Célula de Fabricación Flexible, MPS-C Estación 6: Robot Festo Didactic-2003 ©Festo Didactic 2 Uso al que se destina Esta estación ha sido desarrollada y producida exclusivamente con fines de formación profesional y continuada, en el campo de la automatización y las comunicaciones. La empresa que imparta la formación y/o los instructores deben asegurar que los alumnos observan las medidas de seguridad descritas en los manuales suministrados. Festo Didactic declina cualquier responsabilidad por daños a los alumnos, a la organización, a terceras partes, o a todos ellos, como resultado del uso o aplicación de los equipos fuera de la situación de pura formación, a no ser que sean causadas premeditadamente o por manifiesta negligencia por parte de Festo Didactic. Nº de artículo: Descripción: Célula MPS-C, Estación Robot. Manual de Funcionamiento Fecha: Autor: 11/2003 – revisado 01/2004 Aquilino Rodríguez Penin © Festo Didactic, 2003 Internet: www.festo.com/didactic e-mail: [email protected] Sin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de este documento, así como su uso indebido y/o su exhibición o comunicación a terceros. De los infractores se exigirá el correspondiente resarcimiento de daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos. ©Festo Didactic 3 ©Festo Didactic 4 Contenido 1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 9 1.1 OBJETIVOS ...................................................................................... 9 1.2 SEGURIDAD ................................................................................... 11 1.2.1 Recomendaciones ................................................................... 11 1.2.2 A tener en cuenta .................................................................... 11 1.3 GARANTÍAS Y RESPONSABILIDADES......................................................... 13 2 LA ESTACIÓN DEL ROBOT ................................................................... 15 2.1 DESCRIPCIÓN ................................................................................. 15 2.2 COMPONENTES............................................................................... 16 2.2.1 Robot RV-2AJ .......................................................................... 16 2.2.2 Controlador del robot ............................................................... 17 2.2.3 Botonera de Mando ................................................................. 18 2.2.4 Pinza ..................................................................................... 19 2.2.4.1 Montaje de la pinza.......................................................... 20 2.2.5 Módulo de rampa .................................................................... 21 2.2.6 Módulo retenedor.................................................................... 22 2.2.7 Módulo de montaje .................................................................. 23 2.2.8 Modulo de almacén ................................................................. 24 2.3 CONEXIONADO................................................................................ 25 2.4 PUESTA A CERO ............................................................................... 26 2.5 POSICIÓN INICIAL............................................................................. 27 2.6 SECUENCIA DE TRABAJO ..................................................................... 27 2.7 COMBINACIONES............................................................................. 28 3 POSIBILIDADES DE TRABAJO .............................................................. 29 3.1 CONFIGURACIÓN DE LA BRIDA............................................................... 29 3.2 DETERMINAR LAS POSICIONES DE TRABAJO (TEACHING).................................. 32 3.3 POSICIONES DEL ROBOT ..................................................................... 33 3.3.1 P99: Posición Inicial ................................................................. 33 3.3.2 P1: Recogida de pieza roja ........................................................ 34 3.3.3 P2: Punto de referencia del módulo retenedor de Montaje ............. 35 3.3.4 P3: Identificación del color de la pieza ........................................ 36 3.3.5 P4: Depósito piezas rojas / metálicas ......................................... 37 3.3.6 P5: Depósito piezas negras ....................................................... 38 3.3.7 P14: Recogida del muelle en Estación Montaje ............................ 39 3.3.8 P15: Punto de referencia módulo Palet Estación Montaje .............. 40 3.3.9 P16: Colocación de la pieza en la rampa Estación Montaje ............. 41 3.3.10 P17: Presencia de Culata en Estación Montaje ......................... 42 3.3.11 P18: Presencia de muelle en Estación Montaje ......................... 43 3.3.12 P19: Recogida de culata en Estación Montaje .......................... 44 3.3.13 P27: Presencia de Culata Estación Punzonado ......................... 45 ©Festo Didactic 5 3.3.14 3.3.15 P29: Recogida de culata Estación Punzonado .......................... 46 P30: Posición intermedia culata Estación Punzonado ................ 47 4 PROGRAMA DE CONTROL ................................................................... 49 4.1 SEÑALES DE E/S ............................................................................. 49 4.2 PROGRAMAS DE CONTROL ................................................................... 50 4.2.1 Posiciones asociadas ............................................................... 50 4.2.2 Programas de la estación .......................................................... 52 4.2.2.1 Programa 10: Clasificación ................................................ 52 4.2.2.2 Programa 11: Identificación con orientación ........................ 53 4.2.2.3 Programa 12: Identificación con orientación y almacenaje ..... 54 4.2.2.4 Programa 13: Montaje de cilindros..................................... 55 4.2.2.5 Programa 14: Montaje con estación Punzonado ................... 56 4.3 PRECAUCIONES............................................................................... 57 5 MANTENIMIENTO ................................................................................ 59 5.1 LIMPIEZA DE LA ESTACIÓN ................................................................... 59 5.2 AJUSTE DE LOS SENSORES................................................................... 60 5.2.1 Sensores fotoeléctricos ............................................................ 60 6 ROBOT MITSUBISHI RV2-AJ ................................................................. 63 6.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................... 63 6.1.1 General .................................................................................. 63 6.1.2 Conexiones ............................................................................. 63 6.1.3 Controlador ............................................................................ 64 6.1.4 Comunicaciones ...................................................................... 64 6.1.5 Ampliación ............................................................................. 64 6.2 CARACTERÍSTICAS DEL ROBOT............................................................... 65 6.3 CARACTERÍSTICAS DEL CONTROLADOR ..................................................... 66 6.4 LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN MELFA-BASIC IV ....................................... 67 6.4.1 Control de movimiento ............................................................. 67 6.4.2 Paletizado (DEF PLT, PLT) .......................................................... 69 6.4.3 Control de programa ................................................................ 69 6.4.4 Entradas y salidas .................................................................... 70 6.4.5 Comunicaciones ...................................................................... 70 6.4.6 Expresiones y operaciones ........................................................ 70 6.5 PRIMEROS PASOS CON EL ROBOT ........................................................... 71 6.5.1 Creación de un programa desde la botonera ................................ 71 6.5.2 Corrección de una línea de programa .......................................... 74 6.5.3 Grabar una posición ................................................................. 75 6.5.4 Moverse a una posición ............................................................ 76 6.5.5 Borrar una posición ................................................................. 77 6.5.6 Probar un programa ................................................................. 78 6.5.7 Funcionamiento en automático .................................................. 79 6.5.8 Programa de ejemplo ............................................................... 81 7 CÉLULA DE FABRICACIÓN MPS-C ....................................................... 87 7.1 DESCRIPCIÓN ................................................................................. 87 7.2 LAS ESTACIONES ............................................................................. 88 7.2.1 Estación 1 – Distribución .......................................................... 