Fundamentos de Robótica. Guía 1
1
Facultad: Ingeniería.
Escuela: Electrónica
Asignatura: Fundamentos de Robótica
Lugar de ejecución: iCIM Lab.
Edificio 3. Primera planta.
Tema: Operación de Robots Industriales.
Tiempo de ejecución: 2 horas.
Objetivo General
Operar manualmente un robot industrial del tipo Mitsubishi RV-3SB y el RV-2AJ.
Objetivos específicos
•
•
•
Configurar el sistema para el funcionamiento desde la consola manual.
Mover el robot desde la consola usando diferentes sistemas de coordenadas.
Guardar las posiciones seleccionadas dentro de un programa.
Introducción Teórica
El sistema industrial de Manufactura Integrada por Computadora iCIM3000 posee dos robots
industriales, uno en la estación de ensamble y el otro en la estación de acople al CNC.
Para realizar las prácticas con los robots necesitamos los siguientes elementos:
Figura 1. Componentes necesarios para realizar las prácticas con los robots industriales.
.
Además de los lenguajes de programación:
• Melfa Basic IV: Lenguaje de programación
• Ciros Robotics: Ambiente virtual de simulación
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
2
En esta práctica no se utilizará el software de programación, solamente el hardware para el control de
las posiciones del robot industrial, además se verá el modelo RV-3SB por ser más avanzado e incluir
todas las características del robot RV-2AJ acoplado con el CNC.
El robot RV-3SB de Mitsubishi.
Las características del brazo robot RV-3SB son las siguientes:
• 6 grados de libertad
• Repetitividad: ±0.02 mm.
• Velocidad máxima: 5,500 mm./s. (limitada a 1,000 mm/s por seguridad para la enseñanza)
• Peso: 37Kg.
• Alcance: 642 mm.(sin pinza)
Figura 2. Descripción de robot RV-3SB de Mitsubishi
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
3
Figura 3. Alcance de los movimientos del robot RV-3SB de Mitsubishi.
El robot RV-3SB posee dos sistemas de coordenadas desde los cuales se puede referenciar el
movimiento:
Figura 4. Sistemas de coordenadas disponibles en el robot RV-3SB
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
4
El robot RV-3SB permite agregarle un elemento terminal para la manipulación de las piezas y pallets
en el sistema de manufactura, en la Figura 5 se muestra la disponibilidad del alambrado y conexionado
de mangueras para esto:
Figura 5. Alambrado y conexión de mangueras neumáticas para el elemento terminal.
La unidad de control CR2B-574.
En la Figura 6 se describe lo más importante de la interfaz del controlador CR2B-574.
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
5
Figura 6. Unidad de control CR2B-574 para el robot Mitsubishi.
La consola para aprendizaje de posiciones (teaching box o teaching pendant).
La consola permite el aprendizaje de nuevas posiciones del robot industrial o la modificación de las
existentes, así como la creación y ejecución de programas en la unidad de control.
Figura 7. Consola para la operación manual (teaching box o teaching pendant) del robot industrial.
Programas del robot de la estación de ensamblaje.
La estación de ensamblaje con robot RV-3SB posee los siguientes programas ya almacenados en la
unidad de control:
• MAIN.MB4: Programa principal, inicia automáticamente si el controlador está encendido.
• INIT.MB4: Programa de reinicialización.
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
•
•
•
•
6
ERR.MB4: Programa para el diagnóstico de errores.
TOUT.MB4: Programa para diagnóstico de tiempo excedido.
UBP.MB4: Definición de las variables globales.
COMM.MB4: Programa de comunicación para CIROS PRODUCTION.
Posiciones/Tareas del programa “MP” mover palé (Move Palette) del robot RV-3SB.
Este programa sirve, por ejemplo, para mover el palé desde el sistema de banda transportadora a la base
para palés 1 de la estación.
Figura 8. Posiciones del programa “MP”.
