspakke 4
Arbeidspakke 5
Arbeidspakke 6
Arbeidspakke 7
Arbeidspakke 8
Klargjøring av riggen
Definere oppgaver
Programmering
Mekanisk arbeid
Elektrisk kobling
Testprogram
Webside
Administrasjon
9
4 Prosjektorganisering
4.1 Prosjektdeltager
Steinar Kvarsnes
48 år
Ansvarsområde:
Hele prosjektet
Kompetanse:
Fagbrev som elverksmontør og tavlemontør
Teknisk fagskole elkraft
Tidligere prosjekter:
Totankprosjekt våren 2009
Interaktiv robot høsten 2009
10
4.2 Utstyr og ressurser
I forbindelse med prosjektet har jeg fått utlevert en SCARA robot av typen ASEA IRB 300.
Det følger med roboten et styreskap som ble bygd våren 2009. I tillegg har den forrige
prosjektgruppen kjøpt inn en PS3-controller til roboten.
4.3 Prosjektleveranser
Forprosjektrapport
Statusrapport 1
Statusrapport 2
Statusrapport 3
Statusrapport 4
Statusrapport 5
Statusrapport 6
Statusrapport 7
Hovedprosjekt innlevering
4. Februar
18. februar
4. Mars
18. Mars
1. April
15. April
29. April
13. Mai
20. Mai
Tabell 2 Prosjektleveranser
11
4.4 Tids og kostnadsplan
For å gjennomføre prosjektet trenger jeg å kjøpe inn noe nytt utstyr. Vedlegg 3 gir en oversikt
over hva det er behov for å kjøpe inn, og hva det koster. Kostnaden avhenger mye av hvilken
løsning som blir valgt for nærhetsføler til Z-aksen. Som det fremgår av vedlegget er det stor
prisforskjell på de forskjellige typene føler.
Vedlegg 2 gir en oversikt over hvilke arbeidsoppgaver som skal utføres og når de skal utføres.
4.4.1 S-diagram
S-diagrammet under viser estimert antall arbeidstimer gjennom hele prosjektperioden.
Planlagt timeforbruk
18
.0
1
25 .20
.0 10
1
01 .20
.0 10
2
08 .20
.0 10
2
15 .20
.0 10
2
22 .20
.0 10
2
01 .20
.0 10
3
08 .20
.0 10
3
15 .20
.0 10
3
22 .20
.0 10
3
29 .20
.0 10
3
05 .20
.0 10
4
12 .20
.0 10
4
19 .20
.0 10
4
26 .20
.0 10
4
03 .20
.0 10
5
10 .20
.0 10
5
17 .20
.0 10
5.
20
10
Timer
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Dato
Figur 1 S-diagram
12
4.5 Kvalitetssikring
For å sikre kvaliteten i prosjektet må arbeidet være strukturert, og kommunikasjonen mellom
prosjektgruppen og oppdragsgiver være god nok. Dette skal sikres ved følgende punkter.
·
Prosjektmøter
Annenhver uke skal det være et møte med veileder/oppdragsgiver. Der skal jeg
presentere det jeg har gjort siste periode, og diskutere eventuelle avvik og
problemer som har oppstått.
·
Statusrapport
Til hvert prosjektmøte skal jeg levere en statusrapport der følgende skal
dokumenteres:
1. Arbeid utført i perioden.
2. Tidsforbruk.
3. Avvik.
4. Planlagt arbeid neste periode.
·
Testprogram
Det skal utarbeides et testprogram og roboten skal testes etter dette
programmet for å sikre at den tekniske kvaliteten holder mål.
13
Vedlegg
Vedlegg 1
Vedlegg 2
Vedlegg 3
Arbeidspakker
Gant-diagram
Innkjøpsliste
14
Vedlegg 1
Studieprogram for elektro- og datateknikk
7004 TRONDHEIM
Dato: 28.01.10
Fag:
Bacheloroppgave automatiseringsteknikk
Prosjekt:
E1009 Oppgradering av industrirobot
Aktivitet:
01.02.10
Startdato:
