1.8 SISTEMAS DE COORDENADAS DEL ROBOT

Debemos seleccionar uno de cuatro sistema de coordenadas para referenciar el desplazamiento del Robot en modo manual, es decir

“el Robot se mueve con respecto a que”

Fig. 1.8.1 Sistemas de coordenadas específicas y de herramienta

1.- EL SISTEMA DE COORDENADAS ESPECÍFICAS  DE EJES.

En el cual cada eje puede ser desplazado de forma individual “positivo o negativo”

2.  EL SISTEMA DE COORDENADAS DE HERRAMIENTA

En él origen es la herramienta (efector final)

fig. 1.8.2 Sistemas de coordenadas de la pieza y universales

3.- EL SISTEMA DE COORDENADAS DE LA PIEZA

Se puede tomar el origen en la pieza que se trabaja

4.- EL SISTEMA DE COORDENADAS UNIVERSALES

Su origen se encuentra en la base del Robot

 

1.7 MOVIMIENTO MANUAL DE UN ROBOT

Un robot se puede moverse de manera manual ordenándolo desde el programador portátil de péndulo (3) el controlador (2) recibe las instrucciones y manda la alimentación eléctrica a los motores del Robot (3)

fig. 1.7.1 movimiento manual del  Robot

Para comunicarnos con el Robot debemos conocer la función del teclado y botones del programador portátil.

Por ejemplo para el Robot de la marca KUKA KR5sixx el orden que permitir el funcionamiento de modo manual seria.

 Desenclavar el botón de paro de emergencia, presionar el botón (verde) de poner en marcha (permite poder conectar los accionadores del Robot), colocar el interruptor de modo de servicio en manual, también debemos accionar cualquiera de las opciones de botón pulsador “Hombre muerto” 

Fig. 1.7.2 Botones que permiten  poner en marcha un Robot

Por ejemplo para ordenar los movimientos del Robot de la marca KUKA KR5sixx tenemos la opción  de mover cada uno de sus seis ejes de forma independiente. 

 Por medio de seis  teclas de desplazamiento una por cada eje.

Fig. 1.7.3  Teclas de movimiento de robot

También se puede obtener los movimientos  del robot por medio de la perilla  “space mouse”

Fig. 1.7.4 mov. con space mouse

1.6 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ROBOT

Cuatro Son  los componentes principales de  UN SISTEMA DE  UN ROBOT MANIPULADOR INDUSTRIAL

1.- EL ROBOT

2.- LA UNIDAD DE CONTROL

3.- LA UNIDAD MANUAL DE PROGRAMACIÓN

4.- LOS CABLES DE UNIÓN

    1.6.1. UNIDAD DE PROGRAMACIÒN

Para mover de manera manual un Robot existen las unidades portátiles de instrucción (Teach Pendant en inglés) 

Unidad de Programación Portátil para un Robot marca Mitsubishi

Unidad de Programación Portátil  para Robot marca KUKA

1.6.2 UNIDAD DE CONTROL

A la  UNIDAD DE CONTROL   También llamado CONTROLADOR (driver en inglés) le llegan las instrucciones de funcionamiento  introducidas por el ser humano utilizando la UNIDAD MANUAL DE PROGRAMACIÓN.

De la UNIDAD DE CONTROL  salen las ordenan de movimientos a  EL ROBOT

En el CONTROLADOR estas instrucciones  se guardan  para formar un programa (secuencia de instrucciones =ordenes de funcionamiento)   

La unidad de control realiza muchas y variadas funciones  como.

ordenar la alimentación eléctrica  a los motores   del  Robot

Funcionar con otros sistemas tales como celdas de fabricación. de manufactura integrada, mesas centrales de HMI (Interfaz Hombre Máquina) por citar algunos.

