IM_ROBOT
Proyecto
Robot
Industrial
antropomorfo
de 6 ejes con
programación
abierta
INGENIERIA MAIER
11/15/2016 2 INGENIERIA MAIER
El proyecto consiste en el desarrollo completo de un robot
industrial de SEIS ejes rotativos de uso general, lo que
permitirá que el mismo pueda ser utilizado en un amplio
rango de aplicaciones, como ser: manipulación, pintura,
paletizado, soldadura, armado, carga, etc.
El proyecto tiene en cuenta todos los aspectos del mismo,
diseño eléctrico/electrónico y mecánico, programación,
construcción y prueba funcional.
IM_ROBOT: Proyecto Robot Industrial de 6 ejes
GENERALIDADES
La selección del equipamiento utilizado de tipo comercial
permite el fácil procuramiento de los mismos y la
reducción de costos.
La utilización de electrónica SIEMENS facilito la
integración de los componentes y su programación.
Lineamientos principales del proyecto
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Los lineamientos generales del proyecto debían cumplir las siguientes exigencias:
1- Equipamiento Electrónico comercial obtenible a nivel mundial.
2- Unidad de control con gran capacidad de ejecución, memoria y comunicación.
3- Amplio rango de potencias de servo motores y accionamientos (Escalabilidad)
4- Panel de mando portátil con funciones de seguridad.
5- PLC incluido de programación abierta al usuario, para la vinculación con el entorno.
6- Integración dentro del equipo, del gabinete auxiliar y del panel exterior de vinculación con el robot.
7- Configuración flexible a través de paginas de parámetros. (Geometría del robot, velocidades, aceleración,
limitación de desplazamientos, etc.).
8- Mecánica confiable y robusta. Reductores comerciales.
9- Diagnostico a distancia.
10- Configurable a través de opcionales. (Puerta de seguridad, llaves programables de habilitación, buses, etc.)
11- Soporte de Múltiples buses de comunicación. (ASi, Profibus y Profinet).
12- Seguridades de edición integrada. (a través de llave de modo extraíble o llaves programables)
13- Fácil integración de sistemas de visión y soldadura.
14- Comando de Ejes adicionales integrada (expansión de numero de ejes y su control)
15- Posibilidad de gobernar varios robots a través de un solo gabinete.
16- Conectividad entre Sistema Centralizado u otros robots.
17- Incorporación de módulos de programación personalizados.
18- Programación abierta para agregado de firmware, programas de PLC y pantallas en panel de mando
lo que permite al usuario personalizar al robot. (SIMOTION cumple con la norma de lenguajes de
programación de PLC's IEC 61131-3).
19- Documentación completa.
Gabinete eléctrico / electrónico de control
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En el gabinete se encuentran elementos de protección eléctricos
y relays de seguridad para el circuito de emergencia (panel y
circuito externo), seguridad de panel y cierre de seguridad de
puerta perimetral junto a relays de salida.
Posee una fuente de alimentación de 24Vcc y una fuente para
esclavos ASi.
La unidad central de control utilizada es SIEMENS-
SIMOTION tipo D425.
La incorporación de un riel estándar para la colocación de
módulos de interface que se comunican a través de un modulo
IM vía Profibus con la unidad central, permite la incorporación
de módulos de entrada/salida digitales, bus ASi, serial, etc.
En este caso cualquier programador de PLC SIEMENS, puede
definir la configuración de hardware y lógica externa al robot.
Posee en la parte inferior una bornera para con la conexión del
circuito de emergencia adicional, presostato, I/O, pulsadores de
apertura y cierre de puerta de seguridad y para la cerradura de
seguridad con bobina de retención.
Control y accionamiento de servomotores
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La unidad central SIMOTION D425 se encarga de controlar
todos los aspectos del robot: posicionamiento, visualización,
interface, edición de programas, aprendizaje, parametrización,
manejo de Entradas/Salidas, PLC, interface con el usuario,
esclavos, etc.
Los servo accionamientos son de tipo doble marca SIEMENS
de la línea SINAMICS S120.
Están alimentados por una fuente de servos marca
SIEMENS de tipo estándar de 10KW, con entrada 380V CA.
Cada eje (A1 a A6) estará comandado por un servomotor
de CA marca SIEMENS estándar, perteneciente a la línea 1FK7
con ventilación natural, realimentación de posición y velocidad
por medio de encoder (con interface DriveCliq) y freno
electromagnético.
El amplio rango de potencias de estos motores y sus
accionamientos permite a futuro el diseño de robots mas
pequeños o de mayor envergadura (Escalabilidad).
Programación abierta
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Debido a que se encuentran incorporados en el robot
numerosas funciones de control lógico que normalmente deben
ser ejecutadas o controladas por un PLC externo se elimina en
la gran mayoría de los casos la necesidad de contar con un
gabinete eléctrico adicional que contenga a dicho PLC,
pantalla, alimentación, etc.; reduciendo de esa forma costos,
espacio necesario y cableado entre gabinetes, elaboración de
planos, mano de obra y tiempo de implementación.
Mediante el uso de herramientas de programación de SIEMENS
se pueden incorporar funcionalidades personalizadas tanto en el
firmware como en la lógica de funcionamiento.
Se pueden adicionar pantallas personalizadas para interactuar
con el robot o su entorno a través del panel de mando portátil.
