documentaciÓn y programaciÓn de prÁcticas del brazo

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

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

Nota de aceptación:

Firma presidente del jurado

Firma del jurado

Pereira – Risaralda Octubre de 2007

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.

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 38 1.6.1 Control de movimiento

1.6.2 Control de programa

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

6. RECOMENDACIONES 96 7. BIBLIOGRAFIA 97

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

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 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

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

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.

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

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 CC-Link 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.

15

Todo el tema documentado en las practicas queda bajo la norma ISO 9001-2000; 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.

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

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/E6-Funcionamiento.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.

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/E6-Funcionamiento.pdf

19

1.2 CARACTERÍSTICAS DEL ROBOT

Tabla 1. Características del robot RV-2AJ. Modelo RV-2AJ

5 Servomotores AC( Ejes J1,J3 y J5 con

freno) Encoders absolutos

2 250

Grados de libertad Motores Detección de posición Máxima carga (Kg) Longitud del brazo (mm) Alcance radial máximo (mm)

410

J1 ± 150 J2 180 (-60~+120) J3 230 (-110~+120) J4 -- J5 ± 90

Limites(grados)

J6 ± 200 J1 180 J2 90 J3 135 J4 -- J5 180

Velocidad máxima (grados/s)

J6 210 Velocidad máxima (mm/s)

2100

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/E6-Funcionamiento.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.

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 CR2-571Control 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

Pasos de programa

5,000

Memoria

Programas 88 I/O 16/16 (máx. 240/240) Exclusivas Asignado por salida general

(1"STOP" fijo) Pinza 4/0 (con opciones: 4/4) Emergencia 1

Entradas externas

Puerta 1 RS232C 1 (PC, visión, etc.) RS422 1 (teaching box) Ranura para pinza

1 (pinza eléctrica y neumática)

Expansión 0 ( 3 para ampliaciones)

Interfases

Robot I/O link 1

Fuente: “LHUSURBIL, Robot RV2AJ”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6-Funcionamiento.pdf

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.

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.

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.

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

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

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

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

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.


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.

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.

31


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.

32


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.

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.

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.

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.

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.

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


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.

39

Movimiento a lo largo del sistema coordenado. Figura 17. Movimiento en el sistema coordenado.


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.

40

Figura 18. Control de movimiento (MOV).

Fuente: “LHUSURBIL, Control de movimiento”. http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6-Funcionamiento.pdf

Interpolación lineal (MVS) Se sigue una trayectoria rectilínea para ir de una posición a otra.

Figura 19. Control de movimiento (MVS).


Interpolación circular (MVR)

La trayectoria es circular mediante una interpolación en tres dimensiones, y se determina mediante tres puntos.

41

Figura 20. Control de movimiento (MVR).


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.

42

Figura 21. Control de movimiento (CNT).


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.

43

Ramificaciones GOTO: salto incondicional a una línea ON GOTO: salto condicional IF THEN ELSE: evaluación de condiciones SELECT CASE: salto múltiple según condiciones WAIT: 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)

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

45

! Diagnóstico de errores ! Editor de posiciones ! Manejo de proyectos

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.

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.

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.

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.

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).

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.

52

Figura 22. Celda de manufactura flexible.

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.

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

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.

Procedimiento

Artículos de inspección (detalles)

Remedios

Revise estos artículos antes de encender 1 ¿Están flojos algunos de los

cerrojos de instalación del robot? (visual)

Apriete bien los cerrojos

2 ¿Está alguno de los tornillos de la cubierta flojos? (visual)

Apriete bien los tornillos

3 ¿Esta bien conectado el cable de la fuente de energía? (visual)

Conéctelo bien

4 ¿Esta bien conectado el cable entre el robot y el regulador? (visual)

Conéctelo bien

5 ¿Hay alguna grieta, objetos extraños u obstáculos sobre la cubierta del regulador y el robot? (visual)

Sustituya por una nueva pieza o tome medidas inmediatamente

6 ¿Se escapa alguna grasa del brazo del robot? (visual)

Después de limpiar, rellene con grasa

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)

Agote el drenaje, y remedie las fugas de aire(sustituya la pieza)

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 (detalles)

Solución

Artículos de inspección mensual 1 ¿Están flojos los tornillos

del brazo del robot? Apriete firmemente los tornillos.

