Artykuł był częścią przesłanego projektu na konkurs Astorino Film Festival w kategorii „Astorino. Poziom wyżej”. Projekt naszych uczniów otrzymał drugie miejsce.
Nasza przygoda z Astorino rozpoczęła się w grudniu 2022 roku. Wówczas Zespół Szkół Mechanicznych Elektrycznych i Elektronicznych w Toruniu pozyskał pierwszego robota edukacyjnego Astorino. Była to wersja A z standardowym wyposażeniem, niewyposażona jeszcze w hamulce drugiej i trzeciej osi oraz system detekcji kolizji. Z wyposażenia dysponowaliśmy chwytakiem pneumatycznym oraz sterownikiem I/O 24V. Był to pierwszy sprzęt w naszej szkole, na którym uczniowie kierunku Technik Robotyk mogli rozpocząć swoją przygodę z programowaniem robotów. Kształcenie na tym kierunku rozpoczęliśmy w roku szkolnym 2022/2023. W styczniu 2024 do naszej pracowni robotyki trafiły kolejne, trzy nowoczesne zestawy Astorino (modele B) z bogatym wyposażeniem, dając naszym uczniom szersze możliwości programowania. Obecnie dysponujemy czterema stanowiskami robotycznymi Astorino z chwytakami pneumatycznymi, magnetycznymi oraz elektrycznymi, pneumatycznymi podajnikami kostek, taśmociągiem oraz systemami wizyjnymi. Trzy zestawy posiadają hamulce na drugich i trzecich osiach oraz systemy detekcji kolizji. Zajęcia z programowania w naszej szkole prowadzone są z uczniami klasy drugiej, w ramach dodatkowych zajęć rozwijających umiejętności. To właśnie podczas takich zajęć pojawił się nam pomysł zintegrowania dwóch robotów do wspólnego wykonywania zadania. Pod okiem swojego nauczyciela zawodu, mgr inż. Pawła Derwicha, przystąpiliśmy do opracowania założeń projektu „Astorino – Integracja dwóch robotów”. W tym celu wykorzystaliśmy dwa roboty Astorino, pneumatyczny podajnik kostek, chwytaki pneumatyczne (w przygotowaniach również magnetyczny), do komunikacji między robotami sterowniki I/O 24V. Założeniem przy realizacji projektu było wykonanie przy współpracy dwóch robotów procesu paletyzacji. Jeden robot miał pobierać płytki z podajnika pneumatycznego i przekazywać go drugiemu robotowi, którego zadaniem było ich paletyzowanie. Zadanie wydawało się początkowo proste i szybkie do realizacji, jednak pojawiały się wcześniej nieprzewidziane problemy. Na obu sterownikach wykorzystaliśmy do wzajemnej komunikacji dwa porty. Jeden wyjściowy i jeden wejściowy. W celu połączenia sterowników przygotowaliśmy przewody, na których profesjonalnie zacisnęliśmy końcówki kablowe i podłączyliśmy je do powyższych portów. Wcześniej dla pewności dokonaliśmy pomiarów napięcia i sprawdzenia woltomierzem działania poszczególnych portów. Pomiary wykazały, że bieguny na sterowniku starszego robota są inne, niż te w naszym nowszym zestawie. Po prawidłowym podłączeniu i uruchomieniu programu dochodziło do blokowania stanu wyższego na jednym z sterowników pomimo już wcześniejszej zmiany tego sygnału przez drugi sterownik. Poradziliśmy się specjalistów z firmy Astor, na których zawsze możemy liczyć w takich sytuacjach. Okazało się, że sterowniki nie mogą ze sobą współpracować, bo pomimo identycznego wyglądu zewnętrznego, są innego typu (pnp i npn).
Dopiero zastosowanie sterowników identycznego typu pnp umożliwiło prawidłową komunikację pomiędzy robotami. Zanim dopracowaliśmy program doszło do kilku kolizyjnych sytuacji i potrzeby awaryjnego zatrzymywania pracy robotów. Sama realizacja tego projektu była dla nas wspaniałą nauką połączoną z zabawą, która zobrazowała nam wyższy poziom programowania robotów przemysłowych i dodatkowe pojawiające się problemy do rozwiązania tj. planowanie tras ruchów robotów, zaplanowanie miejsc i czasów przerw w ich ruchach, oraz umieszczania w odpowiednich miejscach programu sygnałów sterujących. Widzimy w naszym projekcie duże pole do jego rozwoju. Ponieważ roboty współpracujące były podłączone do naszej sieci komputerowej, to nic nie stoi na przeszkodzie, żeby w dalszych krokach sygnały sterujące ich pracą przekazywać protokołem sieciowym. Przyszłościowo można też zoptymalizować czasy ruchów i przestoi robotów w celu przyspieszenia całej operacji paletyzowania oraz dla bezpieczeństwa wykorzystać do współpracy większą ilość portów sterownika oraz sygnałów kontrolno-sterujących. I nad tym obecnie pracujemy.
Autorzy: Patyk Zieliński, Mateusz Szulczewski, Mikołaj Lange, Patryk Urbańczyk
Nauczyciel wspierający: mgr inż. Paweł Derwich, ZSMEiE w Toruniu