.
Panel de Mando Portátil
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El panel de operador móvil seleccionado es el MP277 de tipo
estándar. Por medio de su pantalla táctil, teclas programables
y pantalla LCD se realizar la interface del usuario con el
robot. Además incluye: pulsador de emergencia, dos
pulsadores principales, volante electrónico y llave selectora
de modos con llave extraíble. Tiene incorporado dos
pulsadores laterales en la parte trasera, que junto con el relee
de seguridad que se encuentra en el armario eléctrico proveen
el circuito de protección “Hombre Muerto”.
Para la programación de pantallas y variables relacionadas se
utilizó el programa WINCC. El mismo le permite además
adicionar a un programador, nuevas pantallas o variables,
adaptando el sistema a las necesidades particulares.
La incorporación en el sistema estándar de pantallas de
parámetros y ajuste de datos, permite adaptar el sistema tanto a
nivel mecánico como electrónico.
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Pulsador de
Hombre Muerto Pulsador de
Hombre Muerto
Selector de Modos
de Operación
Panel de Mando Portátil (detalle)
Pulsador de Emergencia Generador Manual
de Pulsos
Pulsador luminoso
para habilitación de
energía a los servos
Pulsador luminoso
comienzo / continuación
de ciclo automático
Al cambiar el modo de operación, aparecen automáticamente las pantallas correspondientes al modo seleccionado.
Soft Keys de Funciones
Soft keys y Teclas de operacion
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Los softkeys superiores se utilizan para seleccionar las distintas funciones del modo seleccionado.
Los softkeys generales aparecen en pantalla en función del modo en forma dinámica.
Las teclas F1, F2, F11 y F18 se utilizan para seleccionar grupos de funciones o subsunciones.
Las teclas F3 a F10 tienen una asignación dinámica en modo Manual.
Las teclas F12 a F17 tienen una asignación dinámica de sub funciones todos los modos de operacion.
Teclas de Sub funciones
Soft Keys Generales
Pantalla de Modo Manual
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Si la llave de Modos se encuentra hacia la izquierda, seleccionamos modo MANUAL. En este modo, el operador puede realizar movimientos de las articulaciones individuales o ejes o rotaciones en
diferentes sistemas de referencia a diferentes velocidades en modo JOG, desplazamientos en pasos variables, a
través del volante o desplazar el robot a posiciones fijas.
Se pueden registrar Puntos para ser utilizados en el programa, accionar los grippers y medición de herramientas.
Pantalla de Modo AUTO
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Si la llave de Modos se encuentra en la posición central, seleccionamos modo AUTOMATICO. El programa puede ser ejecutado en modos Test, Single o Continuo desde el panel, o por medio de señales de I/O
externas.
Descripción pantalla AUTO
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Soft Keys de Funciones
Area de Programas
Status y reloj
Informacion adicional
Teclas de Sub funciones
Funciones adicionales en Modo AUTO
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Info Alarmas
Velocidad y
Acceleracion
Contentenido
Registros Math
Posiciones
target y real
Status entradas
Status salidas
Busqueda Linea
Ejecucion ciclo
Pantalla de Modo EDIT
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Si la llave de Modos se encuentra hacia la derecha, seleccionamos modo EDICION.
En este modo se ingresa y editan los programa de trabajo del robot, ingreso de parámetros, visualización y
edición de registros de calculo, ingreso y edición de nombres simbólicos de I/O y puntos memorizados, etc.
Descripción pantalla EDIT
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Soft Keys Funciones
Info de Programa
Pagina/Cursor
Área de Instrucciones
Teclas de Edición
Área de Comandos
Teclas de Comandos
Selección de comandos
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Las teclas inferiores F11 a F18 se utilizan para seleccionar grupos de instrucciones
o instrucciones particulares para el armado del programa de trabajo del robot. Una
vez seleccionado el comando se despliegan los elementos propios de dicha
instrucción facilitando la configuración de la misma.
Comandos utilizados en la programación:
MOVE: Movimiento del robot de diferentes formas y sistemas de referencia.
AJMP: Saltos absolutos
CJMP: Saltos condicionados
MATH: Matemática de registros
OUTP: Comando de salidas de distinto tipo
WAIT: Comandos de espera con saltos condicionados
MESS: Mensajes
PREGM: Operaciones matemáticas con registros de posición
MACRO: Función enlatadas de comandos
MISC: Comandos Misceláneos
HELP: Help
Modo EDIT: Pagina de Parámetros
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Parámetros para el ingreso de la geometría del robot. (longitud de vínculos, desplazamientos, correcciones e
inversión de movimientos.
Diseño Eléctrico
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Los planos eléctricos fueron confeccionados en EPLAN.
Diseño Mecánico
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IM_ROBOT
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IM_ROBOT
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IM_ROBOT
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Presentación en stand SIEMENS FIMAQ 2016
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IM_ROBOT
11/15/2016 24 INGENIERIA MAIER
Para mayor información sobre el proyecto IM_ROBOT, contactarse con:
Ing. Ricardo R. Maier
Ingeniería MAIER
+549351 5745400
www.ingmaier.com
ARGENTINA
https://www.youtube.com/watch?v=b_erpQiPMew
( Brazo Electrónico Siemens)