Лабораторна робота №11.1. Реальне підключення MG400 і програмування в DobotStudio Pro

Мета: навчитися безпечно підключати фізичний DOBOT MG400 комплексу MERC-I5 до DobotStudio Pro, читати стан робота, виконувати контрольований ручний рух, навчати точки, створювати просту програму переміщення у Blockly та перевіряти її покроково на мінімальній безпечній швидкості під наглядом оператора.

Результати навчання та передумови

Після виконання студент уміє:

• підготувати робочу зону та пройти передпусковий чекліст;
• підключити DobotStudio Pro до MG400 через адресу комплексу 172.16.21.250;
• відрізняти стани Connected, Enabled, Running, Error та аварійну зупинку;
• перевіряти активні User/Tool frame, TCP, навантаження та обмеження швидкості;
• безпечно виконувати jog лише після дозволу оператора;
• навчати й документувати точки PARK, P1–P4;
• створювати Blockly-програму з переходами MovJ і MovL;
• запускати нову програму покроково та зупиняти її штатно й аварійно;
• пояснювати, чому DI/DO і координати з відеоуроку не можна копіювати без перевірки.

Передумови: ЛР-01–10, знання систем координат, правил експлуатації, політики допуску студентів та успішний offline-план ЛР-11 попередньої редакції. Обов'язкові допуск викладача/оператора і справна аварійна кнопка.

Середовище виконання

Необхідні знання та матеріали

• фізичний комплекс MERC-I5 із DOBOT MG400;
• локальний оператор, який має право дозволити рух і негайно натиснути E-Stop;
• ПК із встановленим DobotStudio Pro;

• тривалістю близько 13 хв 26 с;
• офіційна сторінка MG400, де доступні DobotStudio Pro 2.8 User Guide і завантаження ПЗ;
• паспорт MG400 комплексу, довідник MG400 та базова лінія ПЗ;
• легка навчальна деталь лише тоді, коли її масу разом із грипером і кріпленням перевірив оператор;
• журнал апаратної перевірки та камера/засіб створення скриншотів інтерфейсу.

Ризики та правила безпеки

Ризики

Заборонені дії

• працювати без викладача/оператора або без перевіреної E-Stop;
• копіювати координати, швидкість, IP, DI/DO чи Tool/User index із відео;
• підключатися безпосередньо до 192.168.1.6, змінювати маршрути Raspberry Pi, ACL, NAT або мережеві адреси;
• використовувати DO_02, DI_04, DI_15 чи інші I/O з відео: карта I/O MERC-I5 не підтверджена;
• керувати адаптивним грипером через I/O MG400: на MERC-I5 він підключений до Raspberry Pi через Bus Servo Linker;
• вимикати виявлення зіткнень, обходити блокування або змінювати параметри безпеки;
• автоматично очищати помилки, відновлювати програму після E-Stop або натискати Continue без повторної повної перевірки;
• входити в робочу зону, торкатися робота чи деталі, коли робот активований;
• виконувати оновлення прошивки в межах цієї роботи.

Умови негайної зупинки

Натиснути E-Stop у разі загрози людині або обладнанню. Штатно зупинити програму й виконати Disable у разі невідомої пози, неправильного frame/TCP, неочікуваної траєкторії, втрати зв'язку, помилки, стороннього предмета, падіння деталі, незвичного звуку, запаху, нагріву або пошкодження кабелю. Після E-Stop не відновлювати рух автоматично.

Безпечний стан

Програма не виконується; робот повністю нерухомий; приводи вимкнені (Disabled); навчальна деталь не утримується над небезпечною зоною; причину помилки зафіксовано; подальший рух заборонений до рішення оператора. E-Stop залишається фізично доступною та не залежить від DobotStudio Pro.

Передпусковий чекліст

• Студент має допуск, оператор присутній і названий у протоколі.
• Аварійна кнопка доступна; тест виконано за локально затвердженою процедурою.
• Основа, грипер, кабелі та периферія не мають видимих пошкоджень.
• Робоча зона очищена, позначена й недоступна стороннім.
• Вантаж, кріплення і сумарна маса не перевищують 500 г; ексцентриситет оцінено.
• Відомі поточна поза, активні User/Tool frame і TCP.
• Оператор задав і записав мінімальну безпечну швидкість першого запуску.
• Підтверджені координатні межі для цієї вправи; неперевірені точки не використовуються.
• Жодні DI/DO, конвеєри, подавачі або грипер цією програмою не керуються.
• Перед рухом оператор окремо промовив дозвіл «Рух дозволено».