2 Retire la cubierta de cada sección y revise los cables para ver si hay daños, adherencia o cualquier problema extraño.

Revise y erradique la causa del problema

Artículos de la inspección trimestral 1 ¿La tensión de la correa

esta normal?

Si la correa dentada esta floja o demasiado tensa, ajústela

Artículos de seis meses 1 ¿La fricción en los

dientes de la correa dentada es severa?

Si los dientes faltan o hay demasiada fricción, 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

los engranajes de reducción armónicos para cada eje.

Lubrique.

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.

58

FIGURA 24.Estructura del brazo del Robot.


59

FIGURA 25. Instalación/ retiro de las cubiertas.

Fuente: “MEAU, Mantenimiento”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF

60

Tabla 6. Cubiertas. No Los nombres de la tapa Cantidad Observaciones 1 Cubierta de la caja del

conectador 1

2 Cubierta F del hombro 1 La cubierta se une, y una buena limpieza según las especificaciones

3 Cubierta B del hombro 1 4 Cubierta del brazo del

No. 1 2

5 Cubierta A de la muñeca (1) 6 Cubierta B de la muñeca (2)

Tabla 7.Lista De Tornillos De Instalación.

Nombre de tornillo Cantidad Pernos M3 x 10 (métrico de 3mm de diámetro- níquel plateado)

23

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.

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.


Examinando la correa dentada del eje J2

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.

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.


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

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.

65

3.3.3 La inspección, mantenimiento y reemplazo del eje-J5. FIGURA 28.Inspección, mantenimiento y reemplazo del eje-J5.


Inspeccionando la correa dentada del eje J5

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. 2. 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 esté ajustada aproximadamente 1.4mm cuando el centro de la correa se presiona ligeramente con un dedo (aproximadamente 0.4N) según lo mostrado en la figura 29 “la tensión de las correas".

Ajustando la correa dentada del eje J5 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 instalación del motor. (No afloje demasiado.) 3) Mientras que confirma la tensión de la correa dentada, mueva el motor en la dirección de la flecha mostrada en la figura 28. Mueva hasta que la correa se afloja aproximadamente 1.4m m cuando el centro de la correa se presiona ligeramente con un dedo (aproximadamente 0.4N).

66

4) La tensión de la correa aumentará cuando ésta sea movida en la dirección de la flecha “a”, y disminuirá cuando sea movida en la dirección de la flecha “b”. 5) Si la correa se afloja demasiado al ajustar la tensión que lo 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. 6) Después de ajustar, apriete firmemente los dos pernos de la instalación del motor. El ajuste incorrecto puede hacer que la correa se afloje con la vibración.

Figura 29. La tensión de las correas.

Fuente: “MEAU, Mantenimiento”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF La correa dentada puede transportar satisfactoriamente la impulsión y brinda una fuerza constante solamente cuando tiene una tensión adecuada. La tensión de la correa no debe ser demasiado fuerte. En lugar, debe ser ajustado a un grado de elasticidad cuando la correa se presiona con el pulgar. Si la tensión de la correa es demasiado débil, la correa se aflojara y por lo tanto vibrará. Por otra parte, si la tensión de la correa es demasiado fuerte, un sonido agudo será oído. El ajuste preciso (tensión) se muestra en figura 29 “la tensión de las correas”. Compruebe y ajuste con la correa que presiona la fuerza f y la cantidad floja d entre la distancia s.

67

3.3.4 Lubricación. FIGURA 30. Puntos de lubricación.


68

Tabla 8. Especificaciones de la lubricación. No Piezas que

se lubricarán.

