Documentación y Programación de prácticas del brazo robotico de la celda de manufactura flexible de la UTP

Texto completo

(1)DOCUMENTACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE PRÁCTICAS DEL BRAZO ROBOTICO DE LA CELDA DE MANUFACTURA FLEXIBLE DE LA UTP. JUAN FERNANDO OSPINA DUQUE VICTOR ALFONSO VELEZ DUQUE. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGIAS ESCUELA DE TECNOLOGIA MECÁNICA PEREIRA 2007.

(2) DOCUMENTACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE PRÁCTICAS DEL BRAZO ROBOTICO DE LA CELDA DE MANUFACTURA FLEXIBLE DE LA UTP. JUAN FERNANDO OSPINA DUQUE VICTOR ALFONSO VELEZ DUQUE. DIRECTOR CARLOS ALBERTO BURITICA INGENIERO ELECTRICO. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGIAS ESCUELA DE TECNOLOGIA MECÁNICA PEREIRA 2007.

(3) Nota de aceptación:. Firma presidente del jurado. Firma del jurado. Pereira – Risaralda Octubre de 2007.

(4) AGRADECIMIENTOS Reconocimiento a las personas que de una u otra forma se hicieron participes en el desarrollo del trabajo de grado Documentación y Programación de Prácticas del Brazo Robótico de la Celda de Manufactura Flexible de la UTP. A la ingeniera Maria Elena Bernal y en especial al ingeniero Carlos Alberto Buriticá, director del proyecto. A las personas indirectas a nuestra tesis como los Ingenieros que nos impartieron respeto y sabiduría para nuestro crecimiento como personas de bien durante nuestra carrera, compañeros que nos dieron aliento y ejemplo con su trabajo y dedicación, a nuestros padres y personas afines a nuestras familias que creyeron en nosotros a pesar de las adversidades e inconvenientes que se nos presentaron en el transcurso de este camino. Como olvidar a Dios ente intangible que nos hace despertar cada día con la esperanza de que las cosas pueden salir bien, que nos mantuvo por este camino sin deslumbrarnos por las cosas vanas que se ven en nuestro diario gracias Dios por las personas que pusiste a nuestro lado para que todo saliera como debe gracias..

(5) CONTENIDO Pág. INTRODUCCION. 14. 1. MANUAL DE PROCEDIMIENTO DEL ROBOT.. 17. 1.1.. Introducción. 1.1.1 Conexiones 1.1.2 Comunicaciones 1.1.3 Ampliación 1.2 Características del robot. 19. 1.3 Controlador del robot. 19. 1.3.1 Características del controlador 1.3.2 Componentes del controlador 1.3.2 Funciones de las partes del controlador 1.4. botonera de mando (t/b). 23. 1.4.1 Partes del T/B 1.5 Distintas operaciones con el brazo robótico. 26. 1.5.1 Operación común de movimiento. 1.6. Lenguaje de programación melfa-basic iv. 1.6.1 Control de movimiento 1.6.2 Control de programa. 38.

(6) 1.6.3 Entradas y salidas 1.6.4 Comunicaciones 1.6.5 Expresiones y operaciones 1.6.6 COSIROP. Software de programación robot RV-2AJ 2. MANUAL DE SEGURIDAD PARA LA OPERACIÓN DEL ROBOT.. 45. 2.1 Recomendaciones. 45. 2.2 Seguridad Personal. 45. 2.3 Seguridad en la zona de trabajo. 46. 2.4 Seguridad en el robot. 47. 2.5 Seguridad en las herramientas. 49. 2.6 Seguridad eléctrica en la celda. 49. 3. MANUAL DE MANTENIMIENTO DEL ROBOT.. 52. 3.1 Inspección periódica. 55. 3.2 Mantenimiento y Procedimientos de la Inspección. 56. 3.3 La inspección, el mantenimiento y el reemplazo de la correa dentada 59 3.3.1 La inspección, mantenimiento y reemplazo de eje J2 3.3.2 La inspección, mantenimiento y reemplazo de eje J3 3.3.3 La inspección, mantenimiento y reemplazo del eje-J5. 3.3.4 Lubricación. 3.3.5 Sustituyendo la Batería de Reserva. 3.4 Mantenimiento de partes.. 70. 4. PRACTICAS BÁSICAS. 72. 5. CONCLUSIONES. 95.

(7) 6. RECOMENDACIONES. 96. 7. BIBLIOGRAFIA. 97.

(8) LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Características del robot RV-2AJ.. 19. Tabla 2. Características del controlador.. 20. Tabla 3. Respectivos rango y velocidad de giro en el robot.. 54. Tabla 4. Artículos de inspección.. 55. Tabla 5. Los artículos de inspección periódicos.. 56. Tabla 6. Cubiertas.. 60. Tabla 7. Lista de tornillos de instalación.. 60. Tabla 8. Especificaciones de la lubricación.. 68. Tabla 9. Lista de las partes consumibles.. 71. Tabla 10. Lista de piezas (repuestos).. 72. Tabla 11. Lista de piezas (repuesto) “opcional”.. 72.

(9) LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Robot RV-2AJ.. 17. Figura 2. Eje lineal.. 18. Figura 3. Elementos del controlador.. 21. Figura 4. Display.. 23. Figura 5. Partes del Teaching Box (T/B).. 24. Figura 6. Operación con XYZ.. 27. Figura 7. Operación con la herramienta.. 28. Figura 8. Operación XYZ del 3 eje.. 28. Figura 9. Operación de movimiento (CILINDRO).. 29. Figura 10. Movimiento del eje J1.. 30. Figura 11. Movimiento del eje J2.. 31. Figura 12. Movimiento del eje J3.. 32. Figura 13. Movimiento del eje J5 y J6.. 33. Figura 14. Movimientos XYZ.. 34. Figura 15. Movimiento de la herramienta en el sistema coordenado.. 36. Figura 16. Movimiento de la herramienta en los ejes 5 y 6.. 37. Figura 17. Movimiento en el sistema coordenado.. 39. Figura 18. Control de movimiento (MOV).. 40. Figura 19. Control de movimiento (MVS).. 40. Figura 20. Control de movimiento (MVR).. 41. Figura 21. Control de movimiento (CNT).. 42.

(10) Figura 22. Celda de manufactura flexible.. 52. Figura 23. Rotación de los ejes del robot.. 54. Figura 24. Estructura del brazo del Robot.. 58. Figura 25. Instalación/ retiro de las cubiertas.. 59. Figura 26. Inspección, mantenimiento y reemplazo de eje J2.. 61. Figura 27. Inspección, mantenimiento y reemplazo del eje J3.. 63. Figura 28. Inspección, mantenimiento y reemplazo del eje-J5.. 65. Figura 29. La tensión de la correas. 66. Figura 30. Puntos de lubricación.. 67. Figura 31. Reemplazando la batería.. 70. Figura 32. Movimientos P1 y P2.. 86.

(11) GLOSARIO ACRÓNIMO: tipo de sigla que se pronuncia como una palabra, ejemplo: o (bjeto) v (olante) n (o) i (dentificado). ASCII: (acrónimo inglés de American Standard Code for Information Interchange que quiere decir Código Estadounidense Estándar para el Intercambio de Información) es un código de caracteres basado en el alfabeto latino tal como se usa en inglés moderno y en otras lenguas occidentales. Fue creado en 1963 por el Comité Estadounidense de Estándares (ASA, conocido desde 1969 como el Instituto Estadounidense de Estándares Nacionales, o ANSI) evolución de los conjuntos de códigos utilizados entonces en telegrafía. Más tarde, en 1967, se incluyeron las minúsculas, y se redefinieron algunos códigos de control para formar el código conocido como US-ASCII. AUTOMATIZACION: es el uso de sistemas o elementos computarizados para controlar maquinarias y/o procesos industriales substituyendo a operadores humanos. BITS: unidad de medida de información equivalente a la elección entre dos posibilidades igualmente probables. Un bit o dígito binario puede representar uno de estos dos valores, 0 ó 1. CELDA DE MANUFACTURA FLEXIBLE: sistema de manufactura flexible resulta de un nuevo enfoque de la producción que con la aplicación de la tecnología ha creado sistemas altamente automatizados .Es una filosofía de la producción que se basa en el control efectivo del flujo de materiales a través de una red de estaciones de trabajo muy versátiles y es compatible con diferentes grados de automatización esta integrado por máquinas herramientas enlazadas mediante un sistema de manejo de materiales automatizado operado automáticamente con tecnología convencional o al menos por un CNC (control numérico por computador). CNC: se considera de Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en inglés Computer Numerical Control) a todo dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas de forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas en tiempo real. CPU: la unidad central de procesamiento, CPU, o, simplemente, el procesador. Es el componente en una computadora digital que interpreta las instrucciones y procesa los datos contenidos en los programas de computadora DISPLAY: dispositivo de ciertos aparatos electrónicos, como los teléfonos y las calculadoras, destinado a la representación visual de información..

