DISEÑO DE CELDA ROBOTICA MARCA
WEST ARCO/ABB, PARA PROCESO DE
SOLDADURA POR ARCO, POR MEDIO
DEL SOFTWARE ROBOTSTUDIO ABB
April 12, 2011
MIGUEL ERNESTO ROMERO DUARTE Cod:20092283039
Índice
1. ROBOT INDUSTRIAL 3
1.1. Morfología del Brazo Articulado . . . 3
1.2. Brazo Robotico ABB IRB 1600ID . . . 3
1.2.1. Fiable . . . 4
1.2.2. Rápido . . . 4
1.2.3. Preciso . . . 4
1.2.4. Potente . . . 4
1.2.5. Versátil . . . 5
2. SOFTWARE DE SIMULACION ROBOT STUDIO 5 2.1. Herramientas . . . 6
3. PARAMETROS DE CINEMATICA DIRECTA 8 3.1. Parámetros de Denavity Hartenberg . . . 8
1. ROBOT INDUSTRIAL
Existen ciertas dicultades a la hora de establecer una denición formal de lo que es un robot industrial. La primera de ellas surge de la diferencia conceptual entre el mercado japonés y el euro-americano de lo que es un robot y lo que es un manipulador. Así, mientras que para los japoneses un robot industrial es cualquier dispositivo mecánico dotado de articulaciones móviles destinado a la manipulación, el mercado occidental es más restrictivo, exigiendo una mayor complejidad, sobre todo en lo relativo al control. En segundo lugar, y centrándose ya en el concepto occidental, aunque existe una idea común acerca de lo que es un robot industrial, no es fácil ponerse de acuerdo a la hora de establecer una denición formal. Además, la evolución de la robótica ha ido obligando a diferentes actualizaciones de su denición. La denición mas comúnmente aceptada posiblemente sea la de la Aso-ciación de Industrias Robóticas (RIA), según la cual:
Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable, ca-paz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas.
1.1. Morfología del Brazo Articulado
Robot industrial es Anatomía de un brazo Humano; brazo articulado conformado por cuerpo, brazo, codo y muñeca. Cadena cinemática abierta formada por eslabones interrelacionados mediante articulaciones. (ver Figura 1).
1.2. Brazo Robotico ABB IRB 1600ID
Robot dedicado a la Soldadura al arco En el IRB 1600ID (Integrated Dressing), todo el cableado y las mangueras del proceso de soldadura pasan por el interior del brazo superior del robot, haciendo de este robot, la herra-mienta perfecta para la soldadura al arco. El paquete de mangueras incluye todo lo necesario para las aplicaciones de soldadura al arco, incluyendo la potencia, hilo, gas y aire.
Figura 1: Morfologia
1.2.1. Fiable
Alta disponibilidad Los fallos en el cableado de procesos son una causa común de paradas de producción impredecibles. Con el IRB1600ID los fallos en el cableado se reducen al mínimo debido a que todo el cableado pasa a través del brazo superior facilitando la predicción de sus movimientos y en consecuencia aumentando su vida útil.
1.2.2. Rápido
Reducidos tiempos de ciclo Más rápido que cualquier otro robot de la competencia en su clase.
1.2.3. Preciso
Calidad uniforme de las piezas producidas La programación de soldadura al arco con robots convencionales es siempre arriesgada, debido principal-mente a los movimientos impredecibles de la manguera de proceso, los pro-gramadores tienen que utilizar su imaginación para asegurar que el cableado no colisionará con piezas y utillajes durante el proceso. Una repetibilidad extraordinaria (± 0,05mm) y una muy buena precisión en trayectoria.
1.2.4. Potente
Utilización Optima Capacidad de carga de 4Kg y un alcance máximo de 1.5m.
Figura 2: Locomocion
1.2.5. Versátil
Accesibilidad incrementada La integración del cableado y mangueras per-miten que el robot sea de menor tamaño. Esto extiende el área de trabajo real del robot, un factor crucial al soldar en utillajes con una geometría com-pleja. También elimina el riesgo de dañar el cableado y mangueras en caso de la colisión con el utillaje.
2. SOFTWARE DE SIMULACION ROBOT
STU-DIO
! Programar oine con la Tecnología de Robot Virtual (VRT) es como tener el robot real en el PC ½
La programación oine es la mejor forma de aumentar la rentabilidad de la inversión en sistemas de robots. La simulación de ABB y el software de programación oine RobotStudio permiten programar los robots en un PC sin necesidad de parar la producción. También se pueden preparar los programas de los robots anticipadamente, lo que implica un aumento de la productividad.
RobotStudio aporta herramientas que aumentan la rentabilidad del sis-tema de robots, pues permite realizar tareas tales como formación, progra-mación y optimización de programas sin alterar la producción. Esto añade muchas ventajas, entre ellas:
Reducción de riesgos Arranques más rápidos Menor tiempo para modi-caciones Aumento de la productividad
archivos de conguración idénticos a los que se emplean en la fábrica.