EL CONTROLADOR  cuenta también.

con tarjetas electrónicas para conectarse  a otros dispositivos como computadoras, PLC  (control lógico programable),

Tarjetas PROFIBUS (Deriva de las palabras PROcess FIeld BUS.) este campo de comunicación es utilizado como un protocolo (para estandarizar la conexión de los equipos) de varios fabricantes

conectores DEVICENET( es un protocolo de comunicación usado en la industria de la automatización para interconectar dispositivos de control (sensores, actuadores) para intercambio de datos)

conectores paralelos y seriales para comunicarse por computadora. 

DOS ROBOTS ALEMANES EN EL CONALEP DE GÓMEZ

o   El Robot  Manipulador KUKA KR 5 sixx  alimenta a 2 unidades de maquinado CNC (Control Numérico Computarizado) en el Centro Mexicano-Francés del CONALEP en Gómez Palacio, Dgo.  trabaja con gran exactitud, alcanzando una repetitividad de  ±0,02 mm.

La instalación  también cuenta con otro Robot en el área de “almacén inteligente” del Sistema Integral de Manufactura”   diseñado por la empresa mexicana DEDUTEL.

Pásenle  Muchachos

Presenta a los alumnos de la especialidad de MECATRONICA un panorama actualizado con tecnología de punta que complementara los importantes diseños que ya  ellos realizan.

Sorprendimos a los alumnos del 601 de Mecatrónica poniendo pruebas extremas un  Robot diseñado por ellos  

los Toñitos preocupados porque su Robot  requiere  re-diseño

Estos ROBOTS ALEMANES cuentan con Unidades de programación modernas  

El KCP (Panel de Control KUKA) es la unidad portátil de dialogo, control y programación de estos Robot 

Aquí los maestros compartiendo experiencias de control o como se dice “echándole montón” Ings. René Albores, Horacio Gutiérrez, Juan Antonio González, Sergio Elías Reyes y el Joven Sergio intentando con poco èxito ser parte del equipo.

Maestros "trabajando con gusto", ajustando las practicas pa´ no regarla frente a sus alumnos

o   

Concurso Interno de ROBOTS en CONALEP CMF

Con motivo de la primera generación de Técnicos en Mecatrónica del Centro Mexicano-Francés del CONALEP de Gómez Palacio Durango, el día 13 de junio del 2012 se llevo a cabo un concurso interno de.

 “CONSTRUCCIÓN Y PROGRAMACIÓN DE ROBOTS”

Compartimos estos recuerdos que marcaran el carácter de los alumnos del Ing. Juan Antonio González Gómez, al  demostrar sus habilidades y conocimientos frente a  un jurado selecto del sector industrial y universitario de la región  Integrado por: Ing. Sandra Nidia Chávez Balderas, Ing. Guillermo Lavín Reyes, Tec. Arturo Granillo Ramírez, Ing. Julio Antonio García López,  Ing. Raúl Jacobo Saucedo

Coordinando la parte logística del evento de manera sobresaliente la Lic. Laura Gabriela Guerrero Cano Jefe de proyecto de Formación Técnica.

El equipo ganador obtuvo  como premio principal el trofeo ANITEK

TROFEO ANITEK

Su diseño y construcción lo realizo el técnico Arturo Granillo Ramírez, ex alumno del Plantel  del departamento de ingeniería y diseño de ANITEK y donado por la gerencia de la empresa, El Ing. José Antonio Hernández Mata Gerente de  HM maquinados otorgo también una importante cantidad de libros de Robótica  y  la empresa PROPECSA del Ing. Jesús Emmanuel Palacios también sumo importantes obsequios.

Al término del evento fueron entregados los reconocimientos por el Ing. Miguel García Mesta Director del Plantel

El Lic. Oscar Parra  tuvo el detalle de realizar  un vídeo que se trasmitió a los asistentes mientras se realizaba el conteo de los resultados

Compartimos algunas imágenes de otro equipo participante 

El jurado evaluando la presentación de los alumnos 

1.5 MEDIO DE PROGRAMACIÓN DE UN ROBOT

Las computadoras son un excelente medio para programar y verificar el estado  que guarda nuestro Robot.

 para esto la computadora deberá contar con el programa (software) del PLC  (Controlador Lógico Programable) utilizado.