(12) ENCODER: un codificador rotatorio, también llamado codificador del eje, es un dispositivo electromecánico usado para convertir la posición angular de un eje a un código digital, lo que lo convierte en una clase de transductor. Estos dispositivos se utilizan en robótica, en lentes fotográficas de última generación, en dispositivos de entrada de ordenador (tales como el ratón y el Trackball), y en plataformas de radar rotatorias. Hay dos tipos principales: absoluto y relativo. El tipo absoluto produce un código digital único para cada ángulo distinto del eje. GRADOS DE LIBERTAD: La capacidad de un cuerpo aislado en el espacio de moverse libremente en esté, estos grados son definidos por los tres movimientos de translación y tres movimientos de rotación alrededor de los ejes coordenados. INTERPOLACIÓN: es usado comúnmente como método de investigación basándose en la analogía o en un procedimiento algorítmico, mediante el cual podemos rellenar los elementos que faltan de un conjunto. Es complementario de la extrapolación donde conocido un conjunto ampliamos su extensión por analogía de sus propiedades. NEUMÁTICA: la neumática es la tecnología que funciona con aire u otros gases, comprimiéndole para la transmisión de energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se comprime, mantiene esta compresión y devolverá la energía acumulada cuando se le permita expandirse, según la ley de los gases ideales. PLC: “Programmable logic controller” o Controlador lógico programable son dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial. Su historia se remonta a finales de la década de 1960 cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional. Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores. PROTOCOLO: se denomina protocolo a un conjunto de normas y/o procedimientos para la transmisión de datos que ha de ser observado por los dos extremos de un proceso comunicacional (emisor y receptor). Estos protocolos «gobiernan» formatos, modos de acceso, secuencias temporales, etc. PROTOCOLO TCP/IP: la familia de protocolos de Internet es un conjunto de protocolos de red que implementa la pila de protocolos en la que se basa.

(13) Internet y que permiten la transmisión de datos entre redes de computadoras. En ocasiones se la denomina conjunto de protocolos TCP/IP, en referencia a los dos protocolos más importantes que la componen: Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y Protocolo de Internet (IP), que fueron los dos primeros en definirse, y que son los más utilizados de la familia. RED CC-LINK: la conexión justa para cada aplicación Por medio de la red CCLink de MELSEC es posible un intercambio rápido de datos con los más diversos dispositivos. RED DE ETHERNET: es una tecnología de redes de computadoras de área local (LANs) basada en tramas de datos. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y refiere a las redes de área local. ROBOTICA: es una rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas repetitivas o peligrosas para el ser humano. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica, la electrónica y la informática. SERVOMOTORES: un servomotor (también llamado Servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente continua, que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición. Está conformado por un motor, una caja reductora y un circuito de control. Los servos se utilizan frecuentemente en sistemas de radio control y en robótica, pero su uso no está limitado a estos. Es posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de control del servo, conserva la fuerza, velocidad y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos. TOMA ELÉCTRICA MONOFÁSICA: se dice de la corriente eléctrica alterna que circula por dos conductores, y también de los aparatos que se alimentan con esta clase de corriente. TRACK: Es un elemento externo al robot que cuya función primordial es la de otorgar el movimiento de desplazamiento lateral mediante el uso de un riel guía. TRAMA DE DATOS: en redes una trama es una unidad de envío de datos..

(14) INTRODUCCION La celda de manufactura flexible ubicada en la Facultad de Ingeniería industrial ha sido desarrollada y producida exclusivamente con fines de formación profesional y continuada, en el campo de la automatización y las comunicaciones. La robótica, la visión artificial y sus aplicaciones, son hoy en día un campo de gran interés. Investigaciones en estos campos prometen desarrollos avanzados y novedades en muchos aspectos. Dichas aplicaciones de proyectos que combinan la robótica, la visión artificial, CNC, etc.Y los demás elementos que se utilizan en una celda de manufactura flexible son encontradas cada vez más en nuestros días y cada día son más interesantes y complicadas. La idea principal de este trabajo es la de generar diferentes manuales ya sea de funcionamiento, seguridad y práctica básicas, utilizando un robot manipulador de 5 grados de libertad. Dentro de las posibles aplicaciones se tienen por ejemplo: toma de material, soldar y/o dibujar. Teniendo en cuenta que el equipo se esta poniendo a prueba hay que ser muy cauteloso en su instalación pues el brazo se considera una parte muy importante de la celda de manufactura y el mal funcionamiento de este nos crea un problema mayor con la celda. Manipularlo si no se está totalmente seguro de lo que se va hacer puede causar una falla mas grave en el brazo. Por tratarse de un laboratorio nuevo que llegó a la universidad en el año 2006, no se tiene experiencia alguna de su operación. No se tiene prácticas programadas por lo tanto hay que documentar de acuerdo a la programación y operación para las diferentes practicas que se vayan hacer allí. Se documentó teóricamente sobre robótica de textos hallados en la red, sobre la robótica aplicada a CMF (celda de manufactura flexible), se consultó de laboratorios de CMF bien estructurados que se encuentren en funcionamiento. Con una información amplia sobre el robot y una experiencia adquirida por las prácticas sobre la forma de proceder correctamente, se crearon bajo nuestras directrices manuales para proceder correctamente con el robot bajo las normas de seguridad actuales. Con el robot en óptimo funcionamiento, se observarán cuales serán sus funciones primarías y con esto se elaborará un plan de mantenimiento adecuado para el mismo.. 14.

(15) Todo el tema documentado en las practicas queda bajo la norma ISO 90012000; redactado con un lenguaje sencillo parea que las personas entiendan, procedan y manipulen la tecnología que se encuentra en el laboratorio de manufactura flexible que se encuentra en la facultad de industrial de la UTP. JUSTIFICACION La Universidad Tecnológica de Pereira requiere que la enseñanza a sus estudiantes sea con tecnología de punta. Mediante estos laboratorios se pueden actualizar y complementar el currículo de algunas materias, con prácticas en la celda de manufactura flexible, como son: Producción. Manufactura flexible. Métodos y tiempos. Investigación de operaciones. Mantenimiento general Robótica. Mecanizado. Automatización y control. Programación C.N.C Mecatrónica Pueden enseñarse contenidos didácticos que cubran los siguientes temas: Mecánica - Montaje, ajuste y mantenimiento mecánico del brazo robótico. Neumática - Instalación de componentes neumáticos 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. OBJETIVO GENERAL. Documentar y programar prácticas con el brazo robótico del laboratorio de manufactura flexible de la Facultad de Ingeniería Industrial de la UTP.. 15.

(16) OBJETIVOS ESPECÍFICOS Documentar teoría de robótica aplicada al laboratorio. Elaborar el manual de operación del robot. Elaborar el manual de seguridad para la operación del robot. Elaborar el manual de mantenimiento general del robot. Elaborar prácticas básicas para los estudiantes de Ingenierías y Tecnologías Mecánica e Industrial. Elaborar la documentación bajo los requisitos de la norma ISO 9001:2000. 16.

