sistemas mécatronicos

5/11/2018 Sistemas Mécatronicos - slidepdf.com

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CENTRO NACIONAL DE ACTJUALIZACION DO'CENTE

EN MECATRONICA

ANTOLOGiA YMANUAL DE pRACTICAS

GEN ER A C IO N 28

Elabor6: M .E., V j: €;e lilit e P e re z .

Instli'yctQr~M.E.Vicente Plilje~

Mayo del 2010



1 Y _ ' ' j ? 1 !SISTEMAS MECATRONICOS ~ • t : . : f

TABLA DE CONTENIDO

LISTA DE FIGURAS Y TABLAS 111

INTRODUCCION 10

FUNDAMENTACION 12

OBJETIVO GENERAL 13

ESTRATEGIAS DE TRABAJO 14

MEDIDAS DE SEGURIDAD 15

1. FUNDAMENTOS DE ROBOTICA 16

1.1 Conceptos basicos 16

1.2 Configuraciones 19

1.3 Elementos necesarios para el diseiio 23

1.4 Caracteristicas del robot Mitsubishi RVM1 251.5 Encendido del sistema 28

2. PROGRAMACION DEL ROBOT 31

2.1 Control de posicion y movimiento 31

2.2 Control de programa 33

2.3 Control de la mano 34

2.4 Control de entrada y salida (1/0) de datos 35

2.5 Control de cornunicacion a traves de RS232 35

3. ACTIVIDADES PRAcTICAS 36

3.1 Familiarizacion con el Robot Mitsubishi.. 36

3.2 lntroduccion a los comandos del Robot RVM1 40

3.3 Subrutina de tomar piezas (PICK) 49

3.4 Subrutina de dejar piezas (PLACE) 53

3.5 Subrutina de paletizaclon 56

3.6 Control de bandas 60

3.7 Secuencia de bandas 63

3.8 Control de bandas desde 2 PLC's 65

3.9 Entradas y salidas del Robot Mitsubishi RVM1 67

3.10 Puesta en marcha de la celda de manufactura flexible 69

ANEXOS 71

BIBLIOGRAFiA 74




LISTA DE FIGURAS Y TABLAS

Figura 1. 1 Robot (Brazo manipulador) 17

Figura 1.2 Espacio de trabajo 18

Figura 1.3 Robot Cartesiano 20

Figura 1.4 Robot esferlco 0polar 20

Figura 1.5 Robot cilindrico 21

Figura 1.6 Robot tipo brazo articulado 21

Figura 1.7 Robot tipo SCARA 22

Figura 1.8 Robot manipulador Mitsubishi RVM1 26

Figura 1.9 Alcance del Robot manipulador Mitsubishi RVM1 26

Figura 1. 10 Volumen de trabajo 27

Figura 1. 11 Componentes de la estacion del Robot.. 27

Figura 1. 12 Partes frontal y posterior del controlador del robot. 28

Figura 1. 13 Teaching box 29

Tabla 1 Funciones mas utilizadas en el Teaching Box 29

Figura 1. 14 Posicionamiento mediante el teaching box 30

Figura 3.1 Elementos del sistema robot.. 37

Figura 3.2. Ejes de movimiento del robot RVM1 39

Figura 3.3 Principales simbolos de diagramas de flujo 40

Figura 3.4 Diagrama de flujo del programa 1 47

Figura 3.5 Subrutina PICK 50

Figura 3.6 Diagrama de flujo subrutina place 54

Figura 3.7 Bases (pallets 0 paletas) 57

Figura 3.8 Diagrama de flujo de paletizaclon 58

Figura 3.9 Celda de manufactura flexible 60

Tabla 2 Localizaclon de sensores y actuadores 61

Figura 3.10 Enlace entre dos PLC's 66

Figura 3.11 Conexiones de los robots a los PLC's 67




INTRODUCCION

Mecatr6nica es un terrnino que fue utilizado inicialmente por la firma japonesa

Yaskawa Electric Company al rededor de los aries 60, conjuntando diferentes

disciplinas de ingenierfa. Surge de la necesidad que tenia la industria de entonces de

disponer de ingenieros con conocimientos multidisciplinarios. De esta manera, se

produjo la interacci6n de diferentes ramas tecnol6gicas, originando una nueva area

de aplicaci6n.