Якщо хоча б один пункт не підтверджено, роботу завершують на етапі підключення та читання стану без активації приводів.

Хід виконання роботи

1. Переглянути відеоурок і скласти карту його дій.
2. Пройти допуск і передпусковий чекліст.
3. Перевірити мережу та підключити DobotStudio Pro до MG400.
4. Прочитати стан, версії, помилки, User/Tool frame і TCP без руху.
5. Після дозволу оператора активувати робот і перевірити jog на мінімальній швидкості.
6. Навчити безпечні точки PARK, P1–P4.
7. Побудувати Blockly-програму без I/O та команд грипера.
8. Перевірити траєкторію покроково, потім виконати один контрольований цикл.
9. Штатно зупинити, вимкнути приводи, зберегти проєкт і журнал.

Методичні вказівки й теоретичні відомості

1. Як використовувати відеоурок

Відео є демонстраційною основою роботи, але не джерелом параметрів конкретного MERC-I5. У ньому показано завантаження/запуск DobotStudio Pro, налаштування Ethernet, підключення MG400, таблицю точок і Blockly-програму з MovJ, DI та DO.

Під час перегляду студент заповнює таблицю «час у відео — дія — елемент інтерфейсу — небезпека — адаптація MERC-I5». Субтитри у відео відсутні, тому незрозумілі дії не відтворюють на роботі, а звіряють з офіційним User Guide.

2. Мережевий шлях MERC-I5

ПК з DobotStudio Pro
  -> локальна мережа MERC-I5
  -> 172.16.21.250 (віртуальна адреса MG400)
  -> Raspberry Pi 172.16.21.242
  -> MG400 192.168.1.6

У DobotStudio Pro вводять 172.16.21.250. Внутрішня адреса 192.168.1.6 наведена для розуміння схеми, але не використовується студентом для прямого підключення.

3. Стани й типи руху

• Connected означає наявність зв'язку, але не дозвіл на рух.
• Enabled означає, що приводи активні й робот може почати рух.
• MovJ переміщує суглоби до цільової пози; шлях TCP не обов'язково прямий.
• MovL веде TCP прямим відрізком і застосовується лише після перевірки всього відрізка.
• Stop у ПЗ не замінює фізичну E-Stop.
• Після помилки або E-Stop початкову позицію та всю траєкторію перевіряють заново.

4. Програма вправи

Основний цикл виконується спочатку без деталі й без керування грипером:

PARK -> P1_ABOVE -> P2_WORK -> P1_ABOVE
     -> P3_ABOVE -> P4_WORK -> P3_ABOVE -> PARK

Між вільними зонами дозволено MovJ; вертикальні відрізки P1_ABOVE <-> P2_WORK і P3_ABOVE <-> P4_WORK виконують як MovL, якщо оператор підтвердив геометрію. Висоту підходу, координати й швидкість не задають у методичці: це вимірювані параметри конкретного стенда.

Виконання лабораторної роботи

Крок 1. Переглянути й проаналізувати туторіал

Перегляньте

Очікуваний результат: заповнена карта відео з часовими позначками й адаптаціями MERC-I5.

Критерій правильності: у карті немає скопійованих координат, швидкості, I/O або адреси з відео як параметрів стенда.

Якщо результат не отримано: використайте офіційний DobotStudio Pro 2.8 User Guide; неоднозначний крок позначте Потребує перевірки й не виконуйте фізично.

Крок 2. Оформити допуск і перевірити безпечний стан

Разом з оператором виконайте передпусковий чекліст. Запишіть дату, комплекс, ПІБ/ідентифікатор оператора, стан E-Stop, установлене обладнання, масу інструмента й деталі, дозволену швидкість першого запуску та межі вправи.

Очікуваний результат: оператор підписав допуск до підключення і окремий допуск до руху.

Критерій правильності: усі пункти чекліста підтверджені; оператор перебуває біля доступної E-Stop.

Якщо результат не отримано: виконайте лише перегляд відео і підготовку звіту; Connect, Enable та рух заборонені.