(17) 1. MANUAL DE PROCEDIMIENTO ROBOT MITSUBISHI RV2-AJ 1.1 Introducción 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 2,1mm/s con una repetibilidad de ±0.02mm. Los servomotores de corriente alterna, unidos a encoders de posición absoluta garantizan una fiabilidad y bajo mantenimiento que son difíciles de superar por otros robots de similares características. FIGURA 1. Robot RV-2AJ.. Fuente: “LHUSURBIL, Robot RV2AJ”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6Funcionamiento.pdf Los encoders de posición absoluta permiten que, al apagar el robot en cualquier momento y reconectar de nuevo la alimentación, pueda continuar trabajando desde la posición actual.. 17.

(18) 1.1.1 Conexiones El brazo robot tiene integrados en su interior una serie de conductos que permiten la conexión de pinzas y ventosas neumáticas. También existe la posibilidad de utilizar pinzas de accionamiento eléctrico. 1.1.2 Comunicaciones Dispone de un puerto RS232 y de 16 entradas y salidas digitales que 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). Otra opción, la red CC-Link, de Mitsubishi, permite el intercambio rápido de datos, sobre todo entre el robot y un PLC. 1.1.3 Ampliación La posibilidad de adaptar módulos de expansión permite ampliar sus limites de movimiento al aumentar el número de grados de libertad. Por ejemplo, es posible montar el robot sobre un eje lineal (Track) que permita el acceso a múltiples posiciones de trabajo dentro de una celda. FIGURA 2. Eje lineal.. Fuente: “HUSURBIL, Robot RV2AJ”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6Funcionamiento.pdf. 18.

(19) 1.2 CARACTERÍSTICAS DEL ROBOT Tabla 1. Características del robot RV-2AJ. Modelo RV-2AJ Grados de libertad 5 Motores Servomotores AC( Ejes J1,J3 y J5 con freno) Detección de posición Encoders absolutos Máxima carga (Kg) 2 Longitud del brazo (mm) 250 Alcance radial máximo 410 (mm) Limites(grados) J1 ± 150 J2 180 (-60~+120) J3 230 (-110~+120) J4 -J5 ± 90 J6 ± 200 Velocidad máxima J1 180 (grados/s) J2 90 J3 135 J4 -J5 180 J6 210 Velocidad máxima 2100 (mm/s) Repetibilidad(mm) ± 0.02 Peso(Kg) 17 Cableado 4 entradas(pinza)/ 4 salidas(base) Conexiones aire Ø4mm x 4 en la base Instalación Suelo o techo Fuente: “LHUSURBIL, Robot RV2AJ”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6Funcionamiento.pdf 1.3 CONTROLADOR DEL ROBOT (CR2-571) En el controlador radica el sistema de control del Robot y también se conecta la botonera. 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.. 19.

(20) El corazón del controlador es una CPU de 64 bits 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. 1.3.1 Características del controlador Tabla 2. Características del controlador. Modelo CR2-571 Control del recorrido Punto a punto, Continuo Ejes controlables 6, simultáneos CPU 64 bit RISC/DSP Funciones principales Interpolación indirecta y directa, interpolación en 3 dimensiones, paletizado, ramificación de programas, subrutinas, multitarea, etc. Lenguaje de programación MELFA-BASIC IV y MoveMaster Aprendizaje de posiciones Teaching, Entrada manual de datos (MDI) Posiciones 2,500 2,500 Memoria. Entradas externas. Interfases. Pasos de programa Programas I/O Exclusivas Pinza Emergencia Puerta RS232C RS422 Ranura para pinza Expansión Robot I/O link. 5,000 88 16/16 (máx. 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. Fuente: “LHUSURBIL, Robot RV2AJ”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6Funcionamiento.pdf. 20.

(21) 1.3.2 Componentes del controlador A continuación se impartirá una familiarización con el controlador y sus mecanismos de manipulación. Figura 3. Elementos del controlador. Vista frontal. Fuente: “MEAU, Controlador”. http://www.meau.com/Files/BFP-A5992-M.PDF 1.3.3 Funciones de las partes del controlador La función de cada uno de los elementos del controlador es: 1) POWER: éste es el mecanismo de encendido y apagado tanto del teaching box (T/B) como del controlador. ON/OFF. 2) START: este botón pone en marcha el programa que se quiere ejecutar y activa el robot. Una vez iniciado el programa éste corre de forma continua hasta pulsar nuevamente. 3) STOP: este botón detiene el robot inmediatamente. 4) RESET: este botón resetea el sistema. Además, también reestablece la ejecución de un programa que se ha detenido y reestablece el mismo.. 21.

(22) 5) PARO DE EMERGENCIA: este botón detiene el robot cuando existe un estado de emergencia. Cuando se activa este botón el paro es general en todas las estaciones involucradas. 6) CONECTOR DEL TEACHING BOX: este botón es usado para conectar/desconectar el teaching box 7) CHNG DISP: este botón nos sirve para cambiar los detalles desplegados en el display en el orden de: “programa Nº” - “línea Nº” – “velocidad”, cuando se presenta un error en éstos, la advertencia sólo se hará notar cuando el botón este libre. 8) END: éste detiene el programa que se está ejecutando en la última línea. 9) SERVO ON: este botón activa el servo (el servo queda encendido). El LED permanece encendido de color verde mientras el servo esté en funcionamiento. 10) SERVO OFF: esté botón desactiva el servo (el servo queda apagado). El LED se muestra de color rojo mientras éste se encuentra apagado. 11) STATUS NUMBER (display panel): es un panel donde se puede observar el número del error, el número del programa y el porcentaje de velocidad. 12) CONEXIÓN DE TEACHING BOX: es un punto de conexión especializado que se utiliza para vincular el TEACHING BOX al controlador. 13) CONECTOR A PC: éste es un emisor-receptor de datos de especificación RS-232C para hacer la conexión entre el controlador y el PC. 14) INTERRUPTOR DE CAMBIO DE MODO: activa los diferentes modos de operación del robot, ya sea de modo manual o automático. AUTO (Op.): ubicando en esta posición el controlador quedará activado como único manipulador. TEACH: cuando este modo es seleccionado el T/B es activado, esto nos da a entender que las operaciones y los movimientos quedan restringidos para lo que se ordene desde el TEACHING BOX. AUTO (Ext.): eligiendo este modo quedara el PC activado como dispositivo propio de control para el brazo robot deshabilitando las anteriores.. 22.

(23) 15) UP/DOWN: estos botones funcionan como canal de desplazamiento (hacia arriba y abajo) en los diferentes pantallazos del display, además sirven para seleccionar la velocidad. A continuación se representa el alfabeto, como se visualiza en la display del controlador. Figura 4.Display. Fuente: “MEAU, Display-controlador”. http://www.meau.com/Files/BFP-A5992-M.PDF El display tiene cinco casillas pero en el momento de asignarle un nombre a un programa, siempre va a haber una casilla ocupada con el caracter “P”, esto reduce el espacio a cuatro para darle un nombre al evento que estamos creando, no se debe sobrepasar este limite pues no es posible correr un programa que posea más de cinco caracteres del panel de operación. 1.4 BOTONERA DE MANDO (T/B) También llamado teach pendant, se utiliza para determinar las posiciones del brazo robot. Para ayudar en la programación y para el control del robot, tiene integrado un visualizador LCD.. 23.

(24) Figura 5. Partes del Teaching Box (T/B).. (a)Vista Frontal. (b) Vistas trasera y lateral.. Fuente: “MEAU, Teaching pendant (T/B)”. http://www.meau.com/Files/BFP-A5992-M.PDF 1.4.1 Partes del T/B A continuación se describen las partes del T/B: 1) INTERRUPTOR [EMG. STOP]: es un botón que tiene como función la activación de los paros de emergencia, desenergizando la estación. Si este interruptor es presionado, el servo se apagará y el robot se detendrá inmediatamente sin importar si el teaching box está en modo enable/disable. Para cancelar este estado gire el interruptor en el sentido de las manecillas del reloj. 2) INTERRUPTOR [ENABLE/DISABLE]: es un interruptor que activa o desactiva el teach pendant como controlador principal del brazo robot. Para llevar a cabo operaciones usando el teaching box, el interruptor debe estar en la posición fijada para “ENABLE”. En este caso se habilitará el teaching box como manipulador del brazo deshabilitándose el manejo desde el panel de control o desde cualquier recurso externo. Para operar usando el panel de control o cualquier fuente externa, ajuste el interruptor en la posición “DISABLE”. 3) VISUALIZADOR LCD: en esta pantalla se muestra el contenido del. 24.

