Projektisuunnitelma

Aki Foudila, Samuli Kaapeli, Jani Lehtinen, Tomi Lukkaroinen

1. Dokumentin tarkoitus

Tämä dokumentti kertoo projektin tarkoituksen, tavoitteet, aikataulut, selkeyttää oman toimintasuunnitelmamme ja antaa yleisen kuvauksen projektin kulusta ja toteutuksesta.

2. Tehtäväkuvaus

Projektin tarkoituksena on tehdä ABB:n IRB120-robotilla toimintoja, joita esitellä Robottilaakso-nimisillä messuilla.

2.1 Tausta

24.11.-30.11. pidetään Robottilaakso-nimiset messut, mihin ryhmämme on tarkoitus mennä esittelemään Metropolian puolesta ABB:n IRB120-robottia. Robotin ohjaukseen voimme käyttää erillistä ohjainta tai RobotStudio-ohjelmaa. Samalla pystymme suorittamaan automaation koulutusohjelmamme kolmannen vuoden innovaatioprojektikurssin, mikä on 10 opintopisteen arvoinen ja vastaa noin 270 tunnin työmäärää.

2.2 Tavoitteet

Päätavoitteena on tehdä Robotille mielenkiintoinen ohjelma mitä esitellään messuilla. Projektin myötä opimme ohjaamaan IRB120-robottia käsiohjauksella sen ohjaimella, sekä ohjelmallisesti tietokoneelta RobotStudiolla. Pyrimme saamaan lopullisen esiteltävän ohjelman tehtyä Robotstudiolla, jonka lopuksi siirrämme robotille käyttöön. Mallinnamme myös tarvittaessa ohjelmaan kappaleita SolidWorks-nimisellä 3D-mallinnusohjelmalla.

2.3 Tehtävät

Tehtävinä on opiskella RobotStudion, sekä käsiohjauksen käyttöä robotin ohjelman tuottamiseen. Tuotamme projektista myös asiaankuuluvan dokumentaatio. Mallinnamme SolidWorks-ohjelmalla tarvittavia kappaleita RobotStudioon.

2.4 Reunaehdot / olettamukset

Projektissa ei pyritä liian suureen esitykseen, mikä vaatisi kohtuuttomasti aikaa ja vaivaa, tai resursseja, vaan pysymme kohtuullisessa, mutta kuitenkin tarpeeksi mielenkiintoisessa ohjelmassa. Emme ole tehneet vastaavaa ennen, joten pyrimme realistiseen lopputulokseen.

3. Projektin ositus

Projektin eri osina toimii RobotStudiolla ohjaaminen, robotin käsiohjaus ohjaimella, dokumentointi ja messuilla robotin esittely. Tarvittaessa mallinnamme SolidWorks:llä kappaleita RobotStudioon.

3.1 RobotStudio

Harjoittelemme robotin ohjausta ABB:n RobotStudio-nimisellä ohjelmalla. Pyrimme simuloimaan sillä tehtävät, mitä robotilla on tarkoitus tehdä. Lopuksi simuloitu ohjaus voidaan siirtää itse oikean robotin ohjaukseksi.

3.2 SolidWorks

Luotaessamme RobotStudiolla simulaatioita, voimme tarvita erilaisia kappaleita, kuten vaikkapa tölkkejä. Nämä mallinnamme tarpeen vaatiessa SolidWorks:llä.

3.3 Robotin käsiohjaus

Robottia pystyy ohjaamaan erillisellä ohjaimella, mitä harjoittelemme käyttämään. Lopullista tuotosta ei ole tarkoitus tuottaa käsiohjauksella, mutta se toimii varasuunnitelmana, jos RobotStudion kanssa tulee komplikaatioita.

3.4 Dokumentointi

Alussa laadimme projektisuunnitelman. Projektia tehdessämme pidämme kirjaa tekemistämme tunneista laittamalla ylös mm. paikalla olleet henkilöt, tuntimäärän ja karkeasti mitä teimme. Muu tarvittava dokumentaatio luodaan sitä mukaan, kun se on ajankohtaista.

4. Projektin organisointi ja yhteyshenkilöt

• Projektityön valvojana toimii Kai Virta
• Projektityön ohjaajana toimii Jouni Jokelainen ja Timo Tuominen
• Projektipäällikkönä toimii Samuli Kaapeli
• Pääsuunnittelijana toimii Jani Lehtinen
• Suunnittelijoina toimii Tomi Lukkaroinen ja Aki Foudila
• Dokumentaatiosta vastaa Aki Foudila

5. Liittymät projektin ulkopuolelle

Projektissa selvitetään Metropolian lehtoreille, sekä opiskelijoilla miten RobotStudiossa suunniteltu ohjelma siirretään käytettäväksi IRB120-robotille. Robottia ei ole Metropoliassa aiemmin ohjattu RobotStudion kautta.