Aceite de lubricación

Intervalos y cantidad de lubricante

Cubierta a quitar

1 Engranajes de reducción del eje J 1

Cubierta del hombro

2 Engranajes de reducción del eje de J2

Grasa Harmonic SK-1A 10g

2000Hr 3g

Cubierta del brazo No. 1



Grasa Harmonic SK-1A 4g

2000Hr 1g

Cubierta del codo


Cubierta del brazo No. 2

La posición de la boquilla de lubricación se muestra en la figura 21 “lubricación”. Las especificaciones de la lubricación para cada lugar se relacionan en la tabla 8 “Especificaciones de lubricación”. Antes de lubricar, refiérase a la figura 24 "Instalación/ quitar la cubierta” para el robot de tipo 5-ejes. Y las demás cubiertas necesarias. ¡¡ PRECAUCIÓN!! Las marcas de fábrica de la grasa dadas en la tabla 8 son llenadas cuando se envía el robot. El tiempo de la lubricación es un valor acumulativo de la operación a la velocidad máxima. Si ha sido la operación suspendida, o si la velocidad señalada es lenta, el tiempo de la lubricación se puede alargar en gran proporción. Dependiendo del estado de la operación del robot, el tiempo de la lubricación aumentará, así que determine el tiempo para lubricar de modo que la grasa no se

69

desperdicie regándose. Los números en la tabla 8 “Especificaciones de la lubricación” corresponden a las posiciones de la figura 30 “Lubricación” El Método de la Lubricación 1) Refiérase a la Figura 24 “Instalación/retiro de las cubiertas" retire las cubiertas. 2) Quita el perno de drenaje. 3) Inserte la grasa mostrada en la tabla 8 usando una pistola de grasa desde la boquilla de lubricación. 4) Instala el perno de drenaje. 5) Substituya las cubiertas por el procedimiento de retiro en revés 3.3.5 Sustituyendo la Batería de Reserva. Un codificador absoluto se utiliza para el detector de la posición, así que la posición se debe grabar con la batería de reserva cuando la energía este suspendida (APAGADA). El regulador también utiliza una batería de reserva para grabar el programa. Estas baterías son instaladas cuando el robot se envía de la fábrica, pero como éstas son piezas consumibles, deben ser substituidas periódicamente por el cliente. El periodo de tiempo para sustituir la batería es un año, pero ésta diferenciará según el estado del uso del robot. Cuando la vida de la batería está por terminarse, el robot avisará con una alarma de agotamiento de la batería "Batería (alarmar No. 7520)". Una vez que ocurra la alarmar, substituya todas las baterías en el brazo y el regulador del robot cuanto antes. Baterías de litio (tipo: A6BAT y ER6) se utilizan en el regulador y el brazo del robot. Los procedimientos del reemplazo de la batería se describen a continuación: (1) Sustituir la Batería del Brazo del Robot. ¡¡PRECAUCIÓN!! Mientras que substituye las baterías, los datos de la posición del codificador son grabados por la energía provista del regulador. Así, si la conexión de cable es incompleta, los datos de la posición del codificador se perderán cuando la energía del regulador se APAGUE. Varias baterías se utilizan en el brazo del robot, pero sustituya todas las viejas baterías por las baterías nuevas en el mismo tiempo.

70

FIGURA 31.Reemplazando la batería.

Fuente: “MEAU, Mantenimiento”. http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF 1) Confirme que el brazo y el regulador del robot estén conectados por el cable. 2) Gire el control del regulador. Los datos de la posición son conservados por la energía provista del regulador mientras que substituye las baterías. Así, si el cable no está conectado correctamente, o si la energía del regulador está apagada, los datos de la posición se perderán. 3) Se mueve J2 = -20°, J3 = 90° y J5 = 90° con el comando JOG para poder quitar la cubierta. 4) Presiona el botón de paro de emergencia para fijar el robot en el estado de la parada de emergencia. Esto es una medida de seguridad, y debe ser realizada siempre. 5) Retire la cubierta F del hombro del robot. (Refiérase a la figura 24 "Instalación/removimiento de la cubierta”) 6) Retire los dos tornillos de la instalación<1>, y retire la cubierta de la batería<2>.