Los productos mecatr6nicos desarrollados en los arios 70's fueron esencialmente

rnecanicos con una pequeria parte de electr6nica 0 electrica integrada, con esta idea,

se integraron productos tales como puertas autornaticas, carnaras fotoqraficas y

controles autornaticos de vehfculos. En los aries 80's, con la introducci6n de la

informatica, se desarrollaron los microcontroladores, los cuales tienen una aplicaci6n

directa en maqulnas de control numerlco y robots industriales.

Las nuevas tendencias tecnol6gicas impulsaron al desarrollo de redes de datos para

construir sistemas de manufactura descentralizados, adernas de sistemas

inteligentes, orientados a sistemas electrornecanlcos para el diserio y la manufactura.

La mecatr6nica es una disciplina que forma parte de la ingenierfa y combina cuatro

areas tecnol6gicas: la mecanica, la electrica, la electr6nica y la informatica. Esta

combinaci6n tecnol6gica resulta en sistemas de manufactura mas flexibles y

precisos, los cuales son requeridos actualmente por la industria debido a las

exigencias competitivas de mayor calidad y mejor precio de los productos.

Asi, tenemos que de la intersecci6n entre la rnecanica y la electrica se origina la

electromecanlca; la electrlca y la electr6nica dan como resultado el control

electr6nico; la confluencia entre la electr6nica y la informatica pro-concurrencia de laelectromecanlca, el control electr6nico, el control digital y los sistemas

CAD/CAM/CAE integran la mecatr6nica.

EI nuevo paradigma de la ingenierfa moderna es la actividad multidisciplinaria. EI

diserio de cualquier sistema de producci6n, proceso tecnol6gico, mecanisme 0

dispositive, sera tan exitoso como 1 0 sea la interacci6n entre los especialistas en las

10 M. E.Vicente P.




diversas disciplinas que intervienen en la concepcion del producto final. Una de las

disciplinas en que esta lnteraccion se ejemplifica mas claramente es la mecatronlca.

EI esquema de un robot industrial es un ejemplo de dispositive rnecatronico, puesto

que se encuentra integrado por partes que tienen su origen en diferentes areas

tecnoloqicas.

En las industrias de la transformacion y rnetalmecanica principalmente, se requieren

profesionistas que tengan conocimientos de mecanica, que cuenten con la habilidad

de comprender y reparar sistemas electronlcos y con conocimientos de cornputaclon.

Es diffcil que una sola persona pueda resolver muchos y diferentes problemas

comunes en la industria, sin embargo la rnecatronica representa la potencial solucion

a la necesidad de profesionistas multidisciplinarios, adernas de tener influencia en

cualquier industria de transtormacion, desde las muy pequelias hasta las muycomplejas, puesto que la automatizacion es cada vez mas necesaria en todos los

arnbitos de la vida moderna.

Los sistemas de control son fundamentales para el manejo de los procesos de

produccion de las plantas industriales. Esta comprobado que el aumento de laproductividad esta muy relacionado a la automatizacion de los procesos en la medidaque se haga un usoeficiente de los equipos y sistemas asociados.

Como ya se rnenciono, actualmente la robotics en Mexico es un campo nuevo,

donde no existen suficientes tecnicos preparados en esta reciente area tecnoloqica

que sean capaces de programar, controlar y dar mantenimiento a los sistemas

robotizados, esto trae como consecuencia en la mayorfa de los casos, la contratacion

de personal extranjero que coadyuve a la solucion de estos nuevos requerimientos.

La presente asignatura pretende complementar la forrnacion de los especialistas en

mecatronica que se preparan en este Centro de Actuatizacion Docente,

instruyendolos tarnbien en el campo de la robotica, proporcionando para ello, los

conocimientos necesarios sobre la arquitectura y la proqrarnacion de sistemas

robotizados reales que tienden a ser las herramientas mas comunes en la industria

mexicana, considerando las nuevas tendencias de la autornatlzaclon flexible.

11 M. E.Vicente P.




FUNDAMENTACION

Dentro del contexto de la mecatronlca aparece el ejemplo por excelencia de esta

ingenierfa que es la Rob6tica. Paradojicarnente, esta materia de estudio y el

desarrollo de robots surge antes que el concepto de ingenierfa rnecatronica, sin

embargo, con la moda de la sinergia entre varias disciplinas y con los avances

tecnoloqicos, ahora se considera a la robotics como un area amplia incluida en el

concepto de rnecatronica.