Posiciones del robot para el programa “MP”
1
PINIT
2
PPAL(15)
3
PPAL(1)
4
PPAL(2)
5
PPAL(3)
6
PPAL(4)
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
7
Posiciones/Tareas del programa “MPH” mover porta lapiceros (Move pen holder)
Figura 9. Posiciones del programa “MPH”.
Posiciones del robot para el programa “MPH”
1
PINIT
2
PPH(5)
3
PPH(1)
4
PPH(2)
5
PPH(3)
6
PPH(4)
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
8
Posiciones/Tareas del programa “MINST” mover instrumento (Move instrument)
Este programa sirve, por ejemplo, para insertar un porta lapiceros en la placa base.
Figura 10. Posiciones del programa “MINST”.
Posiciones del robot para el programa “MINST”
1
PINIT
2
PASM(2)
3
PASM(1)
4
PTEST
5
PFD(1)
6
PFD(2)
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
9
Posiciones/Tareas del programa “ASMP” ensamble del lapicero (Assemble pen)
Este programa sirve para insertar un lapicero en el porta lapicero.
Figura 11. Posiciones del programa “ASMP”.
Posiciones del robot para el programa “ASMP”
1
PINIT
2
PPASM
3
PPFD
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
10
Posiciones/Tareas del programa “MP” mover palé (Move Palette) del robot RV-2AJ.
Este programa sirve, por ejemplo, para mover el palé desde el sistema de banda transportadora a la base
para palés 1 de la estación.
Figura 12. Posiciones del programa “MP” del robot RV-2AJ.
Posiciones del robot para el programa “MP”
1
PPAL(4)
2
PPAL(3)
3
PPAL(2)
4
PPAL(1)
5
PPAL(15)
6
PINIT
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
11
Posiciones/Tareas del programa “LMILL” cargar fresadora (Load mill) del robot RV-2AJ.
Este programa sirve para alimentar la fresadora con una placa base.
Figura 13. Posiciones del programa “LMILL” del robot RV-2AJ.
Posiciones del robot para el programa “LMILL”
1
PBP(4)
2
PBP(3)
3
PBP(2)
4
PBP(1)
5
PBP(5)
6
PWAIT 1
7
PWAIT 2
8
PCNC
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
12
Posiciones/Tareas del programa “ULMILL” descargar fresadora (unload mill) del robot RV2AJ.
Este programa sirve sacar una placa base procesada desde la máquina fresadora.
Figura 14. Posiciones del programa “ULMILL” del robot RV-2AJ.
Posiciones del robot para el programa “ULMILL”
1
PBP(4)
2
PBP(3)
3
PBP(2)
4
PBP(1)
5
PWAIT 1
6
PWAIT 2
7
PCNC
Materiales y equipos
1 Estación de CNC y acople con robot sobre eje lineal.
1 Estación de ensamblaje con robot Mitsubishi RV-3SB.
Aire comprimido a 6 bares de presión.
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
13
Procedimiento
Parte I. Movimiento de las articulaciones del robot por medio de la consola.
1.
2.
3.
4.
Verificar que la presión del sistema neumático sea de 6 Bares.
Coloque la llave del controlador en modo “Teach”.
Coloque la llave de la consola en el modo “Enable”.
Encienda las estaciones con los robot industriales, si es necesario, pídale ayuda a su docente de
laboratorio.
5. Seleccione el % de velocidad a un 30%.
Figura 15. Ajuste de la velocidad de trabajo del robot.
6. Realice el movimiento en sentido negativo de la articulación de la cintura del robot, para ello
presione el botón de “operador vivo” (en la parte posterior de la consola) + el botón [Step |Move] +
[-X|(J1)].
7. Mueva el resto de las articulaciones presionando los botones [-Y|J2], [-Z|J3], ...., [+C|J6] en lugar
del [-X|(J1)] del numeral anterior.
8. El eje lineal del robot RV-2AJ, es la articulación 7, por lo que debe presionar el botón de “operador
vivo” (en la parte posterior de la consola) + el botón [Step |Move] + [Rpl|↓] para presentar esta
articulación y poder moverlas desde la consola use el botón de [Joint] para buscar la articulación J7
y luego puede mover el eje con “operador vivo” (en la parte posterior de la consola) + el botón
[Step |Move] + [-X|(J1)] o “operador vivo” (en la parte posterior de la consola) + el botón [Step
|Move] + [+X|(J1)].