(25) programa que se está creando o ejecutando desde el Teaching Box, las funciones actuales del robot y los modos de operación del mismo. 4) DIFERENTES MODOS Jod Feed o “jog operation": Este término se refiere al modo de selección mediante el cual la posición del brazo robot es ajustada manualmente. [TOOL]. Esta tecla selecciona el modo de operación TOO JOG. [JOINT]. Esta tecla selecciona el modo de operación JOINT JOG. [XYZ]. Esta tecla selecciona los modos de operación XYZ JOG, 3-AXIS XYZ o CYLINDER JOG. 5) [MENU]: este botón retorna la pantalla del T/B a la pantalla inicial “MENU”. 6) [STOP]: al presionar este botón los programas que estén corriendo se detendrán. Esta tecla tiene la misma función del interruptor [STOP] ubicado en la parte frontal del controlador. 7) [STEP/MOVE]. Es una tecla que cumple dos funciones: junto con una de las doce teclas de operación (No 12 de la Fig. 5) hace posible generar un movimiento en el robot, cuyas características dependen del modo de operación en la que se encuentre el brazo robot – Además enciende el servo. 8) [+/FORWD]: es una tecla que combinada con [STEP/MOVE] aumenta la velocidad de desplazamiento del brazo robot, se realizan procedimientos de entrada de datos cuando esta tecla es presionada simultáneamente con la tecla [INP/EXE]. Sobre la pantalla del T/B, esta tecla saltará a la siguiente línea del programa que se esté visualizando en ella en ese momento. 9) [-/BACKWD]: las funciones; mostrar en el visualizador la ultima línea del programa que esta observando, cuando sea presionada de manera simultánea con la tecla [INP/EXE] el eje regresará a lo largo de la trayectoria de operación del robot y si se presiona simultáneamente con la tecla [STEP/MOVE] la velocidad de movimiento en el brazo se reducirá. 10) [COND]: esta tecla es usada para editar un programa y retornar al mismo. 11) [ERROR RESET]: esta tecla reseteará un estado de error cuando éste haya ocurrido. Cuando se presione simultáneamente con la tecla [INP/EXE], el programa se reseteará. 12) PANEL DE CONTROL (12 teclas desde [-X (J1) hasta +C (J6)]: éstas son denominadas de operación. Cuando se tiene seleccionado el modo de operación JOINT, cada eje rotará, mientras que si se selecciona el modo XYZ el robot se moverá a lo largo de cada sistema de coordenadas. Estas. 25.

(26) teclas también son usadas para la entrada de datos numéricos como cuando se selecciona una opción del menú. 13) [ADD ]: mueve el cursor hacia adelante. Ésta también permite agregar o corregir datos de posiciones, presionando esta tecla simultáneamente con la tecla [STEP] sobre la posición a corregir del programa. 14) [RPL ]: mueve el cursor hacia atrás. Ésta también permite observar la próxima pantalla después de la actual sobre la pantalla de edición de datos al ser presionada simultáneamente con la tecla [STEP]. 15) [DEL ]: esta tecla borra los datos de posición. Ésta también permite mover el cursor hacia la izquierda. 16) [HAND ]: cuando esta tecla es presionada simultáneamente con las [+C (J6)] - [-C (J6)] pone en operación las pinzas o los dedos del brazo. Con la tecla [+C (J6)] se abre la pinza, mientras que con la tecla [-C (J6)] se cierra la pinza. Esta tecla también mueve el cursor hacia la derecha. 17) [INP/EXE]: esta tecla permite entrar al programa y confirmar un procedimiento. 18) [POS CHAR]: esta tecla es usada para mostrar la pantalla de edición de posición. Para escribir caracteres y símbolos, utilizaremos la combinación de teclas POS/CHAR y la que tenga el símbolo deseado. 19) INTERRUPTOR DEADMAN: está en la parte posterior del T/B, es un interruptor llamado “Hombre Muerto”. Al presionar ligeramente este interruptor el servo se activará (ON) y funcionará correctamente. Si este interruptor se suelta o se presiona con excesiva fuerza, el servo se detendrá (OFF). 20) CONTRAST (switch): es para manejar el brillo, contraste y luz del display del T/B. 1.5 DISTINTAS OPERACIONES CON EL BRAZO ROBÓTICO En esta sección, se describirá como el robot puede ser movido manualmente usando el T/B para hacer las diferentes operaciones. La manipulación del robot se conoce como “jog operation". Esta operación incluye el movimiento común, el cual mueve cada eje del robot, el movimiento de la herramienta (pinza neumática) en “XYZ” a lo largo de su sistema coordenado y el movimiento del cilindro (J1) a lo largo del arco circular. Este movimiento se realizará solamente si se encuentra. 26.

(27) suavemente presionado el interruptor deadman (19) que se encuentra en la parte posterior del T/B. ¡¡ PRECAUCIÓN!! El robot se moverá durante esta operación. Cerciórese de que no haya operadores cerca del robot y que no haya obstáculos, tales como herramientas en el entorno de operación del robot. Para parar inmediatamente el robot, suelte el interruptor deadman en la parte posterior del T/B. La energía del servo estará apagada, y el robot parará. La máquina también parará si el interruptor [EMG.STOP] (interruptor de paro de emergencia) en el frente del T/B o el interruptor [EMG.STOP] (parada de emergencia) en el frente del controlador se presionan. A continuación se mostrará por medio de gráficos las diferentes operaciones que se pueden realizar usando el Teaching box (T/B). Figura 6. Operación con XYZ.. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF. 27.

(28) Figura 7. Operación con la herramienta.. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Figura 8. Operación XYZ del 3 eje.. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF. 28.

(29) Figura 9. Operación de movimiento (CILINDRO).. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF 1.5.1 Operación común de movimiento. Seleccione el modo JOINT. Presione [MOVE] + [JOINT] para seleccionar el modo común. "JOINT" aparecerá en el lado izquierdo de la pantalla. Cada vez que [MOVE] + [+] se presionan, la velocidad de trabajo aumentará de orden LOW HIGH 3 5 10 30 50 70 100%. Cuando [MOVE] + [-] se presionan, la velocidad disminuirá. La velocidad actualmente fijada aparecerá en la parte superior derecha de la pantalla. Aquí fije la velocidad hasta el 10% para el trabajo.. 29.

(30) Movimiento eje J1. Figura 10. Movimiento del eje J1. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Cuando [MOVE] + [+X (J1)] se presionan, el eje J1 rotará en la dirección positiva. Cuando [MOVE] + [- X (J1)] se presionan, rotará en la dirección negativa.. 30.

(31) Movimiento eje J2. Figura 11. Movimiento del eje J2. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Cuando [MOVE] + [+Y (J2)] se presionan, el eje J2 rotará en la dirección positivo. Cuando [MOVE] + [- Y (J2)] se presionan, rotará en la dirección negativa.. 31.

(32) Movimiento eje J3. Figura 12. Movimiento del eje J3. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Cuando [MOVE] + [+Z (J3)] se presionan, el eje J3 rotará en la dirección positivo. Cuando [MOVE] + [- Z (J3)] se presionan, rotará en la dirección negativa.. 32.

(33) Ejes J5 y J6. Figura 13. Movimiento del eje J5 y J6. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Cuando [MOVE] + [+B (J5)] se presionan, el eje J5 rotará en la dirección positiva. Cuando [MOVE] + [- B (J5)] se presionan, rotará en la dirección negativa. Cuando [MOVE] + [+C (J6)] se presionan, el eje J6 rotará en la dirección positiva. Cuando [MOVE] + [- C (J6)] se presionan, rotará en la dirección negativa. Movimiento XYZ. - Seleccione el modo XYZ Presione [MOVE] + [XYZ] para seleccionar el modo XYZ. "XYZ" aparecerá en el lado izquierdo de la pantalla.. 33.