2.1. Herramientas
Importar CAD
RobotStudio puede importar fácilmente datos de la mayoría de formatos CAD incluyendo IGES, STEP, VRML, VDAFS, ACIS y CATIA. Trabajan-do con estos datos muy exactos, el sistema permite al programaTrabajan-dor generar programas de robot más precisos, lo que implica una alta calidad de la pro-ducción.
AutoPath
Es una de las características del RobotStudio que permiten ahorrar tiempo. Usando un modelo CAD de la pieza que debe procesarse, es posible generar automáticamente las posiciones del robot que se necesitan para seguir una curva en unos minutos, que de otra forma se necesitarían horas o días.
Editor de Programas
El editor de programas (ProgramMaker) genera los programas del robot pro-gramas y le ayuda a desarrollar y mantener los propro-gramas del robot oine en un entorno Windows. El tiempo de programación se reduce drásticamente y se mejora la estructura del programa.
Optimización de trayectoria
RobotStudio puede detectar automáticamente y avisar cuando un programa incluye movimientos cerca de una singularidad, para que se tomen las medidas pertinentes para evitar estas situaciones. El Monitor de Simulación es una herramienta visual para la optimización de los movimientos del robot. Unas líneas rojas indican que posiciones se deben modicar para que el robot se mueva de la manera más efectiva. Es posible optimizar la velocidad del TCP, aceleración, singularidades o ejes para reducir el tiempo de ciclo.
Autoreach
Autoreach automáticamente analiza el alcance y es una práctica caracterís-tica y que basta que mueva el robot o la pieza de trabajo para vericar que se pueden alcanzar todas las posiciones. Esto permite que se pueda validar y optimizar el layout de la célula de trabajo en pocos minutos.
Unidad de Programación Virtual
Es una representación gráca de la unidad de programación real asociada al VirtualRobot. Esencialmente, cualquier cosa que se puede hacer con la unidad de programación real, también se puede hacer con la virtual lo que transforma a la Unidad de Programación Virtual en una herramienta muy útil para la formación.
Tablas de Eventos
Esto es una herramienta ideal para vericar la estructura del programa y la lógica. Cuando se ejecuta el programa, se puede visualizar los estados de las E/S de su célula de trabajo. Las E/S se pueden conectar a los eventos de simulación permitiendo la simulación del robot y de todo el equipamiento de la célula de trabajo. Es una herramienta muy interesante para los trabajos de depuración.
Detección de Colisión
La detección de colisión previene costosas averías en sus equipos. Seleccionan-do los objetos que le interesen, RobotStudio automáticamente lo monitoriza y le indica si se produce alguna colisión durante la ejecución del programa.
Visual Basic for Applications (VBA)
Usar VBA para adaptar y ampliar la funcionalidad RobotStudio. VBA le per-mite crear potentes plu-in, macros o interfaces con el usuario personalizados para adaptarse a las necesidades del usuario. }
PowerPac's
ABB han utilizado VBA para diseñar aplicaciones por encima de RobotS-tudio para optimizarlo para aplicaciones especicas tales como soldadura al arco, plegadoras, soldadura por puntos, CalibWare (precisión absoluta), pin-tura.
3. PARAMETROS DE CINEMATICA
DIREC-TA
3.1. Parámetros de Denavity Hartenberg
Denavit-Hartenbergen 1955 un método matricial que permite establecer un sistema de coordenadas (Si) ligado a cada eslabón i de una cadena arti-culada, pudiéndose determinar a continuación las ecuaciones cinemáticas de la cadena completa.
Losparámetros de DH (i,di,ai,i) dependen únicamente de las caracterís-ticas geométricas de cada eslabón y de las articulaciones que le unen con el anterior y siguiente.
Oi Es el ángulo que forman los ejes Xi-1 y Xi medido en un plano per-pendicular al eje Zi-1, utilizando la regla de la mano derecha.
di Es la distancia a lo largo del eje Zi-1 desde el origen del sistema de coordenadas (i-1) - esimo hasta la intersección del eje Zi-1 con el eje Xi.
ai Es la distancia a lo largo del eje Xi que va desde la intersección del eje Zi-1 con el eje Xi hasta el origen del sistema i-esimo, en el caso de articula-ciones giratorias.
&i Es el ángulo de separación del eje Zi-1 y el eje Zi, medido en un plano perpendicular al ejeXi, utilizando la regla de la mano derecha.
Obtenidos los parámetros DH, el calculo de las relaciones entre los esla-bones del robot es inmediato; vienen dadas por las matrices A. La matriz T, expresara la orientación (submatriz(3x3)derotación) y posición (subma-triz(3x1) de traslación) del extremo del robot en función de sus coordenadas articulares.[?]
Referencias
[1] http://cevalladolid2.net/tecno/cyr_01/robotica/industrial.htm#denicion
[2] http://www.abb.com.mx/product/seitp327/df90f6fe2c1c64c125725100252d4d.aspx?productlanguage=es&country=mx&tabkey=5 [3] http://www.dii.unisi.it/~control/roboticaAR/robot.pd