88 7.2.2 Estación 2 – Verificación ........................................................... 88 ©Festo Didactic 6 7.2.3 Estación 3 – Proceso ................................................................ 89 7.2.4 Estación 4 – Manipulación ........................................................ 89 7.2.5 Estación 5 – Almacén Intermedio ............................................... 90 7.2.6 Estación 6 – Robot ................................................................... 90 7.2.7 Estación 6 A – Montaje ............................................................. 91 7.2.8 Estación 7 – Clasificación .......................................................... 92 7.2.9 Estación 8 – Punzonado Hidráulico ............................................. 92 7.3 MONTAJE ...................................................................................... 93 7.3.1 Alimentaciones ....................................................................... 93 7.3.2 Unión mecánica de las estaciones .............................................. 93 7.3.3 Orden de colocación ................................................................ 95 7.4 COMUNICACIONES............................................................................ 99 8 FICHAS TÉCNICAS .............................................................................. 101 ©Festo Didactic 7 ©Festo Didactic 8 1Introducción 1.1 Objetivos Las estaciones de la Célula MPS-C se han diseñado para la formación en automatización industrial en el ámbito de la formación profesional y continuada. Los sistemas y estaciones del Sistema Modular de Producción facilitan la formación profesional orientada a la industria, y el hardware consiste en componentes de tipo industrial, adecuados para fines didácticos. Además, la formación puede impartirse para inculcar espíritu de equipo, voluntad de cooperar y habilidades organizativas. Las fases reales de un proyecto, pueden enseñarse por medio de proyectos de formación, tales como: - Planificación Montaje Programación Puesta a punto Funcionamiento Mantenimiento Localización de averías Pueden enseñarse contenidos didácticos que cubran los siguientes temas: •Mecánica Montaje y ajuste mecánico de una estación •Neumática Conexionado de componentes neumáticos •Sensores Uso correcto de sensores ópticos Ajuste • Robótica: Áreas de aplicación de los robots Fundamentos de robótica Terminología utilizada en robótica Programación de robots •Puesta a punto Puesta a punto de un sistema de producción •Localización de averías Localización sistemática de averías en un sistema de producción ©Festo Didactic 9 Proponemos algunos temas que se pueden desarrollar con este equipo: – – – – ©Festo Didactic Sustitución de un sistema de control por relés, por un PLC Diseño de los esquemas neumáticos correspondientes Selección de pinzas o pinzas eléctricas o pinzas neumáticas Seguridad durante un fallo de la alimentación neumática o Reserva de aire comprimido 10 1.2 Seguridad 1.2.1 Recomendaciones Se deben observar siempre las recomendaciones y normas fundamentales sobre seguridad. Cualquier persona que trabaje con el Sistema Modular de Producción, debe observar con especial atención las recomendaciones de seguridad. Además, deben respetarse las normas y regulaciones sobre prevención de accidentes, aplicables localmente. El responsable del funcionamiento se compromete en asegurar que el Sistema Modular de Producción es utilizado solamente por personas que: – – – 1.2.2 Estén familiarizadas con las normas básicas relacionadas con la seguridad operativa y prevención de accidentes. Hayan recibido instrucciones en el manejo del Sistema Modular de Producción. Estén medianamente habituados en trabajar con seguridad. A tener en cuenta General – Los alumnos sólo deben trabajar en la estación bajo la supervisión de un instructor. – Observar los datos de los componentes individuales de las fichas técnicas. Electricidad – Las conexiones eléctricas deben establecerse y desconectarse sólo cuando la tensión principal esté cortada – Utilizar sólo bajas tensiones de hasta 24 V DC. Neumática – No sobrepasar la presión admisible de 8 bar (800 kPa). – No aplicar el aire comprimido hasta que no se hayan establecido y asegurado todas las uniones con tubos. – No desconectar conductos de aire que estén bajo presión. – Hay que tener especial cuidado al aplicar el aire comprimido. Los cilindros pueden avanzar o retroceder tan pronto se aplique el aire comprimido. Mecánica – Montar todos los componentes en la placa de forma segura. – No intervenir manualmente a no ser que la máquina se halle parada. ©Festo Didactic 11 Sistema robótico – No tocar ninguna parte móvil del robot durante el funcionamiento. – Cualquier intervención dentro del espacio operativo sólo debe hacerse tras haber cortado la tensión. – No guardar el terminal de mano cerca del robot si no está conectado al control, ya que el dispositivo de PARO DE EMERGENCIA no funcionaría. – Si la pinza sostiene una pieza durante un PARO DE EMERGENCIA, ésta se caerá durante la función de restablecimiento (recorrido al origen). – El Sistema Modular de Producción está diseñado según los últimos avances en esta tecnología y cumple con reconocidas normas de seguridad. Sin embargo, al utilizar el sistema siempre puede haber un riesgo de ocasionar daños físicos o lesiones graves al usuario o a terceras partes, o de causar daños a la máquina o a otros bienes materiales. El Sistema Modular de Producción debe ser utilizado exclusivamente con fines didácticos y en condiciones absolutamente seguras. ©Festo Didactic 12 1.3 Garantías y responsabilidades En principio, se aplican todos nuestros "Términos y Condiciones de Venta". Estos términos se ponen a disposición del responsable del funcionamiento, a lo más tardar en el momento de la firma del contrato. Las reclamaciones de la garantía y responsabilidad por daños a personas y materiales quedan excluidas si estas pueden imputarse a una o varias de las siguientes causas: – – – – – – – – Uso de la instalación con fines que no son los previstos Montaje de la máquina, puesta a punto, funcionamiento o mantenimiento incorrectos Funcionamiento de la instalación utilizando equipos de seguridad defectuosos o mal montados, o dispositivos protectores fuera de servicio. La falta de observación de notas de las instrucciones de funcionamiento en relación con el transporte, almacenamiento, montaje, puesta a punto, funcionamiento, mantenimiento y preparación del equipo Modificaciones constructivas no autorizadas en la instalación Supervisión inadecuada de la instalación o de componentes sometidos a desgaste Reparaciones llevadas a cabo incorrectamente Catástrofes resultantes por causas ajenas o por fuerza mayor. Festo Didactic declina cualquier responsabilidad por daños a los alumnos, a la organización, a terceras partes, o a todos ellos, como resultado del uso o aplicación de los equipos fuera de la situación de pura formación, a no ser que sean causadas premeditadamente o por manifiesta negligencia por parte de Festo Didactic ©Festo Didactic 13 ©Festo Didactic 14 2La Estación del Robot 2.1 Descripción Según VDI 2860, la manipulación es la creación, cambio definido o mantenimiento temporal, de una disposición espacial específica de cuerpos geométricamente determinados. La función de la estación de Robot es: determinar las características del material de una pieza, retirar piezas de un receptáculo, depositar las piezas en el retenedor de montaje depositar las piezas en el almacén de "metálica / roja” o en el de "negras" pasar las piezas a la estación siguiente Las piezas caen por una rampa en el dispositivo retenedor. El robot va a buscar piezas al dispositivo retenedor con ayuda de una pinza neumática. Las piezas son depositadas en el retenedor de montaje. Por medio e un sensor óptico se verifica la orientación de las piezas. En la mandíbula de la pinza hay dispuesto un sensor óptico que distingue entre piezas 'negras' y piezas 'no negras'. Las piezas pueden ser depositadas en diferentes almacenes basándose en estos criterios, o transferirlas a la estación siguiente. En combinación con la estación de Montaje (estación 6), las piezas integrantes de un cilindro de carrera corta se montan formando un cilindro funcional. ©Festo Didactic 15 2.2 Componentes Los componentes más destacados de esta estación son: - 2.2.1 Robot RV-2AJ Controlador del robot Pinza Módulo de rampa Módulo retenedor Módulo de montaje Módulo de almacén Robot RV-2AJ Para el transporte de piezas de utiliza un robot angular de brazo articulado vertical, con 5 ejes. Algunas características: - La repetibilidad en la precisión de posicionado del robot es de ± 0.02 mm. La velocidad máxima del brazo del robot es de 2200 mm/s Se ha integrado la supervisión de la posición final y de eventuales sobrecargas. Nota Para más detalles técnicos, véase el capítulo 2 de las Especificaciones Estándar del Robot Industrial MELFA: Manual RV-1A/RV-2AJ Nº de artículo: 132309, Status 20010522, BFP-A8050-B. ©Festo Didactic 16 2.2.2 Controlador del robot Es donde radica el sistema de control del Robot. Aquí se conecta también la botonera o TeachBox. ©Festo Didactic Número Texto Comentario 1 POWER Enciende/Apaga el control (ON/OFF) 2 START 3 STOP Ejecuta el programa Para el robot inmediatamente. El servo no se apaga. 