71

7) Retire los dos tornillos de la instalación<3>, y retire el soporte de la batería<4>. 8) El sostenedor <5> de batería está situado en el soporte de la batería. Quite la vieja batería del sostenedor, y desconecte el conectador de la guía. 9) Inserte la batería nueva en el sostenedor, y conecte al conectador de plomo. Substituya todas las baterías por nuevas en el mismo tiempo. 10) Realice los pasos "5)" a "7)" para instalar las piezas. 11) Inicialice el tiempo del consumo de la batería. Realice siempre este paso después de sustituir la batería, e inicialice el tiempo de uso de la batería. 3.4 Mantenimiento de partes. Las piezas de los materiales consumibles que deben ser sustituidas periódicamente, se muestran en la tabla 9, y las piezas de repuesto que se pueden requerir durante reparaciones se muestran en la tabla 10. Compre estas partes al distribuidor cuando sea requerido. Así, confirme el nombre de la pieza, el brazo y el serial con el No. del robot y compre las partes al distribuidor. Tabla 9. Lista de las partes consumibles.

No.

Nombre Tipo Lugar de uso

Cantidad Surtidor

1 291-3GT-6

Eje J2 1

2

3 315-3GT-6

Eje J3 1

4

Correa dentada

230-2GT-3

Eje J4 1

5 Grasa SK-1A Engranajes de reducción de cada eje

Necesario

6 Batería de Litio A6BAT En la cubierta F del hombro

5

Mitsubishi Electric

72

Tabla 10. Lista de piezas (repuestos) No.

Nombre Tipo Lugar de uso

Cantidad Surtidor

1 BU220C795G51

Eje J1 1 2

BU220C795G52 Eje J2 1 3 BU220C795G53 Eje J3 1 4

AC servo motor

BU220C793G65 Eje J4 1 5 BKO-

FA0530H09

Ejes J1, J2, J3.

3

6

Engranajes de reducción

BKO-FA0530H10

Ejes J4, J5.

2

Mitsubishi Electric

Tabla 11. Lista de piezas (repuesto) “opcional”.

No. Nombre Tipo Lugar de uso

Cantidad Surtidor

1 Cable Carl 1A-GHCD

Sistema neumático de la mano.

1 Mitsubishi Electric

73

4. PRÁCTICAS BÁSICAS Práctica Nº 1 Teach Box como manipulador primario. OBJETIVO

Fijar y memorizar posiciones haciendo uso del Teaching Box (T/B).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

! Identificar claramente el teaching box como herramienta fundamental para

facilitar la manipulación del brazo robot.

! Reconocer cada una de las teclas y los elementos más importantes del

teaching box.

! Conocer los procedimientos para grabar las rutinas o las posiciones

principales de un programa, desde el Teaching Box.

ALCANCE

Las habilidades que se quieren transmitir ó enseñar al lector serán las bases para

un

funcionamiento correcto con una adecuada manipulación de la máquina.

ABREVIATURAS/DEFINICIONES:

Sistema coordenado: Un sistema de ubicación, que con un conjunto de valores

permiten definir inequívocamente la posición de cualquier punto en un espacio

euclidiano.

74

Grados de libertad: Es la capacidad de un cuerpo aislado en el espacio de

moverse libremente en éste, estos grados son definidos por los tres movimientos

de traslación y tres movimientos de rotación alrededor de los ejes coordenados.

Brazo robótico: Es un dispositivo de manipulación reprogramable y multifuncional,

diseñado para mover material, piezas, herramientas o dispositivos especializados,

mediante movimientos programados, variables; con el fin de que sea capaz de

realizar una cierta variedad de tareas en la celda de manufactura.

Teaching pendat o Teaching Box (T/B): Es el control genérico principal del robot,

herramienta con la cual se graban posiciones y movimientos que serán ejecutadas

en una rutina para una operación definida, realizando movimientos independientes

de cada uno de los ejes.

MEDIDAS DE SEGURIDAD

Antes de empezar a manejar el robot es necesario hacer lo siguiente:

• Leer atentamente esta guía antes de comenzar la práctica.

• Observar que no haya ninguna anomalía.

• No tocar ninguna parte móvil del robot durante el funcionamiento.

• No dejar objetos dentro del área de operación del robot.

• Reportar cualquier anomalía al instructor.

MARCO TEÓRICO:

Según los procedimientos de las prácticas, es de importancia manejar los recursos

que nos da el controlador alámbrico, pues con este se graban las posiciones

75

principales de las rutinas que se van a ejecutar futuramente, no solamente se

pueden grabar posiciones sino los programas completos, por lo general estos son

redactados desde el PC pues grabar toda una rutina en el Teaching Box es algo

dispendioso, es necesario conocer y optimizar las capacidades del robot para que

no sean desperdiciadas sus capacidades reales.