Sluttdato:
Ingen
Avhengighet: Foregående aktiviteter:
2
Etterfølgende aktiviteter:
Gjøre riggen klar for det videre arbeidet.
Mål:
Aktivitet nr: 1
04.02.10
Arbeidsbesk Koble opp riggen. Installere programvare. Få joysticken til å virke opp mot
windows.
rivelse:
Timeverk:
15 timer
Fordeling:
Steinar Kvarsnes:
Kostnader: Ingen
Ressurser: Ingen
Risiko: Kan bli problemer med å få joysticken til å virke
Prosjektmedarbeidere:
Steinar Kvarsnes
Tlf: 918 80 430 e-post: steink@stud.hist.no
15 timer
7004 TRONDHEIM
Dato: 28.01.10
Fag:
Prosjekt:
Aktivitet:
Definere oppgaver
01.02.10
Startdato:
Sluttdato:
1
3
Mål:
Aktivitet nr: 2
04.02.10
Arbeidsbesk
rivelse:
Timeverk:
15 timer
Fordeling:
Steinar Kvarsnes:
Kostnader: Ingen
Ressurser: Ingen
Risiko: Ingen
Steinar Kvarsnes
15 timer
7004 TRONDHEIM
Dato: 28.01.10
Fag:
Prosjekt:
Aktivitet:
Programmering i Labview
Aktivitet nr: 3
11.02.10
24.04.10
Startdato:
Sluttdato:
2
6
Få roboten til å reagere på små endringer av settpunkt, og tegne jevne streker
Mål:
når tegneprogrammet brukes.
Arbeidsbesk Oppgrader regulator vi slik at motorene starter ved små forandringer i
settpunkt.
rivelse:
Oppgrader interpol vi slik at roboten tegner rette streker ved bruk av
tegneprogram.
Timeverk: 215 timer
Fordeling:
Steinar Kvarsnes:
215 timer
Kostnader: Ingen
Ressurser: Ingen
Risiko: Ingen
Steinar Kvarsnes
7004 TRONDHEIM
Dato: 28.01.10
Fag:
Prosjekt:
Aktivitet:
Feste for penn og nærhetsføler.
18.02.10
Startdato:
Sluttdato:
2
5
Lage feste for penn til tegneprogram.
Mål:
Lage feste for nærhetsføler.
Aktivitet nr: 04
15.03.10
Arbeidsbesk Konstruer og lag et feste for pennen som skal brukes til tegneprogrammet,
og nærhetsføler. Lag dokumentasjon for det mekaniske arbeidet.
rivelse:
Timeverk:
30 timer
Fordeling:
Steinar Kvarsnes:
Kostnader: Ingen
Ressurser: Ingen
Risiko: Ingen
Steinar Kvarsnes
30 timer
7004 TRONDHEIM
Dato: 28.01.10
Fag:
Prosjekt:
Aktivitet:
Elektrisk kobling
15.03.10
Startdato:
Sluttdato:
4
Ingen
Koble nærhetsføler for Z-aksen.
Mål:
Aktivitet nr: 5
07.04.10
Arbeidsbesk Finn føringsvei for kabel og koble nærhetsføler. Oppdater dokumentasjon
rivelse:
Timeverk:
20 timer
Fordeling:
Steinar Kvarsnes:
Kostnader: Ingen
Ressurser: Ingen
Risiko: Ingen
Steinar Kvarsnes
20 timer
7004 TRONDHEIM
Dato: 28.01.10
Fag:
Prosjekt:
Aktivitet:
Testprogram
15.04.10
Startdato:
Sluttdato:
Ingen
Ingen
Teste at roboten fungerer som den skal
Mål:
Utarbeid testprogram og test roboten.
Arbeidsbesk
rivelse:
Timeverk:
Aktivitet nr: 6
22.04.10
30 timer
Fordeling:
Steinar Kvarsnes:
Kostnader: Ingen
Ressurser: Ingen
Risiko: Ingen
Steinar Kvarsnes
30 timer
7004 TRONDHEIM
Dato: 28.01.10
Fag:
Prosjekt:
Aktivitet:
Webside
08.02.10
Startdato:
Sluttdato:
Ingen
Ingen
Lage webside
Mål:
Aktivitet nr: 7
20.05.10
Arbeidsbesk Opprett webside og hold den oppdatert.
rivelse:
Timeverk: 20 timer
Fordeling:
Steinar Kvarsnes:
Kostnader: Ingen
Ressurser: Ingen
Risiko: Ingen
Steinar Kvarsnes
20 timer
7004 TRONDHEIM
