robótica industrial

Ingeniera de Sistemas y Automtica

Control de Robots y Sistemas Sensoriales

TEMA 8: PROGRAMACIN DE ROBOTS

Robtica IndustrialRobtica IndustrialISA.- Ingeniera de Sistemas y Automtica

Robotica Industrial- Programacin 1

Indice

IntroduccinMorfologa del robotHerramientas matemticas para la localizacin espacialCinemtica del robotDinmica del robotControl cinemticoControl dinmicoProgramacin de robotsCriterios de implantacin de un robotAplicaciones de los robots


Programacin de RobotsMtodos de Programacin de robotsClasificacin segn el procedimientoProgramacin por guiadoProgramacin textualRequerimientos de un sistema de programacin


Programacin de robots

n Objetivo: indicar la secuencia de acciones a realizar duranteuna tarea Movimiento a puntos predefinidos Manipulacin de objetos Interaccin/sincronizacin con el entorno

n Partes del robot involucradas en la ejecucin de un programa Memoria Sistema de control cinemtico/dinmico E/S


Mtodos de programacinde robots

n Falta de normalizacin No obstante hay orgenes y patrones comunes que dan

lugar a cierta semejanza AL (Algol Like) Univ. Stanford 1974 Existen ciertos intentos de normalizacin IRDATA Univ. Karlsruhe (Norma VDI)

n Criterios de Clasificacin Procedimiento utilizado Potencia del sistema


Clasificacin segn elprocedimiento utilizado

n Programacin por guiado Pasivo

directo por maniqu

Activon Programacin textual

Nivel robot Nivel objeto Nivel tarea

n Es frecuente la utilizacin conjunta de programacin porguiado y textual


Programacin por guiado oaprendizaje

n consiste en hacerrealizar al robot, o a unamaqueta del mismo, latarea (llevndolomanualmente porejemplo) al tiempo quese registran lasconfiguracionesadoptadas, para suposterior repeticin demanera automtica. Robots de pintura Gaiotto de

programacin mediante guiado pasivo directo


Clasificacin de la programacinpor guiado

n Clasificacin segn modo en que se gua: Pasivo (se lleva manualmente al robot)

Directo (Trallfa, Gaiotto) Maniqu (Nordson, Acma-Cribier)

Activo (se utiliza el sistema de accionamiento del robot a travs deuna botonera o Joystick) (Asea)

n Clasificacin segn potencia: Guiado Bsico: nicamente se indican los puntos por los que debe

pasar el robot Guiado Extendido: admite velocidades, control de flujo del

programa, manejo de E/S (Asea, Cincinatti-Milacron)


Ejemplos de programacin por guiado

Guiado pasivo directo(Robot Gaiotto)

Guiado pasivo con maniqu(Robot Nordson)


Paleta o botonera deprogramacin


Tipos de programacin textualn Nivel robot (movimientos a realizar por el robot)

AL (Universidad de Stanford - 1974). AML (IBM - 1979). LM (Universidad de Grenoble, SCEMI - 1981). VAL II (UNIMATION - 1983). V+ (ADEPT - 1989). RAPID (ABB -1994).

n Nivel objeto (estado de los objetos) LAMA (MIT - 1976). AUTOPASS (IBM - 1977). RAPT (Universidad de Edimburgo - 1978).

n Nivel tarea (objetivo o subojetivo a conseguir)


Ejemplo de tarea deprogramacin

n Se pretende situar la pieza A, sobre la que se apoya la pieza B, en elinterior del orificio de la pieza D. A continuacin se presenta el programaen los tres niveles de manera simplificada y utilizando lenguajeshipotticos.


Programacin a nivel robot.Operacin de colocar B sobre C

Mover_a P1 via P2 ; Situarse en un punto sobre la pieza BVel = 0.2 * VELMAX ; Reducir la velocidadPinza = ABRIR ; Abrir la pinzaPrec = ALTA ; Aumentar la precisinMover_recta_a P3 ; Descender verticalmente en lnea rectaPinza = CERRAR ; Cerrar la pinza para coger la pieza BEspera= 0.5 ; Esperar para garantizar cierre de pinzaMover_recta_a P1 ; Ascender verticalmente en lnea rectaPrec = MEDIA ; Decrementar la precisinVel = VELMAX ; Aumentar la velocidadMover_a P4 via P2 ; Situarse sobre la pieza CPrec = ALTA ; Aumentar la precisinVel = 0.2 * VELMAX ; Reducir velocidadMover_recta_a P5 ; Descender verticalmente en lnea rectaPinza = ABRIR ; Abrir pinza


Programacin a nivel objetoSituar B sobre C haciendo coincidirLADO_B1 con LADO_C1 y LADO_B2 con LADO_C2 ;

Situar A dentro D haciendo coincidirEJE_A con EJE_HUECO_D y BASE_A con BASE_D ;

n Disminuye la complejidad del programa.n La programacin se realiza de manera ms cmoda.n Un planificador de la tarea se encargar de consultar una

base de datos y generar las instrucciones a nivel de robot.