EI estudio de la robotica, es complejo, pero al mismo tiempo fascinante y que en su

estado del arte aun se continua el trabajo por parte de cientfficos e ingenieros para

resolver problemas de desemperio, de estabilidad e incluso de controlabilidad. Un

robot manipulador representa un claro ejemplo de la Mecatronlca, esto sugiere que la

mayorfa de las actividades desarrolladas durante la presente asignatura se tengan

que realizar aplicando una filosoffa de lnteqracion y trabajo en equipo, esto es

considerado como uno de los objetivos fundamentales promovidos en el CNAD.

En esta antologfa como manual de apoyo, se abordan conceptos basicos y la

terminologfa necesaria para adentrarse en el mundo de la robotlca. Asf mismo se

muestra un panorama general relacionado con el hardware de un sistema de robot,

que puede estar dentro de las categorfas de los robots moviles 0 robots

manipuladores.

Es importante hacer notar que el diserio rnecanico, electronlco y de proqramacion,

puede lIevarse a cabo posteriormente mediante la construccion de un prototipo

mecatronlco con fines dldactlcos, como una alternativa dentro de la evaluacion de la

proxima asignatura de Proyecto Final a cursar.

12 M. E.Vicente P.




OBJETIVO GENERAL

Con fundamento en los principios te6ricos de la rob6tica y del control secuencial

mediante PLC's, los participantes al terrnino de esta asignatura, seran capaces

de programar y poner en marcha rutinas de control en una Celda de Manufactura

Flexible para controlar algunos procesos, empleando para ello, los comandos

adecuados en lenguaje MELFA para los robots y la sintaxis de programaci6n en

lenguaje de mnem6nicos 0 de escalera para PLC's, con la finalidad de

automatizar el sistema en su totalidad.

13 M. E.Vicente P.




ESTRATEGIAS DE TRABAJO

Como estrategias de trabajo durante el desarrollo de la asignatura, se recomienda la

integraci6n de 4 equipos de tres alumnos como maximo 6 dos alumnos como

rnlnimo, para evitar aglomeraciones en las estaciones de trabajo y en consecuencia

impedir darios en el equipo, adernas de evitar la posibilidad de accidentes que

pongan en riesgo la integridad ffsica de los educandos 0 usuarios en general.

Cada equipo trabajara primeramente con las rutinas de pick and place y paletizaci6n,

necesarias para familiarizarse con la operaci6n de las estaciones de robots.

Para tener derecho a programar y operar los robots aSI como las bandas

transportadoras que integran la celda de manufactura flexible, sera necesario que los

equipos de trabajo, primeramente diserien sus actividades 6 programas, los cuales

deberan ser previamente revisados y autorizados por el instructor antes de

capturarlos y correrlos.

Posteriormente, se dlstribulran tres equipos de alumnos en las estaciones de robots y

uno mas en las bandas transportadoras, con la finalidad de implementar rutinas de

control diferentes, para completar la automatizaci6n del proceso.

Finalmente, los cuatro equipos de trabajo haran una demostraci6n del

funcionamiento general de la celda de manufactura flexible, explicando cada una de

las etapas y las actividades desarrolladas por cada equipo.

14 M. E.Vicente P.




MEDIDAS DE SEGURIDAD

Antes de empezar a trabajar 0 hacer uso de alqun equipo dentro del laboratorio de

robotica, debera respetar las siguientes medidas de seguridad:

a).- Nunca trabaje solo, siempre debera trabajar con algun compariero.

b).- Nunca se acerque 0 deje objetos dentro del area de operacion del robot cuando

este se encuentre funcionando.

b).- EI robot siempre debe ser regresado a su posicion de inicio despues de haber

side encendido, para evitar que ocurra un error.

c).- AI diseriar alqun programa 0 realizar alguna operacion, debera considerar y

evadir los obstaculos en la mesa de trabajo.

d).- Estrictamente prohibido consumir alimentos 0 jugar en ellaboratorio de Robotics.

e).- No trabaje con los equipos si el instructor no Ie ha autorizado.

f).- Reporte cualquier anomalfa que observe en el equipo al instructor antes 0

despues de usarlo.