Fuente: “MEAU, Teaching pendant (T/B)”. http://www.meau.com/Files/BFP-A5992-M.PDF

En esta gráfica se muestran enumeradas los elementos que hacen parte del

teach pendant.

76

PROCEDIMIENTO

1. El estudiante deberá presentar un preinforme antes de llegar a la práctica y

explicar la importancia del teaching box (T/B) y de los demás componentes

en el manejo del brazo robot así como la importancia y aplicaciones

industriales de la robótica.

2. Realizar el procedimiento de encendido del brazo robot. El cual será

explicado por parte de la persona que dirige la práctica.

3. Se realizará una explicación que permita al estudiante identificar claramente

cada una de las partes que constituye el sistema robótico de la celda.

4. Se hará una descripción de cada uno de los ejes y coordenadas de

movimiento con los que cuenta el brazo robot.

5. Se realizará una demostración de movimiento bajo cada uno de los modos

de desplazamiento con los que cuenta el sistema robótico.

6. Se fijarán y memorizarán unas posiciones de la siguiente manera:

Primero hay que activar la botonera mediante el selector frontal de la unidad de

control (MODE TEACH), y mediante el selector de la botonera (ENABLE).

- 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).

77

- Para validar, pulsamos la tecla INP/EXE (número 17 de la figura)

- Luego grabaremos la 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 (P1 o P2 en este caso)

- Para movernos a la posición deseada deberemos tener pulsado el

interruptor ¨ hombre muerto ¨ (dead man), y las teclas STEP/MOVE y la

combinación de teclas (ver figura 5, tecla 12).

- Pulsamos INP, y la posición queda lista para grabar los datos.

- Sin soltar STEP, pulsamos ADD o RPL, y aparece un mensaje de

confirmación: REPLACE?

78

- 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 se quiere volver a la pantalla de edición de comandos, hay que pulsar la tecla

COND.

RECURSOS

! Brazo robot Mitsubishi Melfa RV-2AJ.

! Teaching box.

EVALUACIÓN

El estudiante deberá rendir un informe escrito dentro de los siete días después de

realizada la práctica, informe que deberá contener los siguientes aspectos:

! Describir a través de un esquema todas las partes constitutivas del brazo

robot, en el que se describan las funciones de cada una de ellas.

! Un escrito sobre las características de movimiento en cada uno de los ejes

de desplazamiento con los que cuenta la máquina.

! Un escrito donde se explique cómo se fija y se memoriza con el T/B una

posición en el brazo robótico.

! Conclusiones y recomendaciones sobre lo realizado en la práctica.

79

RESPONSABILIDADES Y RESPONSABLES

RESPONSABLE RESPONSABILIDAD(ES)

Profesor que dirige la clase Verificar que los estudiantes cumplan

con los procedimientos.


Coordinador de la celda Asegurar que las personas que

operen la máquina cumplan con los

requerimientos aquí estipulados

DOCUMENTOS DE REFERENCIA.

Manual de instrucciones del brazo robot industrial MITSUBISHI MELFA RV-2AJ

ANEXOS.

No aplica.

Elaborado por:

Víctor Alfonso Vélez

Juan Fernando Ospina

!!!!!!!!!!!!!!

Revisado por:

!!!!!!!!!!!!!!

Aprobado por:

!!!!!!!!!!!!!!

Fecha: Fecha: Fecha:

80

Prácticas Nº 2 Teach box como manipulador primario OBJETIVO

Creación de un programa desde la botonera o teaching pendat (T/B).


! Identificar claramente el teaching box como herramienta fundamental para

facilitar la operatividad del brazo robot.

! Reconocer cada una de las teclas y elementos más importantes del

teaching box.

! Conocer los procedimientos para grabar las rutinas o las posiciones

principales de un programa, desde el Teaching Box.

ALCANCE

Las habilidades que se quieren transmitir ó enseñar al lector serán las bases para

un funcionamiento correcto con una adecuada manipulación de la máquina.

