5. Funzionalità di base del software del teach pendant

5.1. Informazioni fondamentali

5.1.1. Introduzione al sistema

Il software del teach pendant è un’applicazione dedicata allo sviluppo e al controllo dei robot, eseguita sull’ambiente operativo integrato nel teach pendant. Le sue principali funzioni e caratteristiche tecniche sono le seguenti:

Consente la stesura di programmi di insegnamento (teaching) per il robot;
Visualizza in tempo reale le coordinate di posizione del robot, simula tridimensionalmente il robot fisico e ne permette il controllo diretto;
Supporta il movimento manuale monogiro (jogging) su singolo asse nonché il movimento coordinato simultaneo di più assi;
Permette la consultazione dello stato degli I/O di controllo;
Gli utenti possono modificare la propria password e visualizzare le informazioni di sistema.

5.1.2. Attivazione iniziale del robot

Accendere il cabinet di controllo e collegare un cavo Ethernet tra il cabinet e un PC.
Aprire un browser sul PC e accedere all’indirizzo web http://192.168.58.2. Al primo avvio del robot, verrà automaticamente visualizzata la pagina di attivazione.

Figura 5.1‑1 Interfaccia di attivazione

Inserire correttamente il codice seriale (SN) del cabinet di controllo e cliccare sul pulsante Attiva.
Il sistema convaliderà il codice SN inserito. Se corretto, l’attivazione verrà completata automaticamente.

Figura 5.1‑2 Interfaccia di attivazione completata con successo

Al termine dell’attivazione, riavviare manualmente il cabinet di controllo.
Dopo il riavvio, accedere nuovamente a http://192.168.58.2: verrà visualizzata la pagina di accesso (login).

5.1.3. Avvio del software

Alimentare il cabinet di controllo;
Sul teach pendant, aprire un browser e accedere all’indirizzo http://192.168.58.2;
Inserire nome utente e password, quindi cliccare su Accedi per entrare nel sistema.

5.1.4. Accesso utente e aggiornamento dei permessi

Tabella 5.1-1 Utenti predefiniti

Codice operatore	Nome utente predefinito	Password	Codice ruolo
111	admin	123	1
222	MEenginer	222	2
333	PEenginer	333	3
444	programmer	444	4
555	operator	555	5
666	monitor	666	6

Gli utenti (vedi sezione 15.2.1 Gestione utenti) sono suddivisi per impostazione predefinita in sei livelli gerarchici: - L’amministratore (admin) ha accesso illimitato a tutte le funzionalità; - L’operatore (operator) e il supervisore (monitor) hanno accesso limitato a una parte ristretta delle funzioni; - L’ingegnere ME (MEenginer), l’ingegnere PE/PQE (PEenginer) e il tecnico/capo turno (programmer) godono di un livello intermedio di autorizzazioni, con alcune funzioni limitate.

Per i dettagli completi sui permessi associati ai codici ruolo, fare riferimento alla sezione 15.2.2 Gestione permessi.

L’interfaccia di login è illustrata nella figura seguente:

Figura 5.1‑3 Interfaccia di login

5.1.5. Impostazione multilingua

Il sistema supporta nativamente otto lingue: cinese semplificato, cinese tradizionale, inglese (English), francese (français), coreano (한국어), giapponese (日本語), russo (Русский) e italiano (italiano).
Ogni pacchetto linguistico deve essere denominato secondo il formato [codice_lingua].json (es. es.json), dove il codice segue lo standard ISO 639-1.
Di seguito è riportata la tabella di corrispondenza tra lingua, denominazione locale e codice ISO:

Lingua	Denominazione locale	Codice lingua (ISO 639-1)	Preinstallata
Cinese	中文（汉语）	zh	Sì
Cinese	中文（繁體）	tc	Sì
Inglese	English	en	Sì
Francese	français	fr	Sì
Giapponese	日本語	ja	Sì
Coreano	한국어	ko	Sì
Russo	Русский	ru	Sì
Italiano	italiano	it	Sì
Tedesco	Deutsch	de	Sì

La selezione della lingua può essere effettuata nell’angolo in alto a destra sia nella pagina di login che in quella di attivazione iniziale.