9. Abra y cierre el elemento terminal, para ello solo tiene que presionar los botones [Hand] + [+C|J6]
o [Hand] + [-C|J6].
10. Seleccione el tipo de movimiento de las articulaciones. Mueva cada eje independientemente usando
para ello la siguiente combinación de teclas:
Figura 16. Selección del tipo de movimiento por articulaciones.
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
14
Figura 17. Movimiento de las articulaciones del robot.
11. Seleccione el tipo de movimiento por coordenadas cartesianas. Mueva el robot a lo largo del
sistema de coordenadas de la base, para ello use la siguiente combinación de teclas:
Figura 18. Selección del tipo de movimiento por coordenadas cartesianas
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
15
Figura 19. Movimiento por coordenadas cartesiana del robot.
12. Seleccione el tipo de movimiento con sistema de coordenadas en la herramienta (Tool Jog
Operation), para que este se mueva respecto al sistema de coordenadas situado en el elemento
terminal del robot, para ello apriete los siguientes botones:
Figura 20. Combinación de teclas para cambiar al sistema de coordenadas en la herramienta.
Figura 21. Movimientos de las articulaciones con un sistema de coordenadas en la herramienta.
13. Seleccione el tipo de movimiento de tres ejes XYZ (3 axis XYZ operation jog mode) para
posicionar el extremo del brazo robot utilizando coordenadas cartesianas y mover los tres últimos
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
16
ejes (J4, J5 y J6) con coordenadas de articulación pero manteniendo la posición XYZ, para ello
presione la siguiente combinación de botones:
Figura 22. Combinación de teclas para cambiar al sistema de coordenadas de tres ejes XYZ.
14. Seleccione el tipo de movimiento en coordenadas cilíndricas para trasladarse a lo largo de un arco
centrado en cada uno de los tres ejes del sistema de coordenadas del robot y rotar alrededor de los
ejes del sistema de coordenadas del elemento terminal, para ello presione la siguiente combinación
de botones:
[Move] + [XYZ], [XYZ], [XYZ].
Figura 23. Rotaciones y traslaciones usando sistema de coordenadas cilíndricas.
Articulación
Alcance mín. en Alcance máx. en
grados
grados
1
2
3
4
5
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
17
6
7
Tabla 1. Límites de las articulaciones.
Nota: para el caso de la muñeca del robot debe limitarse al giro que pueda dar sin forzar las
mangueras.
Parte II. Edición y guardado de posiciones.
15. Acceda al menú: [Menu].
16. Pulsar 1 (Teach) y seleccionar el nombre del programa (Estos aparecen en la introducción teórica de
esta guía).
Figura 24. Selección del programa existente en la unidad de control del robot.
17. Presione la tecla [Pos] para ver las posiciones dentro del programa y escriba el nombre de una de las
válidas ya existentes (Refiérase a la introducción teórica de esta guía para conocer las posiciones).
Nota: siempre que se realice el movimiento a una posición debe de subir al menos 100 mm en Z
para evitar que el robot se golpee y se dañe.
18. Escriba las posiciones de cada una las articulaciones y/o posiciones de las coordenadas para
restaurarlas en caso de perderse:
Nombre del
programa:
Nombre del
programa:
Nombre del
programa:
Nombre de la
posición:
Nombre de la
posición:
Nombre de la
posición:
Coordenada
Valor original
X=
Y=
Z=
A=
B=
C=
Coordenada
Valor original
X=
Y=
Z=
A=
B=
C=
Coordenada
Valor original
X=
Y=
Z=
A=
B=
C=
Tabla 2. Valores originales de los programas y posiciones en el robot.
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
18
19. Presione el botón de “operador vivo” (en la parte posterior de la consola) + el botón [Step |Move] +
[Imp/Exe] para hacer que el robot se mueva hacia la posición seleccionada y comprobar el correcto
ajuste de la misma.