(34) Figura 14. Movimientos XYZ (a). Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Cuando [MOVE] + [+X (J1)] se presionan, la máquina se moverá a lo largo del eje de X en la dirección positiva del sistema coordenado de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- X (J1)] se presionan, se moverá a lo largo de la dirección negativa de este mismo sistema. Cuando [MOVE] + [+Y (J2)] se presionan, la máquina se moverá a lo largo del eje de Y en la dirección positiva del sistema coordenado de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- Y (J2)] se presionan, se moverá a lo largo de la dirección negativa de este mismo sistema. Cuando [MOVE] + [+Z (J3)] se presionan, la máquina se moverá a lo largo del eje de Z en la dirección positiva del sistema coordenado de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- Z (J3)] se presionan, se moverá a lo largo de la dirección negativa del mismo.. 34.

(35) (b). Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Cuando [MOVE] + [+A (J4)] se presionan, El eje de Z rotará en la dirección positiva del sistema coordenado de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- A (J4)] se presionan, rotará en la dirección negativa. Cuando [MOVE] + [+B (J5)] se presionan, El eje de Y rotará en la dirección positiva del sistema coordenado de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- B (J5)] se presionan, rotará en la dirección negativa. Cuando [MOVE] + [+B (J5)] se presionan, El eje de Y rotará en la dirección positiva del sistema coordenado de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- B (J5)] se presionan, rotará en la dirección negativa. Este método mostrado anteriormente parecerá más útil con otro tipo de herramienta, para este caso una pinza eléctrica.. 35.

(36) Movimiento de la herramienta. ! Seleccionando el modo TOOL Presione [MOVE] + [TOOL] para seleccionar el modo TOOL. "TOOL" aparecerá en el lado izquierdo de la pantalla. Figura 15. Movimiento de la herramienta en el sistema coordenado.. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Cuando [MOVE] + [+X (J1)] se presionan, la máquina se moverá a lo largo del eje de X en la dirección positiva del sistema coordenado de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- X (J1)] se presionan, se moverá a lo largo de la dirección negativa. Cuando [MOVE] + [+Y (J2)] se presionan, la máquina se moverá a lo largo del eje de Y en la dirección positiva del sistema coordenado de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- Y (J2)] se presionan, se moverá a lo largo de la dirección negativa.. 36.

(37) Cuando [MOVE] + [+Z (J3)] se presionan, la máquina se moverá a lo largo del eje de Z en la dirección positiva del sistema de la herramienta. Cuando [MOVE] + [- Z (J3)] se presionan, se moverá a lo largo de la dirección negativa. Figura 16. Movimiento de la herramienta en los ejes 5 y 6. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF. 37.

(38) Movimiento Eje 3 “XYZ”. Figura 8. Operación XYZ del 3 eje.. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF ! Seleccionando el XYZ. Presione [MOVE] + [XYZ], y después presione solamente [XYZ] .El "XYZ456" dominante, aparecerá en la parte superior izquierda de la pantalla.. 38.

(39) Movimiento a lo largo del sistema coordenado. Figura 17. Movimiento en el sistema coordenado.. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF 1.6 LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN MELFA-BASIC IV Es el lenguaje utilizado por el controlador para la realización de programas. Los métodos de operación de este lenguaje se describen a continuación. 1.6.1 Control de movimiento Interpolación de ejes (MOV) El robot se mueve a la posición designada mediante la interpolación de todos sus ejes. El camino seguido por el robot no es definido por el usuario, puesto que el robot realiza un análisis para tomar la ruta mas apropiada.. 39.

(40) Figura 18. Control de movimiento (MOV).. Fuente: “LHUSURBIL, Control de movimiento”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6Funcionamiento.pdf Interpolación lineal (MVS) Se sigue una trayectoria rectilínea para ir de una posición a otra. Figura 19. Control de movimiento (MVS).. Fuente: “LHUSURBIL, Control de movimiento”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6Funcionamiento.pdf Interpolación circular (MVR) La trayectoria es circular mediante una interpolación en tres dimensiones, y se determina mediante tres puntos.. 40.

(41) Figura 20. Control de movimiento (MVR).. Fuente: “LHUSURBIL, Control de movimiento”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6Funcionamiento.pdf 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.. 41.

(42) Figura 21. Control de movimiento (CNT).. Fuente: “LHUSURBIL, Control de movimiento”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6Funcionamiento.pdf 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 una posición. 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. 1.6.2 Control de programa Podemos controlar la ejecución del programa mediante: ramificaciones, interrupciones, subrutinas, etc.. 42.

(43) Ramificaciones GOTO: ON GOTO: IF THEN ELSE: SELECT CASE: WAIT:. 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) Reutilización de partes del programa para evitar la digitación, 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. 1.6.3 Entradas y salidas Permiten interactuar al robot con su entorno y realiza el control mediante otros elementos, tales como son los PLC. WAIT: espera a que la señal de entrada alcance el valor deseado CLR: desactivación de señales de salida Se trabaja con variables de sistema (M_OUT, M_OUTB, M_OUTW, M_DOUT) 1.6.4 Comunicaciones Se puede realizar el intercambio de información con otros elementos tales como un ordenador (puerto serie, TCP/IP). 43.

(44) OPEN: abre la línea de comunicación CLOSE: cierra la línea de comunicación PRINT: envía datos en formato ASCII INPUT: recibe datos en formato ASCII COM: procesos de interrupción en la línea de comunicación 1.6.5 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. 1.6.6 COSIROP. Software de programación robot RV-2AJ Un potente lenguaje de programación de robots necesita igualmente un potente entorno de programación. COSIROP es el entorno de programación para todos los robots de Mitsubishi. Le permite crear programas para robots en pocos minutos usando los lenguajes de programación de robots MELFA BASIC IV o el MOVEMASTER COMMAND. Después de verificar y optimizar su programa usted puede transferirlo al robot con tan solo un par de clicks del ratón, mediante una eficiente red directa o conexión en serie entre un PC y el robot. Mientras los programas se están ejecutando usted puede monitorear y visualizar el robot con la ayuda de las amplias funciones de control y diagnóstico de COSIROP. La velocidad en tiempo real de los ejes y las corrientes de motor son mostradas de forma clara, junto con el estado de las entradas y salidas del robot. Las facilidades para monitoreo de los programas ejecutados por el controlador le permiten eliminar los errores de programación de forma rápida y fiable. COSIROP también proporciona herramientas para guardar programas y copiar los parámetros y configuraciones del robot. Otras funciones útiles: ! Función “teach-in online” para las posiciones del robot ! Visualización de la posición en una representación 3-D del robot ! Monitoreo de variables ! Ejecución de instrucciones online. 44.

(45) ! Diagnóstico de errores ! Editor de posiciones ! Manejo de proyectos. 45.

(46) 2. SEGURIDAD 2.1 Recomendaciones Se deben observar siempre las recomendaciones y normas fundamentales sobre seguridad. Cualquier persona que trabaje con la celda de manufactura flexible, debe observar con especial atención las recomendaciones de seguridad. Además, deben respetarse las normas de seguridad y regulaciones sobre prevención de accidentes, o las aplicadas localmente. El responsable del laboratorio se compromete a asegurar que la celda de manufactura flexible es utilizada solamente por personas que: - Estén familiarizadas con las normas básicas relacionadas con la seguridad operativa y prevención de accidentes. - Hayan recibido instrucciones en el manejo de la celda de manufactura flexible (Especialmente del brazo robótico). - Estén medianamente habituados a trabajar con normas de seguridad. " Precaución General Antes de proceder a la puesta en ceros, puesta en marcha, o mantenimiento de la Celda de Manufactura Flexible se debe estudiar y entender todas las instrucciones de seguridad, asignar exclusivamente personal cualificado, que conozca todas las funciones de la máquina para su operación o mantenimiento. Los operarios y personal de mantenimiento deben leer detenidamente, entender y cumplir todos los avisos e instrucciones montadas sobre la máquina. No pintar, modificar, ni borrar o retirar las etiquetas puestas en la máquina. Se deben sustituir todas aquellas placas que hayan quedado ilegibles.. 2.2 SEGURIDAD PERSONAL: Todo el personal que opere la celda de manufactura debe ser consciente de que los procedimientos diarios de seguridad son una parte vital de su trabajo. La prevención de accidentes debe ser uno de los principales objetivos del trabajo, independientemente de la actividad en cuestión.. 46.