Figura 5.1‑5 Selezione lingua nella pagina di attivazione

Figura 5.1‑6 Selezione lingua nella pagina di login

Ad esempio, dopo aver scelto una lingua diversa da quella predefinita nella pagina di login, l’interfaccia viene immediatamente aggiornata nella lingua selezionata:

Figura 5.1‑7 Pagina di login in cinese

Figura 5.1‑8 Pagina di login in inglese

Dopo l’accesso riuscito, il sistema carica modelli e dati correlati; al termine del caricamento, viene visualizzata la pagina iniziale.

5.2. Interfaccia iniziale del sistema

Dopo l’accesso riuscito, il sistema entra nella pagina iniziale, costituita dai seguenti elementi principali:

Logo FAIRINO;
Pulsante di ridimensionamento della barra dei menu;
Barra dei menu;
Area di controllo del robot;
Area di stato del robot;
Simulazione 3D del robot — area di interazione con la scena tridimensionale;
Simulazione 3D del robot — area di interazione con il modello del corpo robotico;
Funzionalità ausiliarie integrate al robot;
Stato del robot e delle funzionalità ausiliarie.

Di seguito è riportata una rappresentazione schematica dell’interfaccia iniziale:

Figura 5.2‑1 Schema dell’interfaccia iniziale

Quando si accede alle sezioni Impostazioni iniziali, Programmi di insegnamento → Programmazione testuale, Programmi di insegnamento → Programmazione grafica o alle applicazioni ausiliarie, la finestra della simulazione 3D del robot viene visualizzata in modalità parzialmente espansa. Cliccando sull’icona “Espandi” è possibile tornare all’interfaccia iniziale completa.

Figura 5.2‑2 Icona di espansione della simulazione 3D

5.2.1. Area di controllo

Nota

Nome: Pulsante di abilitazione (Enable) Funzione: Abilita il movimento del robot.

Nota

Nome: Pulsante di avvio (Start) Funzione: Carica ed esegue il programma di insegnamento corrente.

Nota

Nome: Pulsante di arresto (Stop) Funzione: Arresta l’esecuzione del programma di insegnamento corrente.

Nota

Nome: Pulsante di pausa/riprendi (Pause/Resume) Funzione: Mette in pausa o riprende l’esecuzione del programma di insegnamento corrente.

Importante

L’istruzione di pausa non è valida se inserita alla fine di un programma: in tal caso non viene rilevata né eseguita.

5.2.2. Barra di Stato

Nota

Nome: Stato Errore di Esecuzione Robot

Funzione: Indica un errore durante l’esecuzione del robot. Nascosto quando non ci sono errori.

Nota

Nome: Stato Robot

Funzione: Stopped (Fermo), Running (In Esecuzione), Pause (Pausa), Drag (Trascinamento)

Nota

Nome: Sistema di Coordinate dell’Utensile Robot, Sistema di Coordinate del Pezzo, Sistema di Coordinate dell’Asse Esteso e ID Carico

Funzione: In alto a sinistra – ID del sistema di coordinate dell’utensile corrente. In alto a destra – ID del sistema di coordinate del pezzo corrente. In basso a sinistra – ID del sistema di coordinate dell’asse esteso corrente. In basso a destra – ID del carico corrente.

Nota

Nome: Percentuale Velocità di Esecuzione

Funzione: Velocità di funzionamento corrente del robot (in percentuale).

Nota

Nome: Modalità Automatica

Funzione: Modalità di funzionamento automatico del robot. Quando è abilitata la funzione «Passa alla Modalità Automatica con Regolazione Velocità Globale» e viene specificata una velocità, la velocità globale si adatterà automaticamente alla velocità specificata.

Nota

Nome: Modalità Manuale

Funzione: Modalità manuale del robot per operazioni di insegnamento.

Nota

Nome: Pulsante Comprimi/Espandi Stato Robot

Funzione: Comprime o espande la visualizzazione del Sistema di Coordinate dell’Utensile, Sistema di Coordinate del Pezzo, Sistema di Coordinate dell’Asse Esteso, Carico, Stato di Trascinamento Robot, Modalità Locale/Remota, Stato Connessione Robot, Modalità BOOT e Informazioni Account.

