Návrh funkčního bloku pro pokročilé řízení kolaborativních robotů Universal Robots s využitím Siemens TIA Portal

Abstract

Táto diplomová práca sa zaoberá návrhom a implementáciou funkčného bloku pre pokročilé riadenie kolaboratívneho robota Universal Robots UR10e s využitím programovacieho prostredia Siemens TIA Portal. Práca sa sústreďuje na vytvorenie flexibilného a modulárneho riešenia, ktoré umožňuje bezpečnú a efektívnu integráciu robota do priemyselného prostredia s dôrazom na štandardizovanú komunikačnú zbernicu PROFINET. Hlavná časť práce je venovaná návrhu a vývoju funkčného bloku v prostredí TIA Portal, vrátane jeho štruktúry, stavového automatu a podmienok pre bezpečnú prevádzku. Blok zahŕňa vstupné aj výstupné signály, a je schopný reagovať na chyby v reálnom čase. V práci je ďalej popis vytvoreného webového rozhrania HMI pomocou Python Flask, HTML a CSS, s využitím komunikačného protokolu OPC UA, ktoré umožňuje jednoduché ovládanie a vizualizáciu údajov na rôznych zariadeniach. Výsledná časť práce je zameraná na overenie navrhnutého funkčného bloku, a to jako formou simulačného nástroja s využitím Unity3D a PLCSIM Advanced, tak na reálnom hardvéri.

This diploma thesis provides the design and implementation of a functional block for advanced control of the collaborative robot Universal Robots UR10e using the Siemens TIA Portal programming environment. It focuses on the development of a flexible and modular solution that enables safe and efficient integration of the robot into an industrial environment with an emphasis on the standardized PROFINET communication bus. The main part of the thesis is dedicated to the design and development of the functional block in the TIA Portal environment, including its structure, state machine and conditions for safe operation. The block includes both input and output signals, and is able to respond to errors in real time. The thesis also describes the created HMI web interface using Python Flask, HTML and CSS, using the OPC UA communication protocol, which allows easy control and visualization of data on various devices. The final part of the thesis is focused on verifying the description of the functional block, both in the form of a simulation tool using Unity3D and PLCSIM Advanced, and on real needs.