(47) La seguridad en el laboratorio es responsabilidad de cada uno de los usuarios, deben tenerse en cuenta las siguientes recomendaciones: . No deben llevarse corbatas, pañuelos, guantes, vestidos sueltos, relojes, sortijas, collares, etc. a las proximidades de la máquina en movimiento. Proteger los cabellos largos con un gorro.. . Esta completamente prohibido fumar, comer, tomar bebidas y prender fósforos en cualquier área del laboratorio.. . Observar y cumplir las instrucciones de seguridad tales como “ALTA TENSIÓN”, “PELIGRO”, etc. En la zona de trabajo.. . Es importante tener las manos alejadas del punto de trabajo cuando la máquina esté en funcionamiento.. 2.3 SEGURIDAD EN LA ZONA DE TRABAJO . Se debe mantener siempre limpia la zona de trabajo. Las zonas con materias peligrosas como aceites, residuos o agua sobre el suelo pueden ser causas de caídas dando lugar a lesiones del personal.. . Asegurarse de que en la zona de trabajo no haya ningún tipo de obstrucciones peligrosas y ser consciente de las partes que sobresalen de la máquina.. . Mantener las zonas de trabajo ordenadas y limpias.. . Informar de las condiciones inseguras de trabajo o cualquier anomalía que se presente con la mayor brevedad posible al encargado del laboratorio.. . Una vez terminada la práctica es obligatorio dejar aseado el lugar de trabajo, así como todas las máquinas, elementos y herramientas.. . Las defensas, protecciones, barreras, cubiertas, y otros dispositivos de protección deben estar conectados o en posición antes de poner en funcionamiento la máquina.. 47.

(48) 2.4 SEGURIDAD EN EL ROBOT " Electricidad -. Las conexiones eléctricas deben establecerse y desconectarse sólo cuando la tensión principal esté cortada. " Neumática -. Verificar en el manómetro de que la presión no sobrepase los 8 bares (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 -. Observar que no haya ningún tipo de anomalía y si las hay informarle a la persona encargada del laboratorio.. -. No intervenir manualmente a no ser que la máquina se halle parada.. " Sistema robótico -. No tocar ninguna parte móvil del robot durante el funcionamiento.. -. No deje objetos dentro del área de operación del robot.. -. Cualquier intervención dentro del espacio operativo sólo debe hacerse tras haber cortado la tensión eléctrica.. -. No guardar el terminal de mano cerca del robot, si no está conectado al controlador, ya que el dispositivo de PARO DE EMERGENCIA no funcionaría.. 48.

(49) -. Tener en cuenta que si la pinza sostiene una pieza durante un PARO DE EMERGENCIA, ésta se caerá durante la función de restablecimiento (recorrido al origen).. -. La celda de manufactura flexible está diseñada 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 personas, o de causar daños a la máquina o a otros bienes materiales.. -. Reporte cualquier anomalía al instructor.. " Palanca LIVE-MAN Es un dispositivo mediante el cual podemos mover manualmente el robot, dispone de un dispositivo de seguridad, “hombre vivo” (live-man), el cual es necesario estar pulsando para que el robot funcione. Esta palanca se encuentra en un lateral del T/B y dispone de dos posiciones, el primero detecta que sé esta pulsando la palanca y el segundo detecta que sé esta pulsando demasiado fuerte; es decir, para poder mover el robot se debe pulsar esta palanca pero sin llegar al final de su recorrido. Si no pulsa esta palanca de seguridad o si se presiona demasiado saltarán los motores del robot con lo que habrá que volver a alinearlos.. " Control remoto del robot El robot se puede controlar de dos maneras, una mediante el Teach Pendant (programador) de una forma local, la otra de forma remota por medio del ordenador, el robot está diseñado de forma que cuando se utiliza una opción de control está desactivada la otra. " Dispositivos de protección y seguridad. Todas las estaciones se disponen de PARADAS DE EMERGENCIA para detener el proceso en cualquier momento con el fin de evitar accidentes. En el caso que se utilice el PARO DE EMERGENCIA, una vez superado el evento que motivó la parada, hay que asegurarse antes de volver a activar el mecanismo que no se vuelva a repetir la situación tomando las medidas oportunas. Además es conveniente retirar las piezas que se encuentren en mitad de un recorrido siempre que sea posible. Después de desenclavar la PARADA DE EMERGENCIA será necesario que los elementos vuelvan a sus posiciones iniciales.. 49.

(50) 2.5 SEGURIDAD DE LAS HERRAMIENTAS: . Las herramientas con aristas cortantes deben ser manipuladas utilizando guantes. Inspeccionar las herramientas cortantes antes de su utilización y descartar las herramientas defectuosas.. . Retirar de la máquina las herramientas manuales tales como llaves, equipo de medida, martillos, etc, después de ser utilizada.. . Las herramientas deben ser entregadas con la mano, nunca deben ser lanzadas.. . Las herramientas no deben estar colocadas indebidamente.. . En cada práctica se utilizará la herramienta adecuada, empleándola para la función que fue diseñada.. . Cada usuario comprobará el buen estado de las herramientas antes de usarlas. Será responsable de la conservación de las herramientas que él tenga encargadas, como también de las que utilice ocasionalmente. Deberá dar cuenta de los defectos que observe al monitor, quien las sustituirá si observa cualquier anomalía.. . En caso de duda sobre la utilización de determinada herramienta se pedirá la aclaración al coordinador o docente encargado antes de usarla.. . No se debe frenar o ralentizar nunca partes móviles de la máquina con la mano o con elementos improvisados.. 2.6 SEGURIDAD ELÉCTRICA EN LA CELDA . Todos los elementos de la celda necesitan disponer de una toma eléctrica y otra neumática. Todos los tomas monofásicos conectados a 220V serán los siguientes: Toma eléctrica monofásica (protegida con línea a tierra) de 220V 50/60Hz Ordenador de control y gestión de la celda (dos tomas CPU y monitor). Fresadora Almacén (incluye cinta de transportadora) Estación de ensamble Cámara de visión Robot + track (una toma para los dos).. 50.

(51) . Las tomas neumáticas necesarias (con una presión de 6 Bares y una toma de 8 mm de diámetro) son las siguientes: Fresadora Almacén (incluye cinta transportadora y estación de montaje) Robot + track (una toma para los dos).. Se recomienda que un electricista estudie y comprenda los esquemas eléctricos antes de conectar la máquina a la fuente de alimentación. Después de conectada la máquina, comprobar que funcionan correctamente todos los aspectos del sistema eléctrico. Comprobar también que la máquina se encuentra conectada a tierra de la forma apropiada. Asegúrese de que todos los sistemas eléctricos expuestos disponen de las cubiertas adecuadas. Poner los interruptores selectores en desenergizado (OFF) o neutro (desenclavados). La puerta de armario eléctrico principal debe estar cerrada y el interruptor principal debe estar en posición de OFF después de realizada la conexión eléctrica. . Se debe bloquear, también, el dispositivo de desconexión principal en la posición OFF si se deja sola la máquina.. . NO efectuar conexiones que circunden (bypass) los dispositivos de seguridad.. ES RESPONSABILIDAD DEL USUARIO EL ESTAR SEGURO QUE LA MÁQUINA ESTA EN PERFECTAS CONDICIONES DE SEGURIDAD EN TODO MOMENTO Y QUE CUMPLA TAMBIEN TODAS LAS NORMAS DE SEGURIDAD Y MANTENIMIENTO APROPIADAS QUE SE INDICAN EN EL MANUAL DE MANEJO Y EN LOS AVISOS DE ADVERTENCIA E INSTRUCCIONES.. 51.