Recuerde que estas medidas de seguridad solo son situaciones obvias que debemos

respetar para evitar riesgos y accidentes que puedan repercutir en su integridad fisica

o en la reposicion de algun equipo por mal uso.

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1. FUNDAMENTOS DE ROBOTICA.

Mikell Groover, en su libro Automation, Production Systems and Computer IntegratedManufacturing, define al robot industrial como "...una mequine programable, de

proposito general, que posee ciettes caracter/sticas antropom ortice«, es decir, con

caracter/sticas basadas en la figura humana ..." Cabe destacar que la caracterfsticaantropomorflca mas cornun en nuestros dias es la de un brazo mecanico, el cual

realiza diversas tareas industriales.

EI desarrollo de proyectos relacionados con la robotica son un claro ejemplo de lacornbinacion de conocimientos teorlco-practlcos que sirven de gufa para el diserio,construccion y control de un sistema de robot. EI diserio mecanlco y electronlcopuede ser construido facllrnente. EI know-how solo se aprende "haciendo".

Manufactura accesible de acuerdo a la geometrfa de los elementos 0 partes delrobot.

EI campo de la robotlca ha lIegado a ser una de las areas de la autornatlzaclon masimportantes para los aries 80 y 90. Los ingenieros, tecnicos y directores debenformarse y capacitarse para tener conocimiento del pie no potencial de esta

tecnologfa. Para su correcta cornprension es preciso una tormulacion basics eningenierfa. Siendo en concreto deseable tener una adecuada base en algebra

matricial, electronica, control e informatica. No obstante, en el presente curso sinahondar en esta formacion especffica, el alumno podra interpretar sin dificultad variosde los conceptos mas complejos.

1.1 Conceptos basicos,

Definiciones de robots: Existen ciertas dificultades para establecer una definicion

formal de 1 0 que es un robot industrial. La primera de elias surge de la diferenciaconceptual entre el mercado japones y el euro americana de 1 0 que es un robot y 1 0

que es un manipulador. Asi, mientras que para los japoneses un robot industriales

cualquier dispositive rnecanico dotado de articulaciones rnoviles destinado a larnanipulacion, el mercado occidental es mas restrictive, exigiendo una mayor

complejidad, sobre todo en 1 0 relativo al control.

La definicion mas comunmente aceptada posiblemente sea la de la Asoclacion de

Industrias Roboticas (RIA), sequn la cual: Un robot industrial es un manipulador

multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas, 0

dispositivos especiales, segun trayectorias variables, programadas para realizar

tareas diversas.

Sequn la Orqanizacion Internacional de Estandares (ISO), define al robot industrial

16 M. E.Vicente P.




como: un Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad,

capaz de manipular materias, piezes, herramientas 0 dispositivos especiales segun

trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.

Figura 1. 1 Robot (Brazo manipulador).

Un Manipulador se define como un mecanismo formado generalmente porelementos en serie, articulados entre si, destinado al agarre y desplazamiento deobjetos. Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por un operadorhumano 0mediante un dispositivo logico.

Grados de libertad. Los grados de libertad son los parametres que se precisan para

determinar la posicion y la orientaclon del elemento terminal del manipulador.Tarnbien se pueden definir, como los posibles movimientos basicos (giratorios y de

desplazamiento) independientes. Un mayor numero de grados de libertad conlleva unaumento de la flexibilidad en el posicionamiento del elemento terminal. Las

dimensiones de los elementos del manipulador, junto a los grados de libertad,definen la zona de trabajo del robot.

Cada uno de los movimientos independientes (giros y desplazamientos) que puederealizar cada artlculacion con respecto a la anterior. Son los parametres que seprecisan para determinar la posicion y la orlentacion del elemento terminal del

manipulador.

EI nurnero de grados de libertad del robot viene dado por la suma de los GDL de las

articulaciones que 1 0 componen. Puesto que las articulaciones empleadas suelen serunlcamente de rotacion y prlsmaticas, con un solo grado de libertad cada una, elnurnero de GDL del robot suele coincidir con el nurnero de articulaciones que 1 0

componen.