4 RESET 5 EMG.-STOP 6 REMOVE T/B 7 8 9 CHANGE.DISP END SVO.ON 10 11 12 SVO.OFF Status.Number Conector T/B Apaga la potencia de los servomotores. Se muestra el nº de alarma, nº de programa, etc. Base para conectar el T/B 13 Conector RS232C MODE Auto (Op) 14 MODE Teach MODE Auto (Ext) 15 UP/DOWN Base para conectar el PC Sólo son válidas operaciones desde el controlador. Sólo son válidas operaciones desde el T/B Sólo son válidas operaciones desde el dispositivo exterior. Desliza arriba y abajo los detalles visualizados Restablece una situación de error El PARO DE EMERGENCIA detiene el robot El servo se apaga Se utiliza para conectar/desconectar el T/B sin desconectar la potencia Cambia detalles visualizados en el visualizador Detiene el programa que se esté ejecutando Conecta la potencia de los servomotores. 17 2.2.3 Botonera de Mando El T/B se utiliza para determinar las posiciones del brazo del robot. Para ayudar en la programación y para el control del robot, hay integrado un visualizador LCD. En la parte posterior del T/B hay un interruptor “Hombre Muerto”. Presionar ligeramente este interruptor mientras se hacen funciones con el servo activado (ON). Si este interruptor se suelta o se presiona con excesiva fuerza, el servo se detendrá (OFF) Nota Puede hallar más información en: Capítulo 4.2 del Robot Industrial MELFA, Manual de Hardware Controlador CR1 Nº de artículo: 133799, Status 20010522 , BFP-A8054-D. 1-Visualizador LCD 2-Interruptor ENABLE/DISABLE 3-Interruptor “Hombre Muerto” (Deadman) 4-Interruptor de PARO DE EMERGENCIA 5-Panel de control ©Festo Didactic 18 2.2.4 Pinza El brazo del robot lleva montada una pinza neumática. Las mandíbulas de la pinza están construidas de tal forma que ésta tiene tres posiciones de sujeción. La pinza exterior (1) y la pinza intermedia (2), se utilizan para transportar las piezas cuerpo y tapa. La pinza de émbolo / muelle (3) se utiliza para transportar el émbolo o el muelle. Un sensor óptico de reflexión directa (con cable de fibra óptica) integrado en la mandíbula de la pinza, se utiliza para la identificación del color de las piezas. Notas - ©Festo Didactic La tapa, el émbolo y el muelle se utilizan para el montaje de cilindros. La estación Robot sólo utiliza el cuerpo de los cilindros como pieza para montaje. No se dispone de detección de 'Pinza abierta / pinza cerrada'. 19 2.2.4.1 Montaje de la pinza La pinza se sujeta al robot mediante cuatro tornillos tipo Allen. La posición correcta de montaje es la indicad a continuación. Con los ejes A y B marcando los siguientes valores (se pueden observar en la botonera del robot): Eje A: 0º Eje B: 180º La posición de la pinza debería quedar como se ve en la figura siguiente (posición número 2, referencia del módulo de montaje): Si no es así, desmontar la pinza aflojando los cuatro tornillos y colocarla en la posición correcta. ©Festo Didactic 20 2.2.5 Módulo de rampa El módulo de Rampa se utiliza para transportar o almacenar las piezas. El ángulo de inclinación de la rampa puede ajustarse sin escalonamientos. En la estación Robot, el módulo de rampa se utiliza como alimentador de piezas para el módulo retenedor. No insertar la pieza manualmente en el retenedor. Utilizar la rampa para la alimentación. ©Festo Didactic 21 2.2.6 Módulo retenedor Las piezas se introducen a través de la rampa en el módulo Retenedor y son detectadas en el retenedor por medio de un sensor óptico de reflexión. No insertar la pieza manualmente en el retenedor. Utilizar la rampa para la alimentación. ©Festo Didactic 22 2.2.7 Módulo de montaje Las piezas se montan en el módulo retenedor de montaje. En el módulo retenedor se encuentra el punto de referencia. Durante el procedimiento de determinación de posiciones (teaching), el brazo del robot se mueve al punto de referencia. Empezando a partir del punto de referencia, en el programa del robot se calculan las demás posiciones para el módulo retenedor de montaje. 1-punto de referencia. 2-sensor óptico 3-bulón de centraje de la tapa 4-posición de 'Identificación' 5-posición de 'Montaje' Un sensor óptico de reflexión directa se utiliza para verificar la orientación del cuerpo de las piezas y la tapa. La orientación permite depositar las piezas en la posición de 'Montaje' para que queden fijas por medio de un bulón. De esta manera no girarán cuando el robot proceda al roscado de la tapa. En la posición de 'identificación' se determina el color del cuerpo de la pieza. ©Festo Didactic 23 2.2.8 Modulo de almacén El módulo almacén se utiliza para almacenar piezas redondas. Una corredera de bloqueo impide que las piezas caigan durante su extracción del retenedor. Pueden almacenarse hasta 8 piezas en cualquier orden en el cilindro almacén. ©Festo Didactic 24 2.3 Conexionado Las interconexiones entre los diferentes módulos se realizan mediante conectores específicos: - - - - ©Festo Didactic Controlador del robot – robot: o Conectar el cable de potencia del motor (CN1) y el cable de señal del motor (CN2) al controlador (parte posterior) y al robot. Controlador del robot – T/B: o Conectar el cable del T/B al conector del T/B en la parte frontal del controlador. Controlador del robot – Estación: o El terminal XMA2 debe conectarse a través de un cable especial de E/S (cable con recubrimiento rojo, un extremo 24 pines y el otro 50 pines) al controlador del robot (E/S externas) Robot – electroválvula: o Las dos bobinas de las electroválvulas deben conectarse a través de cables a los terminales GR1 y GR2 en la parte posterior del controlador. 25 2.4 Puesta a cero Retirar las piezas de los puntos de transferencia de los módulos o estaciones. El robot RV2AJ tiene un sistema de posicionado basado en encoders absolutos, por lo cual, la posición de inicio se determinará por programa (posición 99) El robot Mitsubishi RV-2AJ es un robot industrial. Es Peligroso mantenerse cerca del área de trabajo mientras el robot se mueve. Deben tomarse todas las precauciones posibles para operar el robot con seguridad ©Festo Didactic 26 2.5 Posición inicial Es la situación tal que los elementos de la estación se encuentran listos para realizar la secuencia de trabajo al recibir la orden de Marcha. Siempre se debe partir de esta situación. - 2.6 Robot en posición inicial Pinza abierta Secuencia de trabajo Una vez tengamos la estación en su posición inicial: - Alimentar una pieza a través de la rampa al módulo retenedor Iniciar la secuencia en la estación de Robot: Girar el interruptor de MODO del controlador del robot a la posición Auto (Op) Seleccionar la visualización del menú de programas presionando el pulsador CHANG.DISP. Utilizando los pulsadores UP y DOWN, seleccionar el número de programa correcto. Poner en marcha la potencia a los servos accionando el pulsador SVO ON. Presionar el pulsador START del controlador del robot. Éste queda a la espera de detectar una pieza en el módulo retenedor de entrada. Al detectar la pieza, éste se pone en marcha. 1. La pieza es transportada al módulo retenedor de Montaje y colocada en posición de identificación. Pieza negra 2. La pieza es transportada a la posición de Montaje. 3. Se utiliza la pinza externa para sujetar la pieza. Ésta es transportada al almacén de 'piezas negras'. Pieza roja o plateada 2. La pieza es transportada a la posición de Montaje. 3. Se utiliza la pinza externa para sujetar la pieza. Ésta es transportada al almacén de piezas "rojas / plateadas'. 4. La pieza es depositada. ©Festo Didactic 27 2.7 Combinaciones Las estaciones de la Célula se pueden combinar de la siguiente manera con la estación de Robot: Nombre ©Festo Didactic Montaje anterior Montaje Posterior E1- Distribución E2- Verificación E3- Proceso X X - E4- Manipulación (PickAlfa) X - E5- Pulmón E6- Robot E6A- Montaje X - X X E8- Punzonado E7- Clasificación - X 28 3Posibilidades de trabajo En combinación con la estación de Montaje, es posible montar completamente los cilindros de simple efecto. Para que el robot pueda saber dónde moverse, es necesario determinar una serie de posiciones de trabajo. En la estación de montaje, y en la misma del robot, hay dos puntos de referencia que servirán para fijar la mayoría de las posiciones de trabajo. 