(52) Figura 22. Celda de manufactura flexible.. 52.

(53) 3. MANUAL DE MANTENIMIENTO DEL ROBOT Para mejorar el manejo en cualquier proceso de operación es importante que se tengan en cuenta los procedimientos de mantenimiento, pues con estos podemos aclarar y observar la materia aplicada al campo que éste involucra y por ende tener una comprensión básica de la misma. Es necesario reconocer y comprender el funcionamiento correcto de cada una de las partes que se necesitan para el trabajo preciso del robot, para aplicar correctamente el instructivo de mantenimiento. A continuación se mencionarán las partes importantes del robot y sus principales características, esto es con el fin de que en el momento de hacer una operación se pueda identificar con qué tipo de componente del robot se va a trabajar. -Robot Mitsubishi RV-2AJ: Repetibilidad: ± 0.02mm. Numero de ejes: 5ejes. Radio de acción: 410mm. Peso del brazo: 17 kg. Potencia consumida (máx.): 1000W. Capacidad de carga máxima: 2 kg. Motores: de AC con encoders absolutos en cada eje. Accionamiento de la pinza: neumático. Modos de movimiento: aprendizaje (teaching) y automático. Modos de coordenadas: Joint, Cylindrical, XYZ y Tool. -Controlador CR1-571 del robot mitsubishi: Soporte multimedia Memoria: 2500 posiciones, 5000 pasos de programa y 88 programas. Entradas: 16. Salidas: 16. Peso: 8 kg. Toma de aire: 6 Bar. Frecuencia: 50Hz Canales de comunicación: 1 canal RS232 Potencia consumida (máx.): 0,7KVA Programación: MELFA BASIC-IV y MoveMaster -Unidad Lineal (Track): Unidad lineal de husillo, controlada por un servomotor con encoder. Posiciones programadas: 28. Desplazamiento: 1500 mm. Par: 6 N*m. Detectores de seguridad para final de carrera.. 53.

(54) Servomotor: NSM042Z1 (Panasonic). Servocontrol: NSD043P1 (Panasonic). Potencia consumida (máx.): 400W Voltaje: 230 VAC ± 15%. Frecuencia: 50 o 60 Hz. -Conjunto Track-Robot: Dado que tanto el robot como su controlador y la unidad lineal forman un solo equipo. A continuación se darán algunas características técnicas del conjunto: Voltaje predefinido: 230 VAC±10% Peso: 100 kg Potencia consumida (máx.): 1500W Frecuencia: 50 o 60 Hz. Toma de aire: tubo de diámetro 8mm. Figura 23.Rotación de los ejes del robot.. Fuente:”MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Tabla 3. Respectivos rango y velocidad de giro en el robot. Eje (Joint) Rango de Giro Máxima velocidad 1 ±150° 180°/s 2 -60° a +120° 90°/s 3 -110° a +120° 135°/s 4 ±90° 180°/s 5 ±200° 210°/s. 54.

(55) Los procesos de mantenimiento y procedimientos de inspección, que deben ser realizados al robot durante su vida útil, son descritos en este capítulo para que el operador no tenga ningún inconveniente al realizarlos. Los tipos y métodos de reemplazo (sustitución) de partes (piezas) de bien consumible también son explicados. El mantenimiento y la revisión se dividen en inspecciones realizadas diariamente, y las inspecciones periódicas se realizan en intervalos establecidos. Realice siempre estas revisiones para evitar imprevistos, dar larga vida a la máquina y para garantizar la seguridad del operador. Tabla 4. Artículos de inspección. Procedimien Artículos de to (detalles). inspección Remedios. Revise estos artículos antes de encender 1 ¿Están flojos algunos de los cerrojos de instalación del robot? (visual) 2 ¿Está alguno de los tornillos de la cubierta flojos? (visual) 3 ¿Esta bien conectado el cable de la fuente de energía? (visual) 4 ¿Esta bien conectado el cable entre el robot y el regulador? (visual) 5 ¿Hay alguna grieta, objetos extraños u obstáculos sobre la cubierta del regulador y el robot? (visual) 6 ¿Se escapa alguna grasa del brazo del robot? (visual) 7 ¿Hay alguna anormalidad en el sistema neumático? ¿Hay alguna fuga de aire, obstrucción de desagüe o daño en la manguera? ¿La fuente de aire es normal? (visual). Apriete bien los cerrojos Apriete bien los tornillos Conéctelo bien Conéctelo bien Sustituya por una nueva pieza o tome medidas inmediatamente Después de limpiar, rellene con grasa Agote el drenaje, y remedie las fugas de aire(sustituya la pieza). 55.

(56) 3.1 Inspección periódica Lleve a cabo la inspección periódica con los procedimientos señalados, tabla presentada a continuación: Tabla 5.Los artículos de inspección periódicos (los detalles) Procedimiento Artículos de inspección Solución (detalles) Artículos de inspección mensual 1 ¿Están flojos los tornillos Apriete firmemente los del brazo del robot? tornillos. 2. Retire la cubierta de cada sección y revise los cables para ver si hay daños, adherencia o cualquier problema extraño. Artículos de la inspección trimestral 1 ¿La tensión de la correa esta normal?. Revise y erradique la causa del problema. Si la correa dentada esta floja o demasiado tensa, ajústela. Artículos de seis meses 1 ¿La fricción en los Si los dientes faltan o dientes de la correa hay demasiada fricción, dentada es severa? substituya la correa dentada. Artículos de inspección anual 1 Substituya la batería de reserva en el brazo del robot. Artículos de inspección de cada 2 años 1 Lubrique con grasa en Lubrique. los engranajes de reducción armónicos para cada eje.. 56.

(57) 3.2 Mantenimiento y Procedimientos de la Inspección El procedimiento para llevar a cabo el mantenimiento periódico y la inspección se describe en esta sección. Lea los volúmenes detenidamente y siga las instrucciones. (Nunca desmonte las partes no descritas en este manual.) ¡Advertencia! El origen del sistema de la máquina podría desviarse cuando se realizan algunos tipos de recambios. En la revisión de los datos " la posición y re-instrucción " serán requeridos. Este procedimiento es llevado a cabo por: Julián Dávila. Festo - Colombia Contacto Tel: 3107724435.. 57.

(58) FIGURA 24.Estructura del brazo del Robot.. Fuente: “MEAU, Robot 5 ejes”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF. 58.

(59) FIGURA 25. Instalación/ retiro de las cubiertas.. Fuente: “MEAU, Mantenimiento”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF. 59.

(60) Tabla 6. Cubiertas. No Los nombres de la tapa Cantidad 1 Cubierta de la caja del 1 conectador 2 Cubierta F del hombro 1 3 4 5 6. Cubierta B del hombro Cubierta del brazo del No. 1 Cubierta A de la muñeca Cubierta B de la muñeca. Observaciones La cubierta se une, y una buena limpieza según las especificaciones. 1 2 (1) (2). Tabla 7.Lista De Tornillos De Instalación. Nombre de tornillo Cantidad Pernos M3 x 10 23 (métrico de 3mm de diámetroníquel plateado) Los nombres de las cubiertas se dan en la tabla 6, y una lista de los tornillos de la instalación de la cubierta se da en la tabla 7. Hay algunas cubiertas que pueden ser difíciles de quitar debido a la postura del robot. En este caso, cambie la postura del robot, y después quite la cubierta. 3.3 La inspección, el mantenimiento y el reemplazo de la correa dentada. Este robot utiliza una correa dentada para el sistema del transporte de la impulsión del eje J5. Comparado con los engranajes y las cadenas, la correa dentada no requiere la lubricación y tiene un ruido bajo. Sin embargo, si el método de la tensión de uso de la correa es inadecuado, la vida útil del producto puede disminuir y el ruido podría ser generado. El envejecimiento óptimo para lograr el alargamiento deseado de la correa, y el ajuste de la tensión de la correa se han realizado antes del envío de la fábrica. Sin embargo, dependiendo de las condiciones de trabajo del robot, el alargamiento ocurrirá gradualmente sobre un periodo de tiempo. La tensión se debe confirmar durante la inspección periódica. La correa dentada se debe sustituir en los casos siguientes: (1) Período del reemplazo de la correa dentada: 6 meses (de trabajo continuo). La vida de la correa dentada es afectada en gran medida por las condiciones de trabajo del robot, así que una vida útil del sistema no puede ser dada. Sin embargo, si ocurren los síntomas siguientes, substituya la correa.. 60.