Крок 3. Перевірити мережеву доступність без руху

Підключіть ПК до дозволеної локальної мережі MERC-I5. Не змінюючи маршрути або налаштування Raspberry Pi, перевірте доступність віртуальної адреси:

ping 172.16.21.250

Зафіксуйте результат, але пам'ятайте: відповідь ping не доводить готовність робота до руху.

Очікуваний результат: адреса доступна з навчального ПК або оператор підтвердив інший затверджений спосіб перевірки.

Критерій правильності: мережеві налаштування комплексу не змінено, публічний доступ не створено.

Якщо результат не отримано: не підключайтеся до 192.168.1.6 і не змінюйте NAT; повідомте адміністратору та заверште апаратну частину.

Крок 4. Підключити DobotStudio Pro

Запустіть DobotStudio Pro, запишіть версію програми. Додайте/оберіть MG400 за адресою 172.16.21.250 і натисніть Connect. Не натискайте Enable. Запишіть модель, стан, версію контролера та активні повідомлення.

Очікуваний результат: MG400 має стан Connected, але не Enabled; рух відсутній.

Критерій правильності: інтерфейс показує саме MG400 потрібного комплексу; у журналі є адреса, версії й час підключення без паролів або серійного номера у публічному звіті.

Якщо результат не отримано: закрийте діалог підключення, збережіть текст помилки та перевірте кабелі й версії разом з оператором. Не оновлюйте прошивку.

Крок 5. Виконати перевірку стану без руху

У DobotStudio Pro перегляньте аварії, поточні координати, кути суглобів, User/Tool frame, TCP, навантаження, collision settings і global speed. Порівняйте з паспортом та дозволом оператора.

Очікуваний результат: таблиця фактичних параметрів заповнена й підписана оператором; невідповідностей немає.

Критерій правильності: жоден параметр не взято з відео або synthetic-профілю.

Якщо результат не отримано: Disconnect і завершення роботи без руху.

Крок 6. Перевірити jog на мінімальній безпечній швидкості

Після окремої команди оператора «Рух дозволено» встановіть затверджену мінімальну швидкість, натисніть Enable і перевірте один короткий jog у напрямку, який оператор визнав вільним. Студент керує інтерфейсом; оператор безперервно спостерігає за зоною та тримає доступ до E-Stop.

Очікуваний результат: робот рухається лише під час утримання дозволеного елемента jog, зупиняється після відпускання, помилок немає.

Критерій правильності: напрямок фактичного руху відповідає вибраній осі/frame; швидкість і початкова/кінцева позиції записані.

Якщо результат не отримано: відпустіть jog, натисніть штатний Stop; у разі небезпеки — E-Stop. Виконайте Disable і не повторюйте рух до встановлення причини.

Крок 7. Навчити точки

На затвердженій швидкості по черзі сформуйте PARK, P1_ABOVE, P2_WORK, P3_ABOVE, P4_WORK. Після кожної точки виконайте Disable, перегляньте координати та отримайте підтвердження оператора. Точки ABOVE мають забезпечувати перевірений вертикальний clearance над робочою точкою.

Очікуваний результат: п'ять реальних точок з однаковими підтвердженими User/Tool frame; робочі точки мають відповідні точки підходу.

Критерій правильності: кожна точка перебуває в підписаних межах; ABOVE і WORK відрізняються лише дозволеним вертикальним переміщенням.

Якщо результат не отримано: видаліть непідтверджену точку, виконайте Disable і поверніться до перевірки геометрії.

Крок 8. Створити Blockly-програму

Створіть новий Blockly-проєкт і сформуйте послідовність:

Start
  MovJ PARK
  MovJ P1_ABOVE
  MovL P2_WORK
  MovL P1_ABOVE
  MovJ P3_ABOVE
  MovL P4_WORK
  MovL P3_ABOVE
  MovJ PARK
End

Не додавайте циклу forever, DI/DO, команд грипера, конвеєра або автоматичного повторного запуску. Збережіть проєкт з номером групи/варіанта без персональних даних у назві.

Очікуваний результат: одноцикловий проєкт із восьми рухових блоків без I/O.

Критерій правильності: перший і останній рух ведуть до PARK; підходи/відходи лінійні; переходи між зонами суглобові.

Якщо результат не отримано: не запускайте проєкт; виправте послідовність у Disabled-стані.