3.1 Configuración de la brida Con el robot trabajando como estación aislada, o en combinación con la estación de Montaje, la pinza trabaja siempre sobre la misma orientación de coordenadas, con lo cual se utiliza siempre su plano inferior para sujetar las piezas (marcas 1, 2 y 3 del dibujo) Al grabar las posiciones de trabajo, el offset introducido en cada posición debido a la longitud de la pinza (Tool length), queda compensado de forma automática (recordemos que el robot “mide” su posición desde la brida de unión de la pinza) ©Festo Didactic 29 Cuando el robot trabaja en combinación con la estación de Punzonado Hidráulico, la pinza utilizará todas las posibilidades de sujeción de pieza, lo cual implicará variar la orientación vertical de la pinza para utilizar el plano perpendicular al habitual de trabajo. En el caso de recogida de piezas con el plano lateral de la pinza, como se muestra en la figura de la derecha, los movimientos lineales, son lineales vistos desde la brida. Por ejemplo, en un movimiento lineal horizontal, con la pinza en la posición mostrada en la figura siguiente, una línea vertical centrada en la brida del robot describirá un movimiento rectilíneo, pero el plano de la brida irá girando con esta línea por eje, lo cual originará un arco en el extremo de la pinza, que se “adelanta”. Este fenómeno es causa de problemas al trabajar con posiciones relativas, pues parece que el robot no mide bien. Por esta causa se utiliza aquí la corrección de la longitud de la pinza (tool length), de manera que los movimientos se calculen desde el extremo de la misma. La corrección se puede hacer por programa, mediante la instrucción TOOL, pero puede originar confusiones a la hora de programar posiciones mediante la consola. En este caso, realizaremos el ajuste desde la consola, de manera que todas las posiciones que se memoricen sean “reales” (desde el extremo de la pinza) ©Festo Didactic 30 En la pantalla de la consola, seleccionaremos, en el menú principal, la opción: MAINT / PARAM. En esta pantalla: 1. Rellenamos el paréntesis izquierdo con el parámetro a modificar: MEXTL 2. Pulsamos la flecha de bajar, pasando al paréntesis de la derecha. 3. Escribimos: 3 (tercer elemento, eje Z) 4. Pulsamos INP , apareciendo el valor 0.00 (la longitud adicional del eje Z) 5. Entramos el valor de la distancia desde la brida al centro de la pinza lateral: 95.0mm 6. Pulsamos INP 7. Apagamos el controlador y lo volvemos a encender. 8. Repetimos los pasos hasta el paso 4 para verificar el valor actualizado. 9. Una vez comprobado el cambio, con MENU, salimos de esta opción De ahora en adelante, todos los movimientos de la pinza se realizarán teniendo en cuenta la longitud de la misma. ©Festo Didactic 31 3.2 Determinar las posiciones de trabajo (teaching) El procedimiento para determinar las posiciones de trabajo del robot: 1. Poner en marcha el controlador del robot. 2. Liberar el interruptor de PARO DE EMERGENCIA 3. Accionar el pulsador RESET en el controlador para acusar recibo de errores o accionar el pulsador ERROR RESET en la consola. 4. Girar el interruptor MODE, en el controlador del robot, en posición TEACH. 5. Girar el interruptor conmutador en la consola a posición ENABLE. 6. La actuación sobre los pulsadores MENU muestra la pantalla de inicio. 7. Seleccionar : 1 (TEACH) accionando el pulsador INP/EXE. 8. Introducir el número de programa (1 o 2) 9. Accionar el pulsador INP/EXE. 10. Accionar el pulsador POS. Seleccionar una posición especifica accionando los pulsadores +/FORWD o. -/BACKWD. 11. Seleccionar una posición P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9 y P99. 12. Pulsar el interruptor “Hombre Muerto” y el pulsador STEP/MOVE. 13. Cuando los servomotores se activen, accionar el pulsador INP/EXE. 14. El brazo del robot se mueve a la posición seleccionada. 15. ¡Tener cuidado y evitar colisiones! 16. Verificar la posición. 17. Si la posición es correcta, ir al paso 10 y verificar la siguiente posición. Si la posición no es correcta, proceder con el paso 18. 18. Presionar el interruptor “Hombre Muerto” en la parte posterior de la consola. 19. Seleccionar un sistema de coordenadas, por ejemplo, XYZ. 20. Accionar el pulsador STEP/MOVE y desplazar el robot accionando los pulsadores –X, +X, –Y, +Y, –Z, +Z, –A, +A, –B, y +B. 21. Accionar el pulsador –/BACKWD para reducir la velocidad del brazo del robot, en la consola vemos el porcentaje de velocidad aplicable. 22. Cuando se alcanza la posición correcta, presionar dos veces el pulsador ADD. La posición actual es transferida a la lista de posiciones. 23. Volver al paso 10 para verificar la siguiente posición. Nota Accionando los pulsadores HAND y –C o el HAND y +C, se cierra y se abre la pinza respectivamente. ©Festo Didactic 32 3.3 Posiciones del robot Para trabajar, el robot necesita saber la ubicación de una serie de posiciones. 3.3.1 P99: Posición Inicial Es la posición de partida de programa: - La pinza se halla en una posición en la que no son posibles colisiones con otros componentes de la estación. Ningún eje del brazo del robot está cerca de una posición final. Los dos triángulos en la brida de instalación de la mano y en el adaptador de la pinza se hallan alineados (El valor del eje A debería marcar 0°, y el valor del eje B debería marcar 180°) Cumpliendo estas condiciones, guardar la posición. ©Festo Didactic 33 3.3.2 P1: Recogida de pieza roja El robot se halla en su posición inicial. 1. 2. 3. 4. 5. ©Festo Didactic Colocar una pieza roja en el retenedor. Girar la pinza de forma que las mandíbulas de la pinza estén paralelas a la rampa. La pinza exterior mira hacia el retenedor. Mover la pinza a la posición de recogida. Cuando la pinza está cerrada, la pieza queda firmemente sujeta por la pinza exterior. Guardar la posición. 34 3.3.3 P2: Punto de referencia del módulo retenedor de Montaje Esta posición es muy importante que se programe con exactitud, pues se utiliza como referencia para generar el resto de posiciones en la plataforma de montaje. El robot se halla en posición inicial. 1. 2. Notas - Se toma el mandril con la pinza intermedia. Mover la pinza hasta que la punta elástica del mandril se acerque al punto de referencia en el módulo retenedor de Montaje. ¡Reducir la velocidad del robot mientras se acerca al punto de referencia! El valor del eje A debería marcar 0°. El valor del eje B debería marcar 180°. Guardar la posición. Esta posición debe quedar exactamente como se ve en el dibujo: el eje A marcando 0º y el eje B marcando 180º. Si no es así, desmontar la pinza (los cuatro tornillos tipo Allen de la brida) y girarla para que quede como en el dibujo. ©Festo Didactic 35 3.3.4 P3: Identificación del color de la pieza El robot se halla en posición inicial. 1. 2. Colocar una pieza roja en la posición de identificación del módulo retenedor de Montaje. Mover la pinza hasta que el sensor óptico para detección del color en las mandíbulas de la pinza apunte al centro de la pieza. La distancia entre la cabeza del sensor y la pieza es de aproximadamente 1 cm. Nota Deben detectarse las piezas rojas y metálicas, no las negras. Si es necesario, cambiar la sensibilidad de la unidad de fibra óptica. Guardar la posición. ©Festo Didactic 36 3.3.5 P4: Depósito piezas rojas / metálicas El robot se halla en posición inicial. - Se toma una pieza roja con la pinza exterior. Mover la pinza hasta que la pieza esté depositada en el módulo Almacén. Guardar la posición. ©Festo Didactic 37 3.3.6 P5: Depósito piezas negras El robot se halla en posición inicial. - Se toma una pieza negra con la pinza exterior. Mover la pinza hasta que la pieza esté depositada en el módulo Almacén. Guardar la posición. ©Festo Didactic 38 3.3.7 P14: Recogida del muelle en Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. Mover la pinza a la posición de recogida. Cuando la pinza está cerrada, el muelle queda firmemente sujeto por la pinza. Guardar la posición. ©Festo Didactic 39 3.3.8 P15: Punto de referencia módulo Palet Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. 1. 2. Notas - Se toma el mandril con la pinza intermedia. Mover la pinza hasta que la punta elástica del mandril se acerque al punto de referencia en el módulo Palet. ¡Reducir la velocidad del robot mientras se acerca al punto de referencia! El valor del eje A debería marcar 0°. El valor del eje B debería marcar 180°. Guardar la posición. El palet de los émbolos debe quedar situado tal como se muestra en el dibujo, alineado con el borde de la plataforma de la estación. ©Festo Didactic 40 3.3.9 P16: Colocación de la pieza en la rampa Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. 1. 2. Tomar un cilindro rojo montado (cuerpo rojo con culata) con la pinza exterior. Mover la pinza a la posición de entrega. Cuando la pinza se abre, el cilindro es depositado en la rampa. Guardar la posición. ©Festo Didactic 41 3.3.10 P17: Presencia de Culata en Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. 1. 2. Colocar una culata en el punto de transferencia del módulo almacén de culatas. Mover la pinza hasta que el sensor óptico para detección del color en las mandíbulas de la pinza apunte al centro de la culata. La distancia entre la cabeza del sensor y la culata es de aproximadamente 1 cm. Nota Cambiar la distancia entre la cabeza del sensor y la culata hasta que ésta sea detectada. ¡No cambiar la sensibilidad de la unidad de fibra óptica! Guardar la posición. ©Festo Didactic 42 3.3.11 P18: Presencia de muelle en Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. 1. 2. Colocar un muelle en el punto de transferencia del módulo almacén de muelles. Mover la pinza hasta que el sensor óptico para detección del color en las mandíbulas de la pinza apunte a las espiras superiores del muelle. La distancia entre la cabeza del sensor y muelle es de, aproximadamente 1 cm. Nota Cambiar la distancia entre la cabeza del sensor y el muele hasta que éste sea detectado. ¡No cambiar la sensibilidad de la unidad de fibra óptica! Guardar la posición. ©Festo Didactic 43 3.3.12 P19: Recogida de culata en Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. Mover la pinza a la posición de toma. Cuando se cierra la pinza, la culata queda firmemente sujeta por la pinza. Guardar la posición. ©Festo Didactic 44 3.3.13 P27: Presencia de Culata Estación Punzonado El robot se halla en posición inicial. 