Programacin a nivel tarea

Ensamblar A con D

n El programa se reduce a una nica sentencia yaque se especifica qu es lo que debe hacer el roboten lugar de cmo debe hacerlo.


Requerimientos de un sistema deprogramacin de robots

n Entorno de programacin.n Modelado del entorno.n Tipo de datos.n Manejo de entradas/salidas (digital y analgica).n Control de movimiento.n Control del flujo de ejecucin del programa


Entorno de programacin

n Importante para incrementar la productividadn Complejidad debido a la interaccin con el entorno

(procedimiento de prueba-error)n Mayora de lenguajes interpretadosn Capacidad de depuracin y ejecucin paso a pason Capacidad de monitorizacinn En la actualidad se utilizan sistemas multitarea que

permitan control simultneo y sincronizado devarios elementos (robots, sistemas de visin otransporte)


Modelado del entorno. Modelo relacional


Tipos de datos

n Tipos convencionales (enteros, reales, booleanos)n Especificacin de posicin y orientacin

Coordenadas articulares (q1,, qn) Coordenadas cartesianas

Posicin (px, py, pz) Orientacin

Angulos de Euler (, , ) Cuaternios Matriz de cosenos directores

Matrices de transformacin homogneas


Manejo de entradas/salidasn Nivel ms sencillo de comunicacin con otras

mquinas o procesos que cooperan con el robotn Objetivo: integracin y sincronizacinn Tratamiento de interrupcionesn Integracin de sensores:

Modificacin de la trayectoria Eleccin entre alternativas Obtencin de identidad, posicin y caractersticas de

objetos Cumplimiento de restricciones externas


Control de movimiento

n Posibilidad de especificacin de: Punto de destino Tipo de trayectoria (Punto a punto, trayectoria continua) Velocidad y aceleracin medias del recorrido Precisin de alcance del punto de destino (via points) Movimientos condicionados (medida de sensores)

Movimiento protegido (guarded motion): interrupcin del movimiento Movimiento acomodaticio (compliant motion):

modificacin del movimiento


Puntos de paso o via points


Control de flujo de ejecucin del programa

n Empleo de bucles for, repeat, while,n Empleo de condiciones if, then,n Capacidad de procesamiento en paralelo

Control de varios robots bajo un slo programa Control de un robot en una clula integrada

n Utilizacin de seales de sincronismo (semforos)n Tratamiento de interrupciones/erroresn Fijacin de prioridades


Ejemplo de programacin enVAL II (Pick & Place) (I)

.PROGRAM robot()

;INICIALIZACION DE LAS VARIABLESaltura = 20 ;indica la altura de aproximacin y salida en milmetrosrapido = 150 ;indica la velocidad rpidalento = 30 ;indica la velocidad lenta;PUNTO DE REENTRADA TRAS SYST_ERRTYPE "El programa de control ha sido relanzado"REACTE errores ;habilita el proceso asncrono de tratamiento de errores20 WAIT(hay_cod_fun) ;espera hasta que est disponible un cdigo de funcin

TYPE "Cdigo recibido", cod_fun ;indica a travs del monitor el cdigo recibidoCASE cod_fun OF

VALUE 1 : ;INICIALIZACION;aqu se incluira el cdigo de inicializacin


Ejemplo de programacin enVAL II (Pick & Place) (II)

VALUE 2 : ;PARADA;aqu se incluira el cdigo correspondiente a la parada

VALUE 3 : PICK & PLACETYPE "Recibida la orden de PICK & PLACE"SET pos_in = TRANS(431,610,523,0,180,45);indica el punto de recogidaSET pos_dej = TRANS(227,-548,712,0,180,45);indica el punto de dejada;comienza la operacin de pickingSPEED rapida ALWAYS ;selecciona la velocidadAPPRO pos_in, altura ;se aproxima al punto de recogida a una dist.

"altura"SPEED lenta ;reduce la velocidadMOVE pos_in ;se mueve al punto de recogidaCLOSEI ;cierra la pinzaDEPARTS altura ;se separa hasta una distancia "altura"


Ejemplo de programacin enVAL II (Pick & Place) (III)

;operacin de dejada de la piezaSPEED rapida ALWAYS ;selecciona la velocidadAPPRO pos_dej, altura ;se aproxima al punto de dejada a una dist.

"altura"SPEED lenta ;reduce la velocidadMOVE pos_dej ;se mueve al punto de dejadaOPENI ;abre la pinzaDEPARTS altura ;se separa hasta una distancia "altura"

.END ;fin de la instruccin CASEhay_cod_fun = FALSE ;indica que ya no hay cdigo de funcinGOTO 20 ;regresa al estado de espera.END ;fin del programa de control

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