Fare clic sul pulsante di compressione per visualizzare le seguenti informazioni di stato.

Nota

Nome: ID Sistema di Coordinate dell’Utensile

Funzione: Visualizza l’ID del sistema di coordinate dell’utensile attualmente applicato.

Nota

Nome: ID Sistema di Coordinate del Pezzo

Funzione: Visualizza l’ID del sistema di coordinate del pezzo attualmente applicato.

Nota

Nome: ID Sistema di Coordinate dell’Asse Esteso

Funzione: Visualizza l’ID del sistema di coordinate dell’asse esteso attualmente applicato.

Nota

Nome: Carico

Funzione: Visualizza il peso del carico attualmente applicato e le coordinate X, Y, Z del suo centro di massa.

Nota

Nome: Stato di Trascinamento Robot

Funzione: Il robot può attualmente essere trascinato.

Nota

Nome: Stato di Trascinamento Robot

Funzione: Il robot attualmente non può essere trascinato.

Nota

Nome: Modalità Locale Robot

Funzione: Il robot è attualmente controllato dalla centralina di controllo.

Nota

Nome: Modalità Remota Robot

Funzione: Il robot può attualmente essere controllato solo tramite PLC.

Nota

Nome: Stato connessione Funzione: Indica che il robot è connesso correttamente al sistema.

Nota

Nome: Stato disconnessione Funzione: Indica che il robot non è connesso.

Nota

Nome: Informazioni account Funzione: Visualizza nome utente, livello di autorizzazione e fornisce il pulsante per il logout.

5.2.3. Barra dei menu

La struttura della barra dei menu è riportata nella tabella seguente:

Tabella 5.2‑1 Struttura dei menu del teach pendant

Livello 1	Livello 2
Impostazioni iniziali	Base
	Sicurezza
	Periferiche
Programmi di insegnamento	Programmazione testuale
	Programmazione grafica
	Programmazione a nodi
	Punti di insegnamento
Informazioni stato	Log di sistema
	Consultazione stato
Applicazioni ausiliarie	Strumenti
	Pacchetti tecnologici
Impostazioni sistema	/

5.3. Simulazione 3D del robot

5.3.1. Barra di controllo della scena 3D

5.3.1.1. Visualizzazione tridimensionale dei sistemi di coordinate

Nell’area virtuale 3D del robot all’interno della WebApp vengono creati vari sistemi di coordinate virtuali. A titolo di esempio, la figura seguente mostra il sistema di coordinate di base (Base CS), con l’asse X in rosso, Y in verde e Z in blu.

Nota

Nome: Sistema di coordinate di base (Base CS) Descrizione: Viene visualizzato per impostazione predefinita nell’area virtuale 3D del robot, fissato al centro della base del robot. Può essere disattivato manualmente.

Nota

Nome: Sistema di coordinate dello strumento (Tool CS) Descrizione: Visualizzato per impostazione predefinita e attivabile/disattivabile manualmente. All’avvio della WebApp e dopo l’accesso riuscito, il sistema recupera il nome e i parametri del sistema di coordinate dello strumento attualmente in uso, quindi lo inizializza.

Importante

Durante l’utilizzo di un diverso sistema di coordinate dello strumento, una volta eseguita con successo l’istruzione di cambio, il sistema rimuove prima il sistema di coordinate precedentemente visualizzato nell’area virtuale 3D, quindi invia i nuovi parametri all’API di generazione del sistema di coordinate per creare e visualizzare il nuovo sistema.

Nota

Nome: Sistema di coordinate del pezzo (Wobj CS) Descrizione: Disattivato per impostazione predefinita; può essere attivato manualmente. Il flusso operativo è identico a quello del sistema di coordinate dello strumento.

Nota

Nome: Sistema di coordinate dell’asse esteso (EAxis CS) Descrizione: Disattivato per impostazione predefinita; può essere attivato manualmente. Il flusso operativo è identico a quello del sistema di coordinate dello strumento.