3. 4. Colocar una culata en el punto de transferencia del módulo almacén de culatas para que se active el piloto neumático. Mover la pinza hasta que el sensor óptico para detección del color en las mandíbulas de la pinza apunte al centro del indicador neumático. La distancia entre la cabeza del sensor y el indicador es de, aproximadamente 1 cm. Nota Cambiar la distancia entre la cabeza del sensor y el indicador hasta que éste sea detectado. ¡No cambiar la sensibilidad de la unidad de fibra óptica! Guardar la posición. ©Festo Didactic 45 3.3.14 P29: Recogida de culata Estación Punzonado El robot se halla en posición inicial. Mover la pinza a la posición de toma. Cuando se cierra la pinza, la culata queda firmemente sujeta por la pinza. ¡Reducir la velocidad del robot mientras se acerca al punto de referencia! El valor del eje A debería marcar 0°. El valor del eje B debería marcar 90°. Guardar la posición. Se recomienda mover los elementos que molesten (véase el grupo de mantenimiento de la estación del robot.) ©Festo Didactic 46 3.3.15 P30: Posición intermedia culata Estación Punzonado El robot se halla en posición inicial El mandril es tomado por las mandíbulas posteriores de la pinza Mover la pinza hasta que la punta elástica del mandril se acerque al punto de referencia en la escuadra de montaje de la herramienta y la punta quede oculta (las dos superf icies, la de la plataforma y la del mandril, tocándose). - ©Festo Didactic ¡Reducir la velocidad del robot mientras se acerca al punto de referencia! El valor del eje A debería marcar 0°. El valor del eje B debería marcar 90°. 47 La posición de la plataforma en la estación es bastante crítica debido a la serie de movimientos que debe realizar el robot. Por ello se recomienda montar la misma tal como se indica a continuación: 48mm La distancia entre la base de la plataforma y el borde de la estación debe ser de 48mm (aproximadamente, si es menor, el brazo del robot está en el límite de movimientos, y si es mayor, puede no tener espacio para maniobrar a la hora de coger las tapas de la estación de punzonado) ¡Es vital que la plataforma esté perfectamente alineada con la mesa (eje X)! ©Festo Didactic 48 4Programa de control 4.1 Señales de E/S Las señales utilizadas para el control de la estación: Señal Módulo Señal Robot Símbolo Comentario I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15 Pieza entrada Pieza no negra Orientación OK Detectada pieza en la entrada Pieza detectada por la pinza Orientación de la pieza correcta Permiso Salida Siguiente estación libre O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 A901 A902 A903 A904 A905 A906 A907 A908 Abrir Pinza Cerrar Pinza ©Festo Didactic 49 4.2 Programas de control El control de la estación se realiza mediante la unidad de control MELFA CR1. Es la CPU del robot, donde se almacenarán los programas y las posiciones de trabajo. Para mostrar las posibilidades de trabajo y programación, se han diseñado una serie de programas que permiten trabajar al robot como estación independiente, o en combinación con la estación de montaje. Es muy recomendable, la primera vez, probar cada programa a velocidad lenta (override, en el controlador del robot, a valor bajo) para asegurar su correcto funcionamiento y verificar que no habrá colisiones. Estos programas tiene asociadas sus propias posiciones. A continuación se describen todas las posiciones utilizadas, indicando en cada programa las que se deben utilizar. 4.2.1 Posiciones asociadas Las posiciones de los programas están descritas en el apartado “Posiciones del robot”. Aquí se ofrece un breve descriptivo de las mismas. P1: Coge la pieza de la bandeja de entrada mediante la pinza exterior. La pinza está alineada con la bandeja. P2: Posición de centrado en la bandeja de ensamblado mediante punta de prueba sujeta con la pinza central. La posición de la pinza debe ser tal que ésta esté alineada en el sentido longitudinal de la estación. Mediante la botonera, colocar el Eje A en 0º y el Eje B en 180º. P3: Identificación de la pieza depositada en la plataforma de montaje. La fotocélula se sitúa a 1 cm. aprox de la pieza. P4: Depósito de la pieza en el almacén delantero (Piezas rojas y metálicas) P5: Depósito de la pieza en el almacén trasero (Piezas negras) P14: Recogida del muelle del módulo dispensador de la estación de montaje (Véase el manual de la estación 6 A) ©Festo Didactic 50 P15: Posición de centrado en el palet de émbolos mediante punta de prueba sujeta con la pinza central (Véase el manual de la estación 6 A) La posición de la pinza debe ser tal que ésta esté alineada en el sentido longitudinal de la estación. Mediante la botonera, colocar el Eje A en 0º y el Eje B en 180º. P16: Colocar pieza en la rampa (Véase el manual de la estación 6 A) P17: Detección de tapa de cilindro (Véase el manual de la estación 6 A) P18: Detección de muelle (Véase el manual de la estación 6 A) P19: Recogida de tapa de cilindro (Véase el manual de la estación 6 A) P27: Presencia de culata en estación de Punzonado (Véase manual de la estación 8) P29: Recogida de culata en estación de Punzonado P30: Punto de referencia de estación de Punzonado P99: Posición inicial, sobre la zona de entrada de piezas y por encima del nivel de los dos depósitos. ©Festo Didactic 51 4.2.2 Programas de la estación Los programas pueden quedar residentes en la memoria del controlador del robot (tiene capacidad para 88 programas con sus respectivas posiciones) El lenguaje utilizado ha sido el MELFA-BASIC IV. 4.2.2.1 Programa 10: Clasificación Modo de trabajo: estación independiente. Posiciones necesarias: P1,P2,P3,P4,P5,P99 Nombre del programa: 10.MB4 1. Cuando llega una pieza por la rampa, se detiene en la bandeja de recogida. La fotocélula PART_AV detecta la presencia de pieza (su ajuste de sensibilidad permite detectar todas las piezas) Detector PART_AV ©Festo Didactic 2. El robot tiene una rutina que consulta el estado de la fotocélula cada 3 segundos. Si se detecta pieza, se coge y traslada hacia el punto de identificación en la bandeja de montaje. 3. El robot identifica la pieza (posición P3) mediante el sensor fotoeléctrico montado en la pinza (B1), determinando si ésta es negra o no. 4. Cogerá la pieza mediante la pinza exterior, y las piezas rojas y metálicas las depositará en el almacén delantero, y las piezas negras en el almacén trasero. 52 4.2.2.2 Programa 11: Identificación con orientación Modo de trabajo: estación independiente. Posiciones necesarias: P1,P2,P3,P99 Nombre del programa: 11.MB4 ©Festo Didactic 1. Cuando llega una pieza por la rampa, se detiene en la bandeja de recogida. La fotocélula PART_AV detecta la presencia de pieza (su ajuste de sensibilidad permite detectar todas las piezas) 2. El robot tiene una rutina que consulta el estado de la fotocélula cada 3 segundos. Si se detecta pieza, se coge y traslada hacia el punto de identificación en la bandeja de montaje. 3. El robot identifica la pieza mediante el sensor fotoeléctrico montado en la pinza (B1), determinando si ésta es negra o no. 4. La pieza se recoge con la pinza central (número 2 del dibujo), colocándose encima de la célula fotoeléctrica de la bandeja de montaje (B2). En este punto se hace girar la pinza sobre su eje para localizar uno de los tres agujeros de la base del cilindro (el ajuste de sensibilidad debe ser tal que se pueda detectar el cambio de luz entre la base del cilindro y uno de los tres agujeros de la base del mismo) 5. Una vez detectado, se desplaza la pieza hacia la posición de ensamblado, y se corrige la posición del mismo para poder encajarlo en el pivote de la posición de montaje. 6. En el caso de fallar la detección del agujero de la base del cilindro, se para el robot mediante una orden de Stop. Para reiniciar el programa deberá pulsarse Start. 53 4.2.2.3 Programa 12: Identificación con orientación y almacenaje Modo de trabajo: estación independiente. Posiciones necesarias: P1, P2, P3, P4, P5, P99 Nombre del programa: 12.MB4 1. Cuando llega una pieza por la rampa, se detiene en la bandeja de recogida. La fotocélula PART_AV detecta la presencia de pieza (su ajuste de sensibilidad permite detectar todas las piezas) 2. El robot tiene una rutina que consulta el estado de la fotocélula cada 3 segundos. Si se detecta pieza, se coge y traslada hacia el punto de identificación en la bandeja de montaje. 3. El robot identifica la pieza mediante el sensor fotoeléctrico montado en la pinza (B1), determinando si ésta es negra o no. 4. La pieza se recoge de la posición de identificación (marcada como 4 en el dibujo) con la pinza central, colocando el borde del cilindro encima de la célula fotoeléctrica de la bandeja de montaje (número 2 del dibujo). Se hace girar para localizar uno de los tres agujeros de la base del cilindro (el ajuste de sensibilidad debe ser tal que se pueda detectar el cambio de luz entre la base del cilindro y uno de los tres agujeros de la base del mismo) En el caso de fallar la detección del agujero de la base del cilindro, se para el robot mediante una orden de Stop. Para reiniciar el programa deberá pulsarse Start. ©Festo Didactic 5. Una vez detectado, se desplaza la pieza hacia la posición de ensamblado, y se corrige la posición del mismo para poder encajarlo en el pivote de la posición de montaje. 