(61) a) cuando haya grietas en la base o en la parte posterior de los dientes de la correa. b) cuando la correa se amplía debido a la adherencia del aceite, etc. c) cuando los dientes de la correa están gastados (usan la mitad del ancho del diente del engranaje). d) cuando hay salto de los dientes de la correa debido al prolongado uso, y por lo tanto al desgaste de los mismos. e) cuando la correa se encaja a presión. ¡PRECAUCIÓN! Debido a la fabricación de la correa dentada, el desgaste inicial ocurrirá. Las virutas del desgaste pueden acumularse en la cubierta después de aproximadamente 300 horas de funcionar el robot, esto no es una avería. Si las virutas del desgaste aparecen pronto después de limpiarlas estando apagado, substituya la correa. ¡PRECAUCIÓN! Cuando se sustituyen las correas, el origen del sistema de la máquina puede desviarse debido a que los engranajes pueden ser movidos involuntariamente. En este caso, los datos de la posición deben ser ajustados para evitar cualquier accidente. 3.3.2 La inspección, mantenimiento y reemplazo de eje J2 FIGURA 26. Inspección, mantenimiento y reemplazo de eje J2.. Fuente: “MEAU, Mantenimiento”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Examinando la correa dentada del eje J2. 61.

(62) 1) Confirme que la energía del regulador del robot está apagada. 2) Refiérase a la Figura 25 “Instalación/quitar la cubierta”, y retire la cubierta del brazo, la No.1. 3) Confirme visualmente que los síntomas indicados en "(1) Período del reemplazo de la correa dentada "; no han ocurrido con la correa dentada. 4) Confirme que la tensión de la correa está ajustada para aflojarse aproximadamente 1.5mm cuándo el centro de la correa se presiona ligeramente con un dedo (aproximadamente 2N) según lo mostrado en la figura 29 “la tensión de las correas”. Ajustando la correa dentada del eje J2 1) Realice los pasos "1)" y "2)" indicados en " Examinando la correa dentada del eje J2”. 2) Afloje ligeramente los dos pernos de la rueda loca, imagen <1>. (No afloje demasiado.) 3) Mientras confirma la tensión de la correa dentada <2>, <3> mueva la rueda loca en la dirección “b” de la flecha mostrada en la figura. Muévase hasta que la correa se afloje aproximadamente 1.5mm mientras el centro de la correa se presiona ligeramente con un dedo (aproximadamente 2N). 4) La tensión de la correa aumentará cuando ésta es movida en la dirección de la flecha "a"; y disminuirá cuando ésta es movida en la dirección de la flecha "b". 5) Si la correa se afloja demasiado al ajustar la tensión, que la hace salir de las poleas, o si se desvía el contacto de los dientes de la correa y de las poleas, el origen del sistema de la máquina se desviará. <4>y <5>. 6) Después de ajustar, apriete con seguridad los dos pernos de la rueda loca imagen <1>.El ajuste incorrecto puede hacer que la correa se afloje con la vibración. Sustituir la correa dentada del eje J2 1) La figura 26 muestra los puntos clave para la realización de estos procedimientos, ajustar y sustituir la correa dentada. 2) Mueva la postura del robot con el teaching pendant de modo que el eje J2 entre en contacto con el tope mecánico. Los frenos del eje J2 deben ser liberados. 3) Se cerciora de que las poleas no se muevan mientras que substituyan la correa. 4) Si se desvía la relación de la polea <4>y <5> de la posición indicada, el punto de vista podría variar. 5) Las marcas en la correa dentada <2> y las poleas de sincronización <4>y <5>: marque con una pluma indeleble como lo mostrado en la figura 26 de modo que el contacto de la correa dentada y de las poleas de sincronización no se desvíen. 6) Afloje los dos pernos de la rueda loca, imagen <1>, y quite la correa.. 62.

(63) 7) Copie las marcas sobre la correa dentada nueva. Cerciórese de que ambas correas estén tensas al hacer las marcas. 8) Alinee la correa dentada nueva con las marcas en las poleas de sincronización <4>y<5>, e instale. 9) Refiérase a los pasos "3)" a "6)" para ajustar la tensión. 10) La posición podría desviarse después de que se substituya la correa. Confirme que no se ha desviado la posición. Si está desviada revise nuevamente esta sección con detenimiento y reajuste la posición al origen. 3.3.2 La inspección, mantenimiento y reemplazo de eje J3 FIGURA 27. Inspección, mantenimiento y reemplazo del eje J3.. Fuente: “MEAU, Mantenimiento”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF Inspección de la correa dentada del eje J3 1) Confirme que la energía del regulador del robot está apagada. 2) Refiérase a la Figura 25 “Instalación/quitar la cubierta”, y retire la cubierta del brazo, la No.1. 3) Confirme visualmente que los síntomas indicados en “(1) Período del reemplazo de la correa dentada”; no han ocurrido con la correa dentada. 4) Confirme que la tensión de la correa está ajustada para aflojarse aproximadamente. 1.6mm cuando el centro de la correa se presiona ligeramente con un dedo (aproximadamente 2N) según lo mostrado en la figura 29 “la tensión de las correas”. Ajustando la correa dentada del eje J3. 63.

(64) 1) Realice los pasos 1) y 2) indicados en " Inspección de la correa dentada del eje J2”. 2) Afloje ligeramente los dos pernos de la rueda loca, imagen <1>. (No afloje demasiado.) 3) Mientras que confirma la tensión de la correa dentada <3>, mueva la rueda loca en la dirección “b” de la flecha mostrada en la figura 27. Muévase hasta que la correa se afloje aproximadamente 1.6mm mientras el centro de la correa se presiona ligeramente con un dedo (aproximadamente 2N). 4) La tensión de la correa aumentará cuando ésta es movida en la dirección de la flecha "a"; y disminuirá cuando ésta es movida en la dirección de la flecha "b". 5) Si la correa se afloja demasiado al ajustar la tensión, que la hace salir de las poleas de sincronización, o si se desvía el contacto de los dientes de la correa y de la polea, el origen del sistema de la máquina se desviará <4>y <5>. 6) Después de ajustar, apriete firmemente los dos pernos de la rueda loca, imagen <1>. El ajuste incorrecto puede hacer que la correa se afloje con la vibración. Sustituir la correa dentada del eje J3 1) La figura 27 muestra los puntos clave para examinar, ajustar y sustituir la correa dentada. 2) Mueva la postura del robot con el teaching pendant de modo que el eje J2 entre en contacto con el tope mecánico. Los frenos del eje J2 deben ser liberados. 3) Cerciórese de que las poleas no se muevan mientras que substituyan la correa. 4) Si se desvía la relación de la polea <4>y <5>de la posición indicada, el punto de vista podría variar. 5) Las marcas en la correa dentada <2> y las poleas de sincronización <4>y <5>: marque con una pluma indeleble como lo mostrado en figura 27 de modo que el contacto de la correa dentada y de las poleas de sincronización no se desvíen. 6) Afloje los dos pernos de la rueda loca, imagen <1>, y quite la correa. 7) Copie las marcas sobre la correa dentada nueva. Cerciórese de que ambas correas estén tensas al hacer las marcas. 8) Alinee la correa dentada nueva con las marcas en las poleas de sincronización <4>y<5>, e instale. 9) Refiérase a los pasos "3)" a "6)" para ajustar la tensión. 10) La posición podría desviarse después de que se substituya la correa. Confirme que no se ha desviado la posición. Si está desviada revise nuevamente esta sección con detenimiento y reajuste la posición al origen.. 64.