DEFINICIONES

Robot: Esta palabra se refiere a un humanoide mecánico hecho por el hombre

Sistema coordenado: Un sistema de ubicación, que con un conjunto de valores

permite definir inequívocamente la posición de cualquier punto en un espacio

euclidiano.

Brazo robótico: Es un dispositivo de manipulación reprogramable y multifuncional,

diseñado para mover material, piezas, herramientas o dispositivos especializados,

81

mediante movimientos programados, variables; con el fin de que sea capaz de

realizar una cierta variedad de tareas en la celda de manufactura.

Teaching pendat o Teaching Box (T/B): Es el control genérico principal del robot,

herramienta con la cual le grabamos posiciones y movimientos que serán

ejecutadas en una rutina para una operación definida, realizando movimientos

independientes de cada uno de los ejes.

MEDIDAS DE SEGURIDAD:

Antes de empezar a manejar el robot es necesario hacer lo siguiente:






MARCO TEÓRICO:

Las prácticas referenciadas en este trabajo son consecuentes, enfocadas a ver el

robot como herramienta principal de una celda de manufactura flexible, como

objetivo principal familiarizar a las personas que estén interesadas en manipular

un robot, pues éste tiene características de un robot aplicado a la industria, ya que

los procedimientos no varían en el momento de operar la máquina.

82

PROCEDIMIENTO


explicar la importancia del teaching box (T/B) y de los demás componentes en

el manejo del brazo robot, así como la importancia y aplicaciones industriales

de la robótica.

2. Realizar los procedimientos expuestos en la práctica 1.

3. Procedemos a crear el siguiente programa de ejemplo:

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).

- 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)

83



Fuente: “MEAU, Teaching pendant (T/B)”. http://www.meau.com/Files/BFP-A5992-M.PDF

En esta gráfica se muestran enumeradas los elementos que hacen parte del

teach pendant.

- En la pantalla que aparece entrar 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)

84

En este caso, la combinación permite borrar el caracter situado a la

izquierda del cursor.

- Escrito el nombre del programa (en este caso JV), lo validaremos

mediante la tecla INP, apareciendo entonces la pantalla de edición de

programa.

- A continuación, mediante la tecla RPL/bajar, se llevará el cursor hasta la

línea de edición de programa.

Se escribe la línea: 10 MOV P1 (*)

- Se introduce el número de línea.

85

- y el comando de la misma:

Entrando la primera letra (dejándola presionada), 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)

- Mediante la tecla POS/CHAR y las demás, se escribe el comando

completo.

- Para confirmar la línea de programa, se pulsa ó presiona pulsamos

INP/EXE (la línea se acepta cuando la botonera emite tres pitidos)

- y así sucesivamente hasta terminar el programa.

86

PROGRAMA DE EJEMPLO

FIGURA 32. Movimientos P1 y P2.

Fuente: “MEAU, Control de movimiento”.

http://www.meau.com/Files/BFP-A5992-M.PDF

PROGRAMA EXPLICACION

10 MVS P1, -50 *1)

20 OVRD 50

30 MVS P1

40 DLY 0.5

50 HCLOSE 1

60 DLY 0.5

70 OVRD 100

80 MVS , -50 *1)

90 MVS P2, -50 *1)

Se mueve con Interpolación

lineal a P1 y 50 mm en el eje

z.

Se le designa la mitad de la

velocidad de trabajo.


lineal a P1.

Da una espera de 0.5

segundos.

Cierra la pinza.


segundos.

Se le designa toda la



87

100 OVRD 50

110 MVS P2

120 DLY 0.5

130 HOPEN 1

140 DLY 0.5

150 OVRD 100

160 MVS , 50 *1)

170 END

lineal a 50 mm en el eje z.


lineal a P2.

Se le designa la mitad de la



lineal a P2.


segundos.

Abre la pinza.


segundos.

Se le designa toda la



lineal 50 mm en el eje z.

Fin del programa.

Nota (*): En esta parte vienen las posiciones que se fijaron y memorizaron (ver

práctica 1)

EVALUACIÓN

El estudiante deberá rendir un informe escrito dentro de los siete días despues de

realizada la práctica. Informe que deberá contener los siguientes aspectos:




88


! Un escrito donde es explique cómo se crea un programa con el T/B del

brazo robótico.