6. El cilindro se recoge con la pinza externa (número 1 del dibujo) y se deposita en el almacén correspondiente. 54 4.2.2.4 Programa 13: Montaje de cilindros Modo de trabajo: estación coordinada con estación 6ª, Montaje. Posiciones necesarias: P1, P2, P3, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P99 Nombre del programa: 13.MB4 1. Cuando llega una pieza por la rampa, se detiene en la bandeja de recogida. La fotocélula PART_AV detecta la presencia de pieza (su ajuste de sensibilidad permite detectar todas las piezas) 2. El robot tiene una rutina que consulta el estado de la fotocélula cada 3 segundos. Si se detecta pieza, se coge y traslada hacia el punto de identificación en la bandeja de montaje. 3. El robot identifica la pieza mediante el sensor fotoeléctrico montado en la pinza (B1), determinando si ésta es negra o no. 4. La pieza se recoge de la posición de identificación (marcada como 4 en el dibujo) con la pinza central, colocando el borde del cilindro encima de la célula fotoeléctrica de la bandeja de montaje (número 2 del dibujo). Se hace girar para localizar uno de los tres agujeros de la base del cilindro (el ajuste de sensibilidad debe ser tal que se pueda detectar el cambio de luz entre la base del cilindro y uno de los tres agujeros de la base del mismo) En el caso de fallar la detección del agujero de la base del cilindro, se para el robot mediante una orden de Stop. Para reiniciar el programa deberá pulsarse Start. ©Festo Didactic 5. Una vez detectado, se desplaza la pieza hacia la posición de ensamblado, y se corrige la posición del mismo para poder encajarlo en el pivote de la posición de montaje. 6. Encajado el cilindro, se realiza el montaje del émbolo y el muelle. 7. La tapa se recoge del cargador, se coloca en la bandeja de montaje, en el pivote 3, donde se hace girar para localizar el cierre. 8. La tapa se rosca con la pinza central. 9. El cilindro montado se coge con la pinza externa y se deposita en la rampa de salidas. 55 4.2.2.5 Programa 14: Montaje con estación Punzonado Modo de trabajo: estación coordinada con estación 6 A, Montaje y 8, Punzonado. Posiciones necesarias: P1, P2, P3, P14, P15, P16, P27, P29, P30, P99 Nombre del programa: 14.MB4 Es idéntico al programa 13, con la salvedad de que la tapa se recoge de la estación de punzonado. En Este programa se utiliza la corrección de la longitud de la herramienta (tool length), por lo cual debe modificarse este parámetro mediante la consola de control (véase apartado: Configuración de la brida) ©Festo Didactic 56 4.3 Precauciones Debido a la complejidad de movimientos requeridos para ejecutar la secuencia programada, se recomienda, antes de probar la estación: ©Festo Didactic - Retirar de la estación del robot los tubos utilizados como almacenes verticales en los programas 10 y 12. - Retirar hacia atrás (hasta que quede horizontal) el grupo de mantenimiento de la estación del robot. 57 - Retirar de la estación de Montaje el tubo utilizado como almacén de muelles y el tubo utilizado como almacén de tapas. - Verificar la colocación de la plataforma de intercambio para el punzón de recogida de tapas (véase la descripción de la posición 30 en el apartado correspondiente) ¡ IMPORTANTE ! La primera prueba de un programa de robot debe hacerse a velocidad muy reducida (parámetro OVERRIDE, OVR = 10% o menos) para verificar que los recorridos del robot están libres de obstáculos (Muy en especial el programa 14) Un punto muy importante es el comportamiento de la manguera que lleva la alimentación neumática y la fibra óptica de la pinza del robot. Debe revisarse periódicamente cada punto de sujeción del mismo y las posibles torceduras o situaciones de riesgo de enganche, tal como se muestra en la fotografía. ©Festo Didactic 58 5 Mantenimiento 5.1 Limpieza de la estación La estación de Distribución casi no necesita mantenimiento. Utilizar un cepillo o un paño que no se deshilache para realizar la limpieza de la estación y de sus componentes. Debería limpiarse lo siguiente a intervalos regulares: - Las lentes de los sensores ópticos y los reflectores catadióptricos Toda la estación No utilizar agentes de limpieza agresivos o abrasivos. ©Festo Didactic 59 5.2 Ajuste de los sensores Es conveniente revisar periódicamente los ajustes de los diferentes sensores que aparecen en las estaciones, pues suelen ser causa de la mayor parte de las averías (interrupciones de funcionamiento debidos a fallos de detección) 5.2.1 Sensores fotoeléctricos En las Estaciones se utilizan unos emisores-receptores ópticos para el diálogo entre éstas. emisor receptor Comprobar la alineación de los mismos (deben estar encarados a la hora de ensamblar las estaciones) El estado de la detección se puede verificar mediante unos pilotos integrados en el mismo sensor. ©Festo Didactic 60 En la Estación de Robot hay varios sensores de reflexión directa En la bandeja de entradas, y da información sobre la presencia de pieza En la pinza, para saber si la pieza es negra o no. En el Módulo de montaje, para determinar la orientación de la pieza Este tipo de fotocélulas se basa en la detección de la luz reflejada por el objeto a detectar. El ajuste se realiza mediante un tornillo situado en el cuerpo de la fotocélula (en un círculo, en la imagen) Utilice para el ajuste un destornillador miniatura (tornillo de ajuste en el módulo electrónico) Cuando la detección es correcta, se enciende el indicador luminoso. Se recomienda limpiar de forma periódica, CON UN PAÑO LIMPIO Y SECO, la óptica de los sensores y la superficie del catadióptrico. Podrían depositarse partículas de suciedad que originasen falsas detecciones. ©Festo Didactic 61 ©Festo Didactic 62 6Robot Mitsubishi RV2-AJ 6.1 6.1.1 Introducción General El diseño del Robot RV2-AJ lo hace ideal para aplicaciones donde no sobra el espacio y con movimiento de cargas de hasta 2 Kg de peso. Este robot tiene un alcance (con la pinza hacia abajo) de 410mm, y combina una velocidad máxima de 2,100mm/s con una repetibilidad de ±0.02mm. Los servomotores de corriente alterna, unidos a encoders de posición absolutos garantizan una fiabilidad y bajo mantenimiento que son difíciles de superar por un robot de estas características. Los encoders de posición absolutos permiten, además, apagar el robot en cualquier momento. Al conectar de nuevo la alimentación, podrá continuar trabajando desde la posición actual. 6.1.2 Conexiones El brazo del robot tiene integradas en su interior una serie de conductos que permiten la conexión de pinzas y ventosas neumáticas. También tiene integrado un conector para cuatro sensores, y la posibilidad de utilizar pinzas de accionamiento eléctrico. ©Festo Didactic 63 6.1.3 Controlador El controlador utilizado se basa en el mismo que utilizan los robots de mayores dimensiones de la marca, trabajando con las mismas posibilidades y, lo más importante, el mismo lenguaje de programación. El corazón del controlador es una CPU de 64 bit que permite la ejecución en paralelo de, hasta 32 programas en modo multitarea. Es decir, mientras se está moviendo puede recibir datos, activar o desactivar entradas y salidas, hacer cálculos, y 28 tareas más. 6.1.4 Comunicaciones Un puerto RS232 y 16 entradas y salidas digitales son el equipamiento de serie para comunicar el robot con el exterior. Es posible ampliar las señales a 240 entradas y 240 Salidas. Un adaptador permite comunicar el robot mediante red Ethernet (Protocolo TCP/IP), aprovechando las capacidades de transmisión que brinda este sistema de transmisión. Otra opción, la red CC-Link, de Mitsubishi, permite el intercambio rápido de datos, sobre todo entre el robot y un PLC. 6.1.5 Ampliación La posibilidad de adaptar módulos de expansión permiten expandir el alcance del robot de forma casi ilimitada al aumentar el número de grados de libertad. Por ejemplo, es posible montar el robot sobre un eje lineal que permita el acceso a múltiples posiciones de trabajo dentro de una célula de producción. ©Festo Didactic 64 6.2 Características del robot Modelo RV-2AJ Grados de libertad 5 Motores Detección de posición Servomotores AC ( Ejes J1, J3 y J5 con freno) Encoders absolutos Máxima carga (Kg) Longitud del brazo (mm) Alcance radial máximo (mm) Límites (grados) Velocidad máxima (grados/s) Velocidad máxima (mm/s) Repetibilidad (mm) Peso (Kg) Cableado Conexiones aire Instalación ©Festo Didactic 2 250+160 410 J1 J2 J3 ±150 180(-60~+120) 230 (-110~+120) J4 J5 J6 -±90 ±200 J1 J2 J3 180 90 135 J4 J5 J6 -180 210 2100 ±0.02 17 4 entradas (pinza) / 4 salidas (base) ø4mm x 4 en la base Suelo o techo 65 6.3 Características del controlador Modelo CR2-571 Control de recorrido Punto a punto, Continuo Ejes controlables CPU 6, simultáneos 64 bit RISC/DSP Funciones principales Interpolación indirecta y directa, interpolación en 3 dimensiones, paletizado, ramificación de programas, subrutinas, multitarea, etc. MELFA-BASIC IV y MoveMaster Teaching, Entrada manual de datos (MDI) 2,500 Lenguaje de programación Aprendizaje de posiciones Memoria Posiciones Entradas externas Pasos de programa 5,000 Programas 88 I/O Exclusivas Pinza Emergencia Interfases Puerta RS232C RS422 Ranura para pinza Expansión Robot I/O link ©Festo Didactic 16/16 (max. 240/240) Asignado por salida general (1"STOP" fijo) 4/0 (con opciones: 4/4) 1 1 1 (PC, visión, etc.) 1 (teaching box) 1 (pinza eléctrica y neumática) 0 ( 3 para ampliaciones) 1 66 6.4 Lenguaje de programación MELFA-BASIC IV Es el lenguaje utilizado por el controlador para la realización de programas. Las posibilidades de este lenguaje se escriben a continuación. 