6. Dokumenttisuunnitelma

Projektin dokumentointi:

• Aluksi luodaan alustavat suunnitelmat, sekä kirjallinen projektisuunnitelma.
• Kokouksista luodaan pöytäkirjat tai muistiot.
• Projektista tuotetaan vain sähköinen muoto, joka julkaistaan Metropolian wikissä.
• Dokumentaatio tuotetaan yhdessä läsnä olleiden opiskelijoiden kanssa.
• Aki Foudila on dokumentaation päävastaava.

7. Prosessit, työtavat, työkalut, laatu

Projektissa käytettävät ohjelmistot:

• ABB RobotStudio
• SolidWorks

Projektin laitteisto:

• ABB IRB120-robotti
• ABB:n käsiohjausjärjestelmä

8. Riskienhallintasuunnitelma

Riskejä joita projektiin liittyy ja niiden hallinta:

• Voimakkaan robotin ohjausohjelman luonti käytettäväksi ympäristöön, missä on paljon ihmisiä, joista monet hyvin nuoria
  
  • Käytetään suojapleksejä
  • Aloitetaan hitaalla vauhdilla ja lisätään sitä vasta kun on todettu toimivaksi hitaammalla
  • Hätäseis-painikkeet sijoitetaan helposti käsiksi päästäville paikoille ja kaikki ryhmän jäsenet ovat tietoisia niiden sijainnista
• Kokemattomuus robotin ohjauksessa voi viedä paljon aikaa opetteluun
  
  • Jos RobotStudiolla ei saada ohjelmaa tehtyä ajoissa ja/tai siirrettyä robotille, varasuunnitelmana on tuottaa ohjaus käsiohjaimella, mikä on nopeampaa ja helpompaa.

9. Aikataulutus ja ositus

Työskentelemme projektin parissa keskimäärin kaksi päivää viikossa. Vähintäänkin perjantaisin iltapäivällä koulun jälkeen, sekä myös tiistaisin ja torstaisin vaihtelevasti.

9.1 Suunnittelu, dokumentaation aloitus, RobotStudioon tutustuminen

Projekti alkaa 2.9.2014. Ohjelma, minkä suoritamme, mietimme ja lyömme lukkoon ensimmäisen viikon aikana. Tällöin voimme myös harjoitella RobotStudion käyttöä ja testata myös robotin käsiohjausta. Aloitamme myös dokumentoinnin ja luomme projektisuunnitelman.

9.2 Ohjelmaan tarvittavien kappaleiden mallinnus

Robottimme kaipaa ohjelmaansa joitain kappaleita, mitä esim. väistellä tai siirrellä. Nämä mallinnamme syyskuun aikana RobotStudiota varten SolidWorks:llä.

9.3 Robotin ohjausohjelman luominen RobotStudiolla

Lokakuussa aloitamme valmistuneen mallin perusteella luomaan robotin ohjausta RobotStudiolla. Vaihe voi sisältää malliin muutoksia, jos huomaamme, että dimensiot eivät ole menneetkään oikein. Tähän vaiheeseen pyrimme käyttämään 3 viikkoa.

9.4 Ohjauksen siirto RobotStudiolta robotille ja testaus

27.10. ohjausohjelman pitäisi olla valmis ja se siirretään robotille ja aloitamme testaamaan ohjelmaa fyysisessä laboratorioympäristössä. Pyrimme ensin testaamaan ohjelman pelkällä robotilla, ilman mitään lisäkappaleita.

Kun toteamme, että robotti näyttää liikkuvan halutusti, laitamme halutut kappaleet paikalleen. Ensin testaamme hitaammilla vauhdeilla ja valmiina pysäyttämään robotin, jos jokin menee vikaan. Tässä vaiheessa voimme joutua vielä tekemään muutoksia ohjausohjelmaan ja/tai malleihin, jos jokin ei osukkaan lasketusti kohdilleen ja aiheuttaa esim. törmäyksiä.

Kun ohjelma näyttää toimivan halutusti hitailla nopeuksilla, lisäämme nopeutta, pyrkien maksiminopeuteen.

Robotin ohjelman toimivuuden deadline on 21.11. Tällöin kaiken pitäisi olla toimintakunnossa messuja varten.

9.5 Robotin esittely messuilla

24.11. viemme robotin messuille, jossa asetamme kaiken valmiiksi ja testaamme ohjelman toimivuuden vielä paikan päällä. Esittelemme robottia ja siihen luomaamme ohjelmaa kävijöille. Kiinnostuneille voimme kertoa vielä projektin kulusta ja/tai opiskelustamme automaatiotekniikan linjalla Metropoliassa.

Messut kestävät 5 päivää ja paikalla olemme 8 tuntia päivässä, eli 40 tuntia yhteensä. Jaamme ajan siten, että kaksi meistä on paikalla 20 tuntia, eli kahtena ja puolena päivänä ja toiset kaksi loput puolet. Koko ryhmää ei messuille tarvita samaan aikaan.

10. Budjetointi

Projektia varten saatamme tarvita varoja mahdollisten kappaleiden hankintoihin robotin ohjelmaa varten. Tarkoituksena on esim. väistellä tölkkejä tai kaataa juotavaa, jolloin pyydämme varat koulultamme. Rahaa tarvitsemme arviolta 10 - 50 €.