20. Mueva el brazo robot a una posición cualquiera y a partir de allí ajuste la posición anterior
21. moviendo las articulaciones individualmente hasta lograr colocar la pieza en la posición esperada.
22. Sobrescriba la posición guardándola de la siguiente manera:
• Pulsar [Step] + [Add] y después presionar [Add] de nuevo.
• Pulsar [Add] para confirmar la posición.
Figura 25. Escritura de una posición de un programa.
23. Compruebe que la nueva posición está correcta al repetir el paso 19 para esta posición.
24. Configure tantas posiciones como su docente de laboratorio le indique hasta que sea competente en
ello, puede usar las otras columnas de la Tabla 2 para guardar las posiciones originales.
25. Si sus posiciones no son iguales a las que escribió en la tabla 2, restáurelas antes de apagar el
equipo.
26. Apague las estaciones y deje limpio y ordenado su área de trabajo.
Análisis de resultado
1. ¿Es necesario buscar las posiciones iniciales de las articulaciones (buscar Home) para arrancar el
robot y que se sepa en qué posición se encuentra en el espacio? Explique.
2. Explique las diferencias entre el movimiento por coordenadas cartesianas y de tres ejes XYZ.
3. ¿Qué tipo de movimientos utilizó para posicionar cada uno de los puntos colocados en su práctica?
¿Cuál le resultó más conveniente y por qué?
Investigación Complementaria
1. ¿Qué método de medición de posición (tipo de sensores tanto internos como externos) utilizan los
robots industriales Mitsubishi presentes en el laboratorio iCIM?
Bibliografía
Manual iCIM del Ensamble por robot y estación de visión.
FESTO Didactic
Designación: iCIM_FC_Robot_RV3SB_Assembly_Festo_Vision_A010.doc
Marzo de 2010.
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
19
Manual iCIM del Acople-CNC.
FESTO Didactic
Designación: iCIM_FC_CNC_Coupling_A010.doc
Marzo de 2010.
Instruction Manual. Robot arm setup & maintenance
RV-3S/3SJ/3SB/3SJB Series
Mitsubishi Industrial robot
Melfa BFP-A8388-B
Standard specifications Manual. CR1B-571/CR2B-574 Controller
RV-3SB/3SJB Series
Mitsubishi Industrial robot
Melfa BFP-A8408-C
Instruction Manual. Controller setup, basic operation, and maintenance.
CR2/CR2A/CR2B Controller
Mitsubishi Industrial robot
Melfa BFP-A5991-
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019
Fundamentos de Robótica. Guía 1
20
Hoja de cotejo: 1
Guía 1: Operación de Robots Industriales.
Estudiante:
Estación No:
Docente:
GL:
Fecha:
EVALUACION
%
CONOCIMIENTO
25%
APLICACIÓN DEL
CONOCIMIENTO
35%
35%
ACTITUD
TOTAL
1-4
5-7
8-10
Conocimiento
deficiente de los
fundamentos
teóricos de los
movimientos
posibles de los
robots.
Conocimiento y
explicación
incompleta de
los fundamentos
teóricos.
Conocimiento
completo
y
explicación clara
de teóricos de
los movimientos
posibles de los
robots.
No realizó la parte I Necesitó la ayuda
de la guía de
del docente de
laboratorio.
laboratorio
Realizó la parte I de
la guía de
laboratorio.
No realizó la parte II Necesitó la ayuda
de la guía de
del docente de
laboratorio.
laboratorio
Realizó la parte II de
la guía de
laboratorio.
3%
No tiene
actitud
proactiva.
Participa
ocasionalmente o lo
hace constantemente
pero sin coordinarse
con su compañero.
Tiene actitud
proactiva y
sus propuestas
son concretas y
factibles.
2%
No es ordenado ni
responsable en el uso del
equipo
Solo es ordenado o
solo responsable con
el uso del equipo
Es ordenado y
responsable en el uso
del equipo
Nota
100%
Propiedad de la Universidad Don Bosco
Prohibida su reproducción total o parcial para otros fines 2019