5.3.1.2. Tracciato virtuale 3D e importazione modelli strumento

Nota

Nome: Disegno tracciato Descrizione: Cliccando questo pulsante si attiva la funzione di tracciamento. Durante l’esecuzione di un programma di insegnamento, il modello 3D del robot traccia la traiettoria effettiva del movimento.

Nota

Nome: Importa modello strumento Descrizione: Cliccando questo pulsante si apre una finestra modale per caricare un file modello. Una volta caricato con successo, il modello viene visualizzato all’estremità del braccio robotico. I formati supportati sono STL e DAE.

5.3.2. Barra di controllo del corpo robotico

5.3.2.1. TCP

Movimento manuale in coordinate di base (Base Jogging): Nel sistema di coordinate di base, tenendo premuto il pulsante corrispondente è possibile muovere il robot linearmente lungo gli assi X, Y, Z oppure ruotarlo attorno agli assi RX, RY, RZ. Questa funzione è concettualmente analoga al jogging monogiro in coordinate articolari. Vedere figura seguente:

Figura 5.3-1 Esempio di Base Jogging

Importante

Il movimento si arresta immediatamente rilasciando il pulsante. In caso di emergenza, utilizzare il pulsante di arresto d’urgenza.

Movimento manuale in coordinate dello strumento (Tool Jogging): Selezionando il sistema di coordinate dello strumento, è possibile muovere il robot linearmente lungo gli assi X, Y, Z oppure ruotarlo attorno agli assi RX, RY, RZ, mantenendo costante l’orientamento del TCP. Vedere figura seguente:

Figura 5.3-2 Esempio di Tool Jogging

Movimento manuale in coordinate del pezzo (Wobj Jogging): Selezionando il sistema di coordinate del pezzo, è possibile muovere il robot linearmente lungo gli assi X, Y, Z oppure ruotarlo attorno agli assi RX, RY, RZ, rispetto al sistema di coordinate del pezzo. Vedere figura seguente:

Figura 5.3-3 Esempio di Wobj Jogging

5.3.2.2. Movimento articolare (Joint)

In modalità Joint, i sei cursori centrali rappresentano gli angoli attuali di ciascun asse. Il movimento articolare comprende due modalità: jogging monogiro e movimento coordinato multi-asse.

Jogging monogiro: L’utente controlla il movimento di un singolo giunto azionando i pulsanti circolari posti ai lati. Vedere figura seguente. Questa modalità è disponibile solo in modalità manuale e nel sistema di coordinate articolare. È particolarmente utile per spostare il robot fuori da una condizione di superamento dei limiti (soft limit) o per effettuare grossolani spostamenti rapidi.

Figura 5.3-4 Esempio di jogging monogiro

Importante

Il parametro Soglia di movimento prolungato definisce la distanza massima percorsa dal robot quando si tiene premuto un pulsante (intervallo ammesso: 0–300 mm o gradi). Se il pulsante viene rilasciato durante il movimento, il robot si ferma istantaneamente; se invece viene tenuto premuto fino al completamento, il movimento termina esattamente alla distanza impostata.

Movimento coordinato multi-asse: L’utente regola i sei cursori centrali per impostare la posizione desiderata del robot. La posizione finale può essere verificata osservando il modello 3D. Se la posizione non soddisfa le aspettative, è possibile cliccare su Ripristina, per riportare il modello alla posizione iniziale. Una volta confermata la posizione, cliccando su Applica, il robot fisico eseguirà il movimento corrispondente.

Figura 5.3-5 Esempio di movimento coordinato multi-asse

Importante

Nella modalità multi-asse, il valore impostato per il quinto giunto (j5) non deve essere inferiore a 0,01°. Se il valore richiesto è minore, impostare inizialmente 0,011° e quindi effettuare un fine aggiustamento tramite jogging monogiro sul giunto j5.

5.3.2.3. Movimento cartesiano (Move)

Selezionando Move, è possibile inserire direttamente i valori cartesiani (X, Y, Z, RX, RY, RZ). Cliccando su Calcola posizione articolare, il sistema calcola e visualizza gli angoli corrispondenti. Dopo aver verificato l’assenza di rischi, cliccare su Muovi a questo punto per far eseguire al robot il movimento verso la posizione specificata.