Dato: 28.01.10
Fag:
Prosjekt:
Aktivitet:
Administrasjon
01.02.10
Startdato:
Sluttdato:
Ingen
Ingen
Administrer prosjektet
Mål:
Arbeidsbesk Hold møter
Lag møteinnkalling
rivelse:
Lag toukesrapport
Skriv møtereferat
Lag tidsskriftartikkel
Timeverk: 60 timer
Aktivitet nr: 8
20.05.10
Fordeling:
Steinar Kvarsnes:
Kostnader: Ingen
Ressurser: Ingen
Risiko: Ingen
Steinar Kvarsnes
60 timer
Vedlegg 2
ID
Aktivitetsnavn
1
2
Koble opp riggen
3
Testing
4
5
6
Varighet
Slutt
3 dager
ma 01.02.10
1 dag
ma 01.02.10
ti 02.02.10
2 dager
ti 02.02.10
to 04.02.10
3 dager
ma 08.02.10
to 11.02.10
3 dager
ma 08.02.10
to 11.02.10
24 dager?
to 11.02.10
on 21.04.10
Definer oppgaver
Definer oppgaver
Programmering
Start
to 04.02.10
7
Programmering i Labview
21 dager
to 11.02.10
on 14.04.10
8
Oppdater dokumentasjon
3 dager
on 14.04.10
on 21.04.10
ma 15.03.10
10
10,71 dager?
to 11.02.10
11
Feste for penn og føler
6 dager
to 18.02.10
ti 09.03.10
12
Mekanisk dokumentasjon
2 dager
ti 09.03.10
ma 15.03.10
14
Mekanisk arbeid
7 dager?
ma 15.03.10
on 07.04.10
15
Elektrisk kobling
5 dager
ma 15.03.10
on 24.03.10
16
Oppdater dokumentasjon
2 dager
on 24.03.10
on 07.04.10
7 dager
to 15.04.10
to 29.04.10
4 dager
to 15.04.10
to 22.04.10
18
19
20
21
22
23
24
Elektrisk arbeid
Testprogram
Utarbeide testprogram
Teste roboten
Vevside
3 dager
to 22.04.10
to 29.04.10
41,21 dager
ma 08.02.10
to 20.05.10
1 dag
ma 08.02.10
ti 09.02.10
Opprette vevside
Oppdatere vevside
Administrasjon
39 dager
on 10.02.10
to 20.05.10
44 dager
ma 01.02.10
to 20.05.10
25
Administrativt arbeid
44 dager
ma 01.02.10
to 20.05.10
26
Prosjektmøte 1
2 tmr
to 04.02.10
to 04.02.10
27
Prosjektmøte 2
2 tmr
to 18.02.10
to 18.02.10
28
Prosjektmøte 3
2 tmr
to 04.03.10
to 04.03.10
29
Prosjektmøte 4
2 tmr
to 18.03.10
to 18.03.10
30
Prosjektmøte 5
2 tmr
on 07.04.10
on 07.04.10
31
Prosjektmøte 6
2 tmr
to 15.04.10
to 15.04.10
32
Prosjektmøte 7
2 tmr
to 29.04.10
to 29.04.10
33
Prosjektmøte 8
2 tmr
to 13.05.10
to 13.05.10
34
Overlevering av prosjekt
2 tmr
to 20.05.10
to 20.05.10
Prosjekt: Industrirobot.mpp
Dato: to 18.03.10
februar
mars
april
mai
11.01 18.01 25.01 01.02 08.02 15.02 22.02 01.03 08.03 15.03 22.03 29.03 05.04 12.04 19.04 26.04 03.05 10.05 17.05 24.05
Aktivitet
Milepæl
Eksterne aktiviteter
Deling
Sammendrag
Ekstern milepæl
Fremdrift
Prosjektsammendrag
Tidsfrist
Side 1
Vedlegg 3
Innkjøpsliste
Varenavn
Whiteboard
Microbryter XCG5*
Kapasitiv giver EC3016TBAPL*
Ultralydgiver*
Pris
255,00
38,70
641,00
2400,00
*Det blir bare bruk for en av disse giverne avhengig av hvilken løsning som velges.

Forprosjektrapport

Transcription

Similar documents

Sponsorsøknad EurobotUiO

Sponsorsøknad EurobotUiO - Red Bull Norge

739 tonn med - Dansk Holstein

Meddommere til Salten tingrett

N-SAMQ - Blogg

Tekna prosjektplanlegging Bassam-kursdagene 2015

iRobot® Scooba®

Brukerveiledning UR3/CB3

Trønderavisa Bilag 20130615

Utvikling av dynamiske nettsteder med PHP og databaser

Referat

Skaper løsninger