6.4.1 ©Festo Didactic Control de movimiento - Interpolación de ejes (MOV) El robot se mueve a la posición designada mediante interpolación de todos sus ejes. El camino seguido no se define. - Interpolación lineal (MVS) Se sigue una trayectoria rectilínea para ir de una posición a otra. - Interpolación circular (MVR) La trayectoria es circular mediante interpolación en tres dimensiones, y se determina mediante tres puntos. 67 ©Festo Didactic - Movimiento continuo (CNT) El brazo del robot se mueve entre las posiciones sin detener su movimiento. Podemos definir el arco que se describirá al cambiar de trayectoria para ir a la siguiente posición. - Control de Tiempo de aceleración/frenado y velocidad ACCEL: % respecto de la máxima permitida OVRD: Velocidad aplicada en todo el programa, en % JOVRD: Velocidad aplicada a la interpolación de ejes, en %. SPD: Velocidad de interpolación lineal y circular de la pinza en mm/s OADL: Aceleración/frenado óptimos - Confirmación de posición (FINE) Permite determinar la precisión de posicionado. - Control de recorrido (PREC) Podemos aumentar el control de recorrido para tener trayectorias más precisas. - Control de la pinza/herramienta (HOPEN, HCLOSE, TOOL) Para abrir, cerrar y determinar las dimensiones de la pinza utilizada. 68 6.4.2 Paletizado (DEF PLT, PLT) Funciones especificas para realizar operaciones de paletizado. 6.4.3 Control de programa Podemos controlar la evolución del programa mediante ramificaciones, interrupciones, subrutinas, etc. - Ramificaciones GOTO: ON GOTO: IF THEN ELSE: SELECT CASE : WAIT: ©Festo Didactic Salto incondicional a una línea Salto condicional Evaluación de condiciones Salto múltiple según condiciones Espera al valor definido de una variable - Repeticiones (FOR NEXT / WHILE WEND) Repetición de partes de programa mientras se cumplan las condiciones. - Interrupciones (ACT) Permite realizar acciones antes de que el robot termine de ejecutar una orden. - Subrutinas y Subprogramas (GOSUB CALLP) Podemos dividir el programa en módulos o subprogramas para mejorar el entendimiento del mismo y reducir el número de líneas. - Temporizadores (DLY) Retrasos en la ejecución de una orden o en la activación de salidas (pulsos) - Paro (HLT / END) Es posible detener el programa (el robot se para) en un punto y continuar después, o finalizar el ciclo y el programa. 69 6.4.4 Entradas y salidas Permiten interactuar al robot con su entorno, y realiza el control mediante otros elementos, tales como PLC’s. WAIT: CLR: Espera a que la señal de entrada alcance el valor deseado desactivación de señales de salida Se trabaja con variables de sistema (M_OUT, M_OUTB, M_OUTW, M_DOUT) 6.4.5 Comunicaciones Se puede realizar el intercambio de información con otros elementos tales como un ordenador (puerto serie, TCP/IP) OPEN: CLOSE : PRINT : INPUT: COM: 6.4.6 abre la línea de comunicación cierra la línea de comunicación envía datos en formato ASCII recibe datos en ASCII procesos de interrupción en la línea de comunicación. Expresiones y operaciones Se permite el uso de múltiples operadores aritméticos, de sustitución, de comparación y operaciones lógicas. Hay la posibilidad de realizar cálculos de posiciones relativas (multiplicación y suma de posiciones) Es posible también unir un proceso a una orden de movimiento (p.e. un BIT a “1” mientras dure un movimiento) ©Festo Didactic 70 6.5 Primeros pasos con el robot 6.5.1 Creación de un programa desde la botonera Primero hay que activar la botonera mediante el selector del frontal de la unidad de control (MODE TEACH), y mediante el selector de la botonera (ENABLE). ©Festo Didactic - En el menú de la Botonera, seleccionamos la opción: TEACH (Entrando el valor numérico, o mediante los cursores de las teclas: 13, 14, 15, 16) - Para validar, pulsamos la tecla INP/EXE (número 17 de la figura) 71 - En la pantalla que aparece entraremos el nombre del programa que vamos a crear: Para escribir y borrar caracteres, utilizaremos la combinación de teclas POS/CHAR y la que contenga el símbolo deseado (si hay más de uno, pulsar la tecla hasta que aparezca mientras mantenemos pulsada POS/CHAR) En este caso, la combinación permite borrar los el carácter situado a la izquierda del cursor. - Escrito el nombre del programa, lo validaremos mediante la tecla INP , apareciendo entonces la pantalla de edición de programa. - A continuación, mediante la tecla RPL/bajar, llevaremos el cursor hasta la línea de edición de programa. Vamos a escribir la línea: 10 MOV PWAIT - ©Festo Didactic Entramos el número de línea. 72 - y el comando de la misma: Entrando la primera letra, y pulsando dos veces la tecla POS/CHAR, aparece una lista de los comandos que empiezan por dicha letra. Basta pulsar el número de opción que interese (debe mantenerse pulsada POS/CHAR para tener la lista en pantalla y seleccionar la opción) ©Festo Didactic - Mediante la tecla POS/CHAR y las demás, escribimos el comando completo. - Para confirmar la línea de programa, pulsamos INP/EXE (la línea se acepta cuando la botonera emite tres pitidos) 73 6.5.2 Corrección de una línea de programa Debemos situarnos en la pantalla de edición de programa - Pulsamos la tecla RPL hasta que aparezca LINE NUMBER al pie de la pantalla. - Escribimos el número de línea (70) y pulsamos INP/EXE. Aparecerá la línea en cuestión. - ©Festo Didactic Para realizar cambios, hay que situarse encima de la línea de programa (aparece CODE EDIT) y mediante los cursores y combinaciones de teclas, realizar los cambios necesarios. Confirmar con INP/EXE, se oirán tres pitidos de confirmación. 74 6.5.3 Grabar una posición Para grabar una posición, desde la pantalla de edición, pulsar la tecla ADD o RPL mientras se mantiene pulsada la tecla POS. - Entramos el nombre de la posición (PGET en este caso) - Pulsamos INP , y la posición queda lista para grabar los datos. Pulsamos la tecla STEP y aparecen los valores de posición actuales. Sin soltar STEP, pulsamos ADD o RPL, y aparece un mensaje de confirmación: REPLACE? Pulsando otra vez ADD o RPL, los valores se graban (se oyen dos pitidos de confirmación) Para grabar los datos, pulsar la tecla MENU. - Si queremos volver a la pantalla de edición de comandos, hay que pulsar la tecla COND. ©Festo Didactic 75 6.5.4 Moverse a una posición Para llevar el brazo robot a una posición determinada, debemos colocarnos primero en la pantalla de coordenadas de posición (Véase el apartado anterior) Para mostrar una posición en la pantalla, hay dos maneras: 1. Entramos el número o nombre de la posición y pulsamos INP/EXE. Las coordenadas de la posición aparecerán en pantalla. 2. Pulsando las teclas FORWD y BACKWD podemos avanzar o retroceder en la lista de posiciones. Para movernos a la posición de la pantalla de la botonera, deberemos tener pulsado el interruptor “Hombre Muerto”, y las teclas STEP/MOVE y INP/EXE de forma simultánea. El movimiento se detendrá al llegar a la posición, o al soltar cualquiera de las teclas. ©Festo Didactic 76 6.5.5 Borrar una posición Solo se podrán borrar las posiciones que no se hagan servir dentro del programa. ©Festo Didactic - Desde la pantalla de edición, pulsar la tecla ADD o RPL mientras se mantiene pulsada la tecla POS. - Entramos el nombre de la posición (PGET en este caso) - Para borrar, pulsar simultáneamente las teclas STEP/MOVE y DEL. Pide confirmación. Pulsando de nuevo DEL (sin soltar STEP/MOVE ), se borran los datos de la posición. 77 6.5.6 Probar un programa Es posible probar la secuencia de un programa mediante la ejecución línea a línea (step) En el modo de edición de programa, si se pulsan simultáneamente las teclas FORWD o STEP y EXE, se ejecuta la línea de pantalla. Cuando termina, aparece la siguiente. Debe repetirse la secuencia de teclas cada línea de programa. Se podrán probar líneas de programa de forma aislada. Solo es necesario escribir el número de la línea que queremos ejecutar y pulsar INP. ©Festo Didactic 78 6.5.7 Funcionamiento en automático Antes de iniciar el modo automático, debemos fijar la velocidad de trabajo del robot, teniendo en cuenta que esta será: Velocidad de trabajo = velocidad controlador (o botonera) * velocidad programa En el controlador hay que pulsar el botón CHNG DISP hasta que aparezca la indicación de OVERRIDE: Cada vez que se pulse una de las teclas UP o DOWN, el porcentaje de velocidad cambiará: 10 – 20 –30 –40 – 50 – 60 – 70 – 80 – 90 – 100% Si el ajuste se hace desde la botonera, hay que mantener pulsadas las teclas STEP/MOVE y FORW o BACKW, según queramos aumentar o disminuir el porcentaje, respectivamente. A continuación, deshabilitamos la botonera Primero, en la botonera, giramos la llave a DISABLE En el controlador, giramos la llave a AUTO (Op) ©Festo Didactic 79 - Mediante el botón CHNG DISP, seleccionaremos el número de programa a ejecutar. - Cambiaremos el número con las teclas UP / DOWN - Al pulsar el botón START, el programa se ejecutará de forma continua. Si pulsamos END, se detendrá al final del ciclo Reanudará el programa al pulsar START de nuevo. El botón STOP detiene la ejecución del programa. START lo reanuda desde el mismo punto. ©Festo Didactic 80 6.5.8 Programa de ejemplo A continuación se muestra un programa para mostrar algunos de los comandos y posibilidades más importantes del lenguaje de programación MELFA-IV, utilizado por los robots de Mitsubishi. El programa realiza un intercambio de piezas en una zona de paletizado y, a continuación, verifica las mismas con una punta de prueba. La distribución de elementos es la que muestra la fotografía. P1 P5 P3 En el CD de documentación se encuentran dos secuencias de video (prg01_a y prg01_b) dentro de la carpeta de la estación del robot, que muestran el desarrollo del programa. ©Festo Didactic 81 El listado de programa: - Podemos dar nombres a las posiciones y trabajar de esta manera con sus nombres simbólicos. 