RESPONSABILIDADES Y RESPONSABLE


Profesor que dirige la clase Verificar que los estudiantes cumplan



Coordinador de la celda Asegurar que las personas que

operen la máquina cumplan con los

requerimientos aquí estipulados

DOCUMENTOS DE REFERENCIA.

Manual de instrucciones del brazo robot industrial MITSUBISHI MELFA RV-2AJ

ANEXOS.

No aplica.

Elaborado por:



!!!!!!!!!!!!!!

Revisado por:

!!!!!!!!!!!!!!

Aprobado por:

!!!!!!!!!!!!!!


89

Practica Nº 3 Manejo sistemático desde el controlador.

OBJETIVO

Funcionamiento de un programa en modo automático desde el controlador.


! Identificar claramente el controlador como herramienta fundamental para

facilitar la operatividad del brazo robot.

! Reconocer cada una de las teclas y elementos más importantes del

controlador.

! Conocer los procedimientos para el funcionamiento en automático del brazo

robótico.

ALCANCE

Los conocimientos aquí adquiridos serán el soporte fundamental para la adecuada

operación de la máquina así como la base para un buen funcionamiento.

DEFINICIONES:

Panel de controlador: Elemento de control que permite la operación automática o

manual del brazo robot. Este elemento es fundamental porque facilita la ejecución

de una rutina de programación de movimiento.

Modo enable: Modo en el que debe estar el teaching box para permitir la

manipulación del brazo robot mediante el control alámbrico.

Modo disable: Modo en el que debe de estar el teaching box para permitir la

manipulación del robot desde el computador.

90

MEDIDAS DE SEGURIDAD:

Antes de empezar a manejar el robot se debe hacer lo siguiente:






MARCO TEORICO:

Como fue mencionado en las prácticas Creación de un programa desde el T/B y

de fijación de posiciones del Robot Mitsubishi Melfa RV-2AJ, el teaching box es el

Control maestro alámbico del robot, con el cual se le enseñan y fijan en el robot

las posiciones espaciales que harán parte de un movimiento, realizando

desplazamientos independientes de cada uno de los ejes. El sistema de

programación de posiciones del brazo está compuesto por dos elementos; el

teaching box y el panel de control o controlador. Ya que estos son una parte muy

importante en el manejo del brazo robótico.

91

Controlador

Figura 3. Elementos del controlador.

Vista frontal

Fuente: “MEAU, Controlador”. http://www.meau.com/Files/BFP-A5992-M.PDF

En esta gráfica se enumeran los elementos que hacen parte del controlador.

PROCEDIMIENTO


explicar la importancia del controlador y de los demás componentes para el

manejo del brazo robótico, así como la importancia y aplicaciones

industriales de la robótica.

2. Que se haya realizado los procedimientos expuestos en la práctica No 2,

para poder correr un programa ya existente que sea familiar al practicante.

3. Procedemos a poner en funcionamiento automático el programa hecho en

la práctica No 2 .De la siguiente manera:

Antes de iniciar el modo automático, debemos fijar la velocidad de trabajo del

92

robot, teniendo en cuenta que ésta será:

Velocidad de trabajo = velocidad controlador (o botonera) * velocidad del

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)

93

- Mediante el botón CHNG DISP, se selecciona el número de programa a ejecutar

(En este caso, el programa hecho en la práctica No 2).

- Se cambia el número con las teclas UP / DOWN

- Al pulsar el botón START, el programa se ejecutará de forma continua.

-Si se pulsa END, se detendrá al final del ciclo

94

Reanudará el programa al pulsar START de nuevo.

El botón STOP detiene la ejecución del programa.

START lo reanuda desde el mismo punto.

EVALUACIÓN

El estudiante deberá rendir un informe escrito dentro de los siete días despues de

realizada la práctica. Informe que deberá contener los siguientes aspectos:





! Un escrito donde se explique cómo se pone en funcionamiento un

programa desde el controlador del brazo robótico.