Крок 9. Виконати покрокову перевірку

Без деталі запустіть Debug/Step. Перед кожним кроком студент називає ціль, тип руху й очікувану траєкторію; оператор підтверджує продовження. Після кожного кроку порівняйте фактичну позу з навченою точкою.

Очікуваний результат: усі вісім кроків виконані в правильному порядку без аварій, зіткнень і виходу за межі.

Критерій правильності: фактична послідовність відповідає програмі; оператор підписав кожен перехід.

Якщо результат не отримано: Stop, Disable, зафіксувати останній успішний крок і код помилки; не використовувати автоматичне Clear/Continue.

Крок 10. Виконати один контрольований цикл

Після успішного покрокового тесту й нового дозволу оператора виконайте рівно один цикл без деталі на тій самій затвердженій швидкості. Варіант із деталлю дозволяється лише як окрема викладацька апробація після перевірки маси, захоплення та процедури керування грипером через Raspberry Pi; він не є обов'язковою частиною цієї ЛР.

Очікуваний результат: один завершений цикл PARK -> ... -> PARK, після якого програма зупинена.

Критерій правильності: немає автоматичного повтору; робот повернувся в підтверджений PARK; помилок немає.

Якщо результат не отримано: Stop або E-Stop залежно від ризику, Disable, журнал інциденту; повторний запуск заборонений до рішення оператора.

Крок 11. Завершити роботу

Зупиніть проєкт, виконайте Disable, переконайтеся в повній нерухомості, збережіть проєкт і журнал, натисніть Disconnect. Живлення вимикає оператор за затвердженою послідовністю.

Очікуваний результат: Running=false, Enabled=false, з'єднання закрито, артефакти збережені.

Критерій правильності: у звіті чітко вказано, які дії виконано фізично, а які не виконувалися.

Якщо результат не отримано: не залишайте активний комплекс без нагляду; передайте керування оператору.

Сценарії перевірки

Таблиці вимірювань і метрики

Метрики успіху: 100% пунктів передпускового чекліста підтверджено; 5/5 точок підписано; 8/8 переходів перевірено покроково; 0 непідтверджених I/O; 0 автоматичних повторів; не більше одного повного циклу; 0 рухів без явного дозволу оператора.

Вимоги до звіту

Див. загальні вимоги. Додатково подайте:

1. карту відеоуроку з часовими позначками та адаптацією до MERC-I5;
2. підписаний передпусковий чекліст і допуск до руху;
3. версії DobotStudio Pro і контролера;
4. скриншоти станів Connected/Disabled, таблиці Points і Blockly-програми;
5. таблицю реальних точок без публікації серійних номерів або облікових даних;
6. журнал Debug/Step і одного циклу або пояснення, чому цикл не дозволено;
7. опис щонайменше одного негативного сценарію;
8. окреме твердження про те, чи виконувалися фізичний рух, захоплення деталі та E-Stop.

Критерії оцінювання

Рух без допуску, копіювання координат/I/O з відео, обхід E-Stop, автоматичне відновлення або зміна мережевої інфраструктури є критичною помилкою й припиняє роботу.

Контрольні питання

1. Чому Connected не означає, що рух дозволений?
2. Чому в DobotStudio для MERC-I5 використовується 172.16.21.250, а не адреса з відео?
3. Чому значення global speed з відеоуроку не можна копіювати?
4. Чим траєкторія MovJ відрізняється від MovL?
5. Чому кожна координата має зберігатися разом із User/Tool frame і TCP?
6. Чому DI_04, DI_15 і DO_02 з відео вилучені з вправи?
7. Як фактично керується адаптивний грипер MERC-I5?
8. Чому Debug/Step виконується спочатку без деталі?
9. Які дії потрібні після E-Stop або втрати зв'язку?
10. Чому software Stop не замінює E-Stop?

Висновки

ЛР-11 переводить попереднє offline-планування в контрольовану роботу з фізичним MG400: студент аналізує наданий туторіал, підключає DobotStudio Pro через мережеву схему MERC-I5, читає стан, навчає реальні точки та перевіряє одноциклову Blockly-програму. Параметри відео не переносяться автоматично, I/O і грипер не активуються, а кожний рух залежить від допуску, підтверджених меж і безперервного нагляду оператора.