Figura 5.3‑6 Esempio di movimento cartesiano

Importante

Se la posizione specificata non è raggiungibile, verificare innanzitutto se la posa cartesiana eccede il volume di lavoro del robot; quindi controllare se il percorso dalla posa corrente a quella obiettivo attraversa una configurazione singolare. In tal caso, modificare leggermente la posa corrente o inserire un punto intermedio per evitare la singolarità.

5.3.3. Barra funzionalità integrate al robot

5.3.3.1. Registrazione punti di insegnamento

L’area di controllo manuale consente di definire i sistemi di coordinate durante la modalità di insegnamento, visualizzando in tempo reale gli angoli articolari e le coordinate cartesiane del robot, e permettendo di memorizzare i punti di insegnamento con nome personalizzato.

I punti salvati ereditano il sistema di coordinate attualmente in uso.

Esistono due modalità di registrazione:

Registrazione rapida: Il punto viene registrato automaticamente con nome generato in modo sequenziale;
Registrazione nominativa: Il nome del punto è personalizzabile, composto da un prefisso + nome definito dall’utente.

Per i punti rilevati da sensori, selezionare il tipo di sensore già calibrato, inserire il nome del punto e cliccare su Aggiungi: la posizione salvata corrisponderà alla posizione effettivamente rilevata dal sensore.

Figura 5.3‑7 Area di controllo manuale

Importante

Alla prima utilizzazione, impostare una velocità bassa (ad es. 30%) per acquisire familiarità con il comportamento del robot e prevenire incidenti.

5.3.3.2. I/O

Questa interfaccia consente il controllo manuale degli I/O digitali e analogici (0–10 V) presenti nel cabinet di controllo e all’estremità del braccio robotico.

Figura 5.3‑8 Interfaccia di configurazione I/O

5.3.3.3. TPD (Programmazione tramite insegnamento)

La funzione TPD (Teach Pendant Programming) opera come segue:

Passo 1 – Registrazione posizione iniziale: Nell’area di controllo a sinistra del modello 3D, registrare la posizione corrente del robot. Inserire un nome nel campo di testo e cliccare su Salva. Se l’operazione va a buon fine, viene visualizzato il messaggio Punto salvato con successo.
Passo 2 – Configurazione parametri registrazione traiettoria: Entrare nella sezione TPD e configurare i parametri di registrazione: nome file traiettoria, tipo di posa (cartesiana/articolare), periodo di campionamento, nonché gli ingressi (DI) e uscite (DO) da associare. Durante la registrazione, è possibile attivare l’uscita DO associata tramite l’ingresso DI corrispondente.

Figura 5.3‑9 Configurazione registrazione TPD

Passo 3 – Verifica modalità robot: Assicurarsi che il robot sia in modalità manuale. Se non lo fosse, cambiarla. La modalità di trascinamento (drag mode) può essere attivata in due modi: tenendo premuto il pulsante all’estremità del braccio oppure cliccando sul relativo pulsante nell’interfaccia. Per la registrazione TPD si raccomanda l’attivazione tramite interfaccia.

Figura 5.3‑10 Modalità robot

Importante

Prima di attivare la modalità di trascinamento tramite interfaccia, verificare che il carico e il baricentro dello strumento siano stati correttamente impostati, e che i coefficienti di compensazione dell’attrito siano adeguati. Confermare il corretto funzionamento del trascinamento tenendo premuto il pulsante all’estremità; solo dopo aver verificato tutto, procedere con l’attivazione tramite interfaccia.

Passo 4 – Avvio registrazione: Cliccare su «Avvia registrazione», quindi trascinare manualmente il robot per insegnare la traiettoria. Inoltre, se è stata configurata l’opzione Avvio/Arresto registrazione TPD sugli ingressi digitali (DI), è possibile avviare la registrazione tramite segnale esterno. Nota: per poter attivare questa funzione via segnale esterno, è necessario aver già configurato i parametri TPD nella pagina web.
Passo 5 – Arresto registrazione: Al termine dell’insegnamento, cliccare su «Arresta registrazione». Quindi disattivare la modalità di trascinamento tramite l’apposito pulsante. Il messaggio Registrazione traiettoria completata con successo conferma l’esito positivo. Analogamente al passo 4, anche l’arresto può essere comandato via segnale esterno, purché configurato.
Passo 6 – Programmazione TPD: Cliccare su «Nuovo», selezionare il modello vuoto e accedere alla sezione Programmazione PTP. Selezionare il punto iniziale appena salvato e cliccare su «Aggiungi»: verrà inserita una istruzione PTP nel programma. Successivamente, accedere alla sezione Programmazione TPD, selezionare la traiettoria registrata, impostare l’eventuale livellamento (smoothing) e il fattore di scala della velocità, quindi cliccare su «Aggiungi»: verrà inserita una istruzione «MoveTPD».