También se debe tener un cable especial para poder conectar el PLC a la computadora.

A esta parte física  de los componentes de la computadora  se le nombra hardware.

El hardware y software por encontrarse entre el operador y la maquina y poderse controlar y visualizar su funcionamiento recibe  el nombre de interfaz hombre máquina HMI (Human Machine Interface)  por sus siglas en inglés

 Figura 1.5.1 Interfaz Hombre-Máquina

1.4.- CONTROL Y PROGRAMACIÒN DE UN ROBOT NEUMATICO

1.4.1 Dispositivos de control y programación

Dada las características de un ROBOT

 (palabra que proviene del término checo robotnik que significa siervo)

 de  ser “un manipulador multifuncional y reprogramable” diseñado para mover piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos programables y variables que permitan llevar a cabo diversas tareas.

Deberá 

Un Robot de contar con  dispositivos de programación y control

La figura 1.4.1 COMPONENTES DE CONTROL                                                   DE UN ROBOT NEUMÁTICO

Los controladores lógicos programables PLC por sus siglas en inglés (Programmable Logic Controller) son dispositivos de control y programación, utilizados para los Robots Manipuladores.

Los controladores lógicos programables PLC por sus siglas en inglés

La figura Representa a un Robot en el que sus movimientos  son por  medio de  cilindros neumáticos (pistones), la posición de los vástagos de los cilindros,  se detecta por sensores.

Estas posiciones vástago extendido o contraído, dependerá de la alimentación eléctrica a los solenoides (bobinas) de las válvulas de aire de cada cilindro.

Estas “ electro-válvulas” se operan por medio de un PLC

En el PLC  se guardara las instrucciones de control y podrá repetirlas si las condiciones ordenadas se vuelven a presentan

1.3 ESTRUCTURAS BASICAS DE UN BRAZO ROBOTICO

Un Robot de “Estructura Cartesiana” puede tener  tres movimientos planos (PPP).

Figura 1.3.1 Brazo Robot de estructura cartesiana

Por lo que su espacio de trabajo  tendría forma de un  cubo

Figura 1.3.2 Espacio de trabajo de Robot de estructura cartesiana

Un Robot de “Estructura Cilíndrica” pudiera tener en su base un movimiento rotacional, por lo que sus movimientos serian rotacional, planar, planar (RPP).

Con estas condiciones el espacio de trabajo quedaría en forma de cilindro

Figura 1.3.3 Brazo Robot de estructura cilíndrica

Un Robot de “Estructura Esférica” tendría que tener dos movimientos de rotación y uno plano (RRP), así el espacio de trabajo seria esférico.

Figura 1.3.4 Brazo Robot de estructura esférica

Los Robot de “Estructura articulada” sus movimientos son  rotacionales (RRR)

Figura 1.3.5 Brazo Robot de estructura articulada

el cuerpo humano presenta  diversos movimientos articulares por ejemplo en cuello, cintura, rodilla etcétera.

En un robot de estructura articulada, se pueden ordenar varios movimientos al mismo tiempo para que en su extremo el efector final se desplace de forma lineal

1.2 GRADOS DE LIBERTAD DE UN ROBOT

Cuando se habla de los grados de libertad se refiere al movimiento de las piezas  en un espacio  tridimensional, como la  traslación en los tres ejes perpendiculares (adelante/atrás, izquierda/derecha, arriba/abajo),  la rotación en piezas cilíndricas o la combinación de movimientos anteriores.

Figura 1.2.1 movimientos

 ARTICULACIONES

El análisis de las articulaciones básicas nos permite identificar los grados de libertad es decir su capacidad de movimiento.