RESPONSABILIDADES Y RESPONSABLES

RESPONSABLE RESPONSABILIDAD(ES) Profesor que dirige la clase Verificar que los estudiantes cumplan


RESPONSABLE RESPONSABILIDAD(ES) Coordinador de la celda Asegurar que las personas que

operen la máquina cumplan con los requerimientos aquí estipulados

95

DOCUMENTOS DE REFERENCIA. Manual de instrucciones del brazo robot industrial MITSUBISHI MELFA RV-2AJ ANEXOS.

No aplica.

Elaborado por:



!!!!!!!!!!!!!!

Revisado por:

!!!!!!!!!!!!!!

Aprobado por:

!!!!!!!!!!!!!!


96

CONCLUSIONES

! Todas las prácticas se realizan con el fin de mostrar los controladores tales

como el teach pendant y el controlador como herramientas principales para la elaboración de un programa del brazo robot.

! Mediante la realización de este trabajo se logró aplicar los conocimientos

tales como mantenimiento, control numérico, mecatrónica, etc. Aprendidos en la Escuela de Tecnología Mecánica.

! Se desarrolló una etapa necesaria para crear un documento que nos

informe y capacite en todo lo referente al robot. ! Este documento queda a la disposición de todas las personas interesadas

en los campos de la robótica aplicada a celdas de manufactura flexible ! La implementación de un documento de este tipo se hizo para evitar errores

comunes que se presentaban por una falta de un documento que estuviera en un lenguaje sencillo para todas las personas que hacen parte de este medio.

97

RECOMENDACIONES.

! El brazo robótico debe ser utilizado exclusivamente con fines didácticos y en condiciones absolutamente seguras.

! Se deben observar siempre las recomendaciones y normas fundamentales sobre seguridad.

! Deben respetarse las normas y regulaciones sobre prevención de

accidentes y su posterior funcionamiento, aplicables localmente. ! El robot Mitsubishi RV-2AJ es un robot industrial.Es Peligroso mantenerse

cerca del área de trabajo mientras el robot se mueve. ! Antes de leer detenidamente este trabajo hay un documento que es

conveniente tener, un conocimiento previo de el, ya que éste ayuda a operar de una forma ordenada y sistematizada puesto que éste es un plan que se viene haciendo hace mas de 40 años en Japón en aras de la excelencia y calidad, denominado el método de las 5’s.

98

BIBLIOGRAFÍA 1. RODRÍGUEZ, Aquilino P .Célula de Fabricación Flexible, MPS-C Estación 6: Robot.Disponible en internet en: http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6-Funcionamiento.pdf 2. FATEK AUTOMATION CORPORATION, Célula Minitek VI. Manual técnico. Taiwan. 3. Norma ISO 9001-2000, Sistema de gestión de la calidad – requisitos, documento internacional, lenguaje español ISO/FDIS 9001:2000. Paginas Web de referencia: http: //www.iso.ch, disponible también en pagina Web: http://www.bsi.org.uk 4. MITSUBISHI, Mitsubishi industrial robot: Series RV-1A/2AJ.Disponible en Internet en: http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF. 5. INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS.Normas colombianas para la presentación de trabajos .Sexta actualización. Santa fe de Bogota D.C.: ICONTEC, NTC 1486. 6. LHUSURBIL, Control de movimiento .Disponible en internet en: http://www.lhusurbil.com/irjlmartinez/MANUALES/E6-ROBOT/E6-Funcionamiento.pdf.

7. MEAU, Controlador del robot RV-2AJ.Disponible en internet en: http://www.meau.com/Files/BFP-A5992-M.PDF. 8. Características del robot.Disponible en internet en:http://www.meau.com/Files/BFP-A8052-D.PDF. 9. YAHOO, Traductor on line: Disponible en internet en: http://mx.babelfish.yahoo.com/

10. WIKIPEDIA, la enciclopedia de contenido libre: glosario http://es.wikipedia.org 11. REAL ACADEMIA DE LA LENGUA ESPAÑOLA. Diccionario de la lengua española Vigésima segunda edición: http://buscon.rae.es

99

12. UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA, Ingeniería udea. http://ingenieria.udea.edu.co/CURSOS/DOCUM/manofacturaflexible(opcional).doc.

documentaciÓn y programaciÓn de prÁcticas del brazo

Documents