Figura 5.3‑11 Programmazione TPD

Passo 7 – Riproduzione traiettoria: Dopo aver completato la stesura del programma, passare alla «modalità automatica», quindi cliccare sull’icona Avvia esecuzione in alto: il robot riprodurrà la traiettoria insegnata.
Passo 8 – Modifica traiettoria: Nell’area di editing TPD è possibile visualizzare, analizzare e tagliare la traiettoria per ottimizzarne la lunghezza e la precisione. Selezionando una traiettoria, i suoi punti vengono mostrati nello spazio 3D del robot. Utilizzando i cursori Start e End, è possibile simulare e ritagliare la porzione di traiettoria da utilizzare.

Eliminazione file TPD e gestione anomalie:

Eliminazione file traiettoria: Accedere alla sezione TPD, selezionare il file da eliminare e cliccare su «Elimina traiettoria». Se l’operazione ha successo, viene visualizzato un messaggio di conferma.
Gestione anomalie:
- Numero massimo di punti superato: Ogni traiettoria può contenere al massimo 20.000 punti. Superato tale limite, il controller cessa la registrazione e invia all’insegnatore un allarme Numero massimo di punti superato: in tal caso, cliccare subito su «Arresta registrazione».
- Intervallo tra istruzioni TPD troppo ampio: Se l’insegnatore segnala Intervallo tra istruzioni TPD troppo ampio, verificare innanzitutto se il robot è tornato alla posizione iniziale di partenza. Se anche in tale condizione l’errore persiste, eliminare la traiettoria corrente e registrarne una nuova.
- In caso di altre anomalie impreviste durante l’uso della funzione TPD, fermare immediatamente il robot tramite insegnatore o pulsante di emergenza, quindi indagare sulla causa.

Importante

Durante l’uso della funzione TPD, seguire scrupolosamente tutti i messaggi e le indicazioni forniti dall’insegnatore.

5.3.3.4. Movimento assi estesi (Eaxis)

La funzione Eaxis consente il jogging manuale degli assi estesi, previa configurazione completa degli stessi (vedi Capitolo 4 – Periferiche robotiche – Configurazione assi estesi).

Figura 5.3‑12 Interfaccia Eaxis

5.3.3.5. Forza/torque (FT)

Consente di selezionare il sistema di coordinate di riferimento da utilizzare durante il trascinamento assistito da sensore di forza/torque.

Figura 5.3‑12 Interfaccia FT

5.3.3.6. Punto fisso di rotazione (centro di rotazione remota)

Questa funzione è principalmente utilizzata in applicazioni mediche (es. chirurgia percutanea): una volta impostato il punto fisso di rotazione, l’estremità del robot ruoterà sempre attorno a tale punto, mantenendolo costantemente fisso nello spazio.

Figura 5.3‑13 Interfaccia punto fisso di rotazione

5.3.4. Barra stato del robot e funzionalità integrate

5.3.4.1. Robot

Visualizza il modello del robot, la rigidità, i dati articolari e le coordinate.

Figura 5.3‑14 Stato robot

5.3.4.2. Programma

Visualizza informazioni sul programma correntemente in esecuzione e sui sotto-programmi attivi.

Figura 5.3‑15 Stato programma

5.3.4.3. I/O

Visualizza lo stato degli I/O: negli ingressi/uscite digitali, un punto verde indica livello alto (1), bianco indica livello basso (0); negli ingressi/uscite analogici, il valore visualizzato è compreso tra 0 e 100 (100 = 10 V).