90 DEF POS OSPIEZA 'Offset altura para coger piezas 100 DEF POS OSPUNTA 'Offset de altura para coger la punta 110 DEF POS OSTEST 'Offset de altura para verificar pieza 120 '--130 OSPIEZA=(+0.00,+0.00,+40.00,+0.00,+0.00)'Corrección altura 140 OSPUNTA=(+0.00,+0.00,+70.00,+0.00,+0.00)'Corrección altura 150 OSTEST=(+0.00,+0.00,+40.00,+0.00,+0.00)'Corrección altura 160 '— - Podemos dar nombres simbólicos a variables internas 170 'Definición de variables internas 180 DEF INTE VLENTA 190 DEF INTE VRAPIDA 200 DEF INTE TPINZA 210 '--220 VLENTA%= 20 230 VRAPIDA%= 100 240 TPINZA%= 0.3 250 '--260 HOPEN 1 - ' Abre pinza Hay comandos de control de velocidad específicos para movimientos rectilíneos (MVS) 270 SPD VRAPIDA% - por articulaciones, etc. 280 JOVRD VLENTA% 'velocidad interpolación ejes 290 MOV P11 ' ir a posición de espera 300 JOVRD M_NJOVRD 310 DLY 2 'velocidad interpolación ejes, normal 'espera 2 segundos - Movimientos continuos con posibilidad de fijar el grado de aproximación a las posiciones intermedias (redondeo en cambios de trayectoria) 320 CNT 1,1,1 'interpolación de trayectorias - Hacer operaciones con símbolos y valores numéricos 330 ' ir a posicion 1 sobre pieza 340 MOV P1+OSPIEZA 350 MVS P1 ©Festo Didactic 82 360 DLY TPINZA% 370 HCLOSE 1 380 DLY TPINZA% 390 MVS P1+OSPIEZA 400 ' ir a posición 5 y dejar pieza 410 MOV P5+OSPIEZA 420 MVS P5 430 DLY TPINZA% 440 HOPEN 1 450 DLY TPINZA% 460 MVS P5+OSPIEZA 470 ' ir a posición 3 y coger pieza 480 MOV P3+OSPIEZA 490 MVS P3 500 DLY TPINZA% 510 HCLOSE 1 520 DLY TPINZA% 530 MVS P3+OSPIEZA 540 ' ir a posición 1 y dejar pieza 550 MOV P1+OSPIEZA 560 MVS P1 570 DLY TPINZA% 580 HOPEN 1 590 DLY TPINZA% 600 MVS P1+OSPIEZA 610 ' ir a posición 5 y coger pieza 620 MOV P5+OSPIEZA 630 MVS P5 640 DLY TPINZA% 650 HCLOSE 1 660 DLY TPINZA% 670 MVS P5+OSPIEZA 680 ' ir a posición 3 y dejar pieza 690 MOV P3+OSPIEZA 700 MVS P3 710 DLY TPINZA% 720 HOPEN 1 730 DLY TPINZA% 740 MVS P3+OSPIEZA 750 CNT 0 760 ' ir a por la punta 770 JOVRD VLENTA% 'para MOV 780 SPD VLENTA% 790 MOV P12 'para MVS 800 MOV P10+OSPUNTA 810 MVS P10 820 DLY TPINZA% 830 HCLOSE 1 840 DLY TPINZA% 850 MVS P10+OSPUNTA ©Festo Didactic 83 860 MOV P12 870 'PROBAR PIEZA POS 1 880 CNT 1,5,5 'cambio de trayectoria interpolado 890 MOV P21+OSTEST 900 MVS P21 910 DLY TPINZA% 920 SPD VRAPIDA% 930 MVS P21+OSTEST - Trabajo con Subrutinas 940 GOSUB *SACUDE 960 'PROBAR PIEZA POS 3 970 MOV P23+OSTEST 980 SPD VLENTA% 990 MVS P23 1000 DLY TPINZA% 1010 SPD VRAPIDA% 1020 MVS P23+OSTEST 1030 ' dejar la punta 1040 MOV P12 1050 CNT 0 1060 MOV P10+OSPUNTA 1070 JOVRD M_NJOVRD 1080 SPD VLENTA% 1090 MVS P10 1100 DLY TPINZA% 1110 HOPEN 1 1120 DLY TPINZA% 1130 MOV P10+OSPUNTA 1140 MOV P11 1150 END 1160 *SACUDE 1170 JOVRD M_NJOVRD - 'velocidad interpolación ejes, normal Trabajo con variables de memoria 1180 M_10#=0 1190 CNT 1 - Bucles para tareas repetitivas 1200 WHILE (M_10#<10) - Operaciones aritméticas 1210 M_10#=M_10#+1 1220 MOV P31 1230 MOV P41 ©Festo Didactic 84 1240 WEND 1250 CNT 0 1260 RETURN ©Festo Didactic 85 ©Festo Didactic 86 7Célula de Fabricación MPS-C 7.1 Descripción La Célula de Fabricación Flexible MPS-C está compuesta por una serie de estaciones de proceso que dan como resultado un producto acabado. Debido a su diseño, el número de estaciones y el orden de colocación de las mismas dentro de la Célula ofrece múltiples variantes. Mediante esta Célula obtenemos cilindros de simple efecto. Mientras que los muelles son de un solo tipo, hay una diferencia en las dimensiones de los émbolos utilizados: el diámetro del alojamiento del émbolo en las camisas negras es menor que en las rojas y metálicas. ©Festo Didactic 87 7.2 7.2.1 Las estaciones Estación 1 – Distribución Extracción de piezas de un almacén y suministro al proceso. 7.2.2 Estación 2 – Verificación Identificación de materiales por su composición o color y control de calidad mediante la medida de tamaño. ©Festo Didactic 88 7.2.3 Estación 3 – Proceso Transporte de material mediante una mesa rotativa, verificación del material y mecanizado del mismo. 7.2.4 Estación 4 – Manipulación Clasificación y Transferencia de piezas de una estación a otra. ©Festo Didactic 89 7.2.5 Estación 5 – Almacén Intermedio Almacenamiento intermedio de piezas para asegurar la continuidad del suministro ante fallos de línea de fabricación. 7.2.6 Estación 6 – Robot Montaje de componentes (émbolo, muelle y culata) en la pieza procesada (camisa de cilindro) ©Festo Didactic 90 7.2.7 Estación 6 A – Montaje Proporciona los elementos de montaje del cilindro (muelles, culatas y émbolos) a la estación del robot. ©Festo Didactic 91 7.2.8 Estación 7 – Clasificación Identificación y separación de piezas por color y material. 7.2.9 Estación 8 – Punzonado Hidráulico Mecanizado de culatas de cilindro con una prensa hidráulica, trabaja en combinación con la estación del robot. ©Festo Didactic 92 7.3 Montaje 7.3.1 Alimentaciones Las conexiones necesarias para poner en servicio cada estación son dos: 1. 2. Alimentación eléctrica (220V AC) Alimentación neumática con aire a 6 bar (recomendado) Las estaciones se alimentan con tensión de 24 V DC (máx. 5 A) a través de una fuente de alimentación. La alimentación de tensión a toda la estación se realiza a través de la placa de PLC mediante los cables de interconexión XMA y XMG. 7.3.2 Unión mecánica de las estaciones Se proporciona un sistema de fijaciones que permiten unir firmemente las estaciones de la Célula. El tipo de tuerca que utilizan estas fijaciones hace muy sencilla la operación de ensamblado: 1. 2. ©Festo Didactic Introducir la tuerca de tipo martillo dentro de la guía del panel de montaje. Girar para apretar, la tuerca encajará dentro de la ranura del panel. 93 Entre cada dos estaciones deben colocarse dos fijaciones, una en cada extremo de la mesa (delante y detrás), de manera que queden perfectamente alineadas. ©Festo Didactic 94 7.3.3 Orden de colocación Gracias a la concepción del sistema de control que gobierna las estaciones de la Célula de Fabricación Flexible, el orden de colocación puede variar según la estación. Esto proporciona multitud de combinaciones posibles a la hora de configurar la Célula. ©Festo Didactic 95 Algunas combinaciones posibles: - Versión reducida, con la estación de Distribución y la de Clasificación (números de estación: 1-7) - Ampliación con la estación de Verificación (números de estación: 1-2-7) ©Festo Didactic 96 - Ampliación con las estaciones de Proceso y Almacén Intermedio (números de estación: 1-2-3-4-7) - La estación Robot, junto con la de Montaje, permiten conseguir el producto acabado (números de estación: 6-6A) ©Festo Didactic 97 - Añadiendo las estaciones de Almacén Intermedio y de Clasificación (números de estación: 5-6-6A-7) - Toda la Célula de Fabricación Flexible MPS-C (números de estación: 1-2-3-4-5-66A-8-7). De esta manera se pueden añadir estaciones a la Célula, o cambiar su orden, teniendo únicamente en cuenta la evolución del material dentro del proceso productivo. ©Festo Didactic 98 7.4 Comunicaciones Esta estación puede comunicarse con la siguiente mediante: Enlace óptico: Mediante un emisor fotoeléctrico, situado en el lado de las entradas, la estación da permiso a la anterior para que le entregue una pieza. Mediante un receptor fotoeléctrico, situado en el lado de las salidas, la estación sabe si puede dejar salir la pieza procesada hacia la siguiente estación. ©Festo Didactic 99 ©Festo Didactic 100 8Fichas Técnicas En el CD-Rom se incluye información técnica sobre los diversos componentes que podemos encontrar en la estación. - ©Festo Didactic Electroválvula de 5/2 vías Cable de fibra óptica, sensor óptico de reflexión Racordaje Terminal de E/S Tubo de plástico Pinza paralela Clavija tipo zócalo con cable de conexión Sensor de proximidad, óptico, dispositivo de fibra óptica Sensor de proximidad, óptico, sensor receptor de haz de luz Sensor de proximidad, óptico, sensor emisor de haz de luz Unidad de mantenimiento Silenciador 101
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