Figura 1.2.2 articulaciones básicas 

La rótula se considera que tiene 3 grados de libertad, ya que se puede mover en los 3 ejes cartesianos (x,y,z)

1.1 ESTRUCTURA DE LOS ROBOTS MANIPULADORES

La estructura de los robots manipuladores  son esencialmente brazos artificiales.

Figura 1.1 brazo manipulador

Las articulaciones  permiten movimientos relativos entre cada dos eslabones consecutivos.

Figura 1.1.2 articulación y eslabones

Los robots manipuladores suelen tener de seis a más grados de libertad.

En nuestro ejemplo tenemos  cinco grados de libertad es decir, cinco ejes numerados de A1 hasta A5.

 Los nombres de los movimientos reciben a la de su similar de las articulaciones humanas.

Figura 1.1.3 eje A1 movimiento de CINTURA

        eje A2 movimiento de HOMBRO

La numeración de los ejes  es de abajo hacia arriba

Figura 1.1.4 eje A3 movimiento de CODO

En la  muñeca para nuestro ejemplo tenemos  2 grados de libertad

Figura 1.1.5  ejes A4 y A5 movimientos de muñeca 1 y 2

En el extremo se encuentra la herramienta de trabajo  llamada “efector final”  por ejemplo

·       Elemento de sujeción; pinzas, tenazas etcétera  accionando su cierre y apertura  por medio de alguno de los sistemas. neumático (aire), hidráulico (aceite) , eléctrico (motor o solenoide)

·       Elemento de trabajo; pistola de pintar, terminales para soldar, llave herramienta etcétera

Figura 1.1.6 efector final

DIAGRAMA ELÉCTRICO DE CONTROL PARA AIRE ACONDICIONADO

Los aparatos de aire acondicionado “evaporativo” utilizados en el hogar o pequeños comercios, cuentan con 2 motores eléctricos

1.- Un motor eléctrico que proporciona la fuerza para mover el ventilador.

Este motor trabaja con 127 volts y son de  potencia no mayor a 1HP (Caballo de fuerza por sus siglas en ingles) y suelen tener 2 velocidades.

Por lo que el motor tiene TRES TERMINALES 

Es importante la identificación  de  estas terminales,

 En la caja de conexiones o en la tabla de datos suelen venir esta información.

 La letra C  se usa para la terminal común; la letra A para la velocidad alta; y la letra B para la velocidad baja.

2.- una motor pequeño DOS TERMINALES  para la bomba  que suministra de agua a las cortinas.

Un  aparato  de control de “6 posiciones” y 4 terminales es utilizado para conectar y desconectar estos 2 motores

Es importante que no olvidemos que las normas nos señalan que se interrumpen los conductores vivos y debe utilizarse cable con el aislante en color negro  en el diagrama es el que va en la terminal L1 del control, el otro conductor “neutro” debe ser de color blanco (no marcado en el diagrama para poder leerlo) debe conectarse al conductor común del motor y a una terminal de la bomba, deberán ir bien unidos  y aislados. Buscando proteger que esta conexión no entre en contacto con  el agua.

La forma en que trabaja las 6 posiciones del control viene en la siguiente tabla 

Si no contamos con la tapa  de posiciones y  no contamos con el diagrama; Podemos identificar  las 4 terminales y  las 6 posiciones, verificando la continuidad (x) entre ellas con un multímetro. 

En la tabla donde no hay continuidad es la posición apagado (1), 

L1 conecta con todas las demás es el común  donde va la línea viva, 

recordemos que el motor tiene 2  velocidades estas terminales no deben estar conectadas al mismo tiempo pondríamos el motor en corto circuito   ocurre con las terminales 1 y 3 cada una iría a una  terminal de velocidad  del motor

por lo que 2 es la bomba

posición	Terminales del control
	L1	1	2	3
1.-
2.-	X		X
3.-	X	X
4.-	X			X
5.-	X	X	X
6.-	X		X	X