Espacio 0 volumen de trabajo. Las dimensiones de los elementos del manipulador,junto a los grados de libertad, definen la zona de trabajo del robot.

17 M. E.Vicente P.




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Figura 1.2 Espacio de trabajo.

EI espacio 0 volumen de trabajo de un robot se refiere unicamente al espacio dentro

del cual puede desplazarse el extremo de su murieca. Para determinar el volumen detrabajo no se toma en cuenta el actuador final. La razon de ello es que a la muriecadel robot se Ie pueden adaptar grippers de distintos tamarios.

Para determinar el volumen de trabajo de un robot industrial, el fabricante

generalmente indica un plano con los Ifmites de movimiento que tiene cada una delas articulaciones del robot.

EI espacio de trabajo, se subdivide en areas diferenciadas entre si, por la

accesibilidad especffica del elemento terminal (gripper), es diferente a la que permiteorientarlo verticalmente 0 con el determinado anqulo de inclinacion. Tarnbien queda

restringida la zona de trabajo por los Ifmites de giro y desplazamiento que existen enlas articulaciones.

Precision. Es la diferenciaentre el punta deseado y el valor obtenidoen el

manipulador en su espacio de trabajo. Puede considerarse como la distancia minimaque puede medirse desde un punta deseado en el espacio y la posicion final de su

pinza. La precision de movimiento en un robot industrial depende de tres facto res:resolucion espacial, exactitud y repetibilidad.

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Repetibi/idad. Es la capacidad del robot de regresar al punta programado las vecesque sean necesarias. Esta magnitud establece el grado de exactitud en la repeticion

de los movimientos de un manipulador al realizar una tarea programada.

Capacidad de carga. EI peso en kilogramos, que puede transportar la garra delmanipulador recibe el nombre de capacidad de carga. A veces, este dato 1 0

proporcionan los fabricantes, incluyendo el peso de la propia garra. En modelos derobots industriales, la capacidad de carga de la garra, puede oscilar de entre 205kg.

y O.9Kg.

Ve/ocidad. Se refiere a la velocidad maxima alcanzable por las articulaciones. Enmuchas ocasiones, una velocidad de trabajo elevada, aumenta extraordinariamenteel rendimiento del robot, por 1 0 que esta magnitud se valora considerablemente en laeleccion del mismo.

La exactitud. Es la capacidad de un robot para situar el extremo de su rnurieca en

un punta serialado dentro del volumen de trabajo. Mide la distancia entre la posicionespecificada, y la posicion real del actuador terminal del robot. Un robot presenta unamayor exactitud cuando su brazo opera cerca de la base.

A medida que el brazo se aleja de la base, la exactitud se ira haciendo menor. Estose debe a que las inexactitudes rnecanicas se incrementan al ser extendido el brazo.

Otro factor que afecta a la exactitud es el peso de la carga; las cargas mas pesadasreducen la exactitud (al incrementar las inexactitudes mecanicas). EI peso de lacarga tarnblen afecta la velocidad de los movimientos del brazo y la resistenciamecanica.

1.2 Configuraciones.

La estructura del manipulador y la relacion entre sus elementos proporcionan unaconfiquraclon rnecanica, que da origen al establecimiento de los parametres que hayque conocer para definir la posicion y orientacion del elemento terminal.

Fundamentalmente, existen cuatro estructuras clasicas en los manipuladores, que serelacionan con los correspondientes modelos de coordenadas en el espacio y que se

citan a continuacion: cartesianas, ciifndricas, esfericas, angulares.

Robot cartesiano:

En un robot cartesiano la relacion entre sus ejes es lineal. Posee tres movimientoslineales, es decir, tiene tres grados de libertad, los cuales corresponden a los

movimientos localizados en los ejes X, Y Y Z. Los movimientos que realiza este robotentre un punta y otro son con base en interpolaciones lineales. lnterpolacion, en estecaso, significa el tipo de trayectoria que realiza el manipulador cuando se desplazaentre un punta y otro.

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A la trayectoria realizada en linea recta se Ie conoce como lnterpolacion lineal y a latrayectoria hecha de acuerdo con el tipo de movimientos que tienen sus

articulaciones se Ie llama interpolacion por articulacion.

Robot Esferico a Polar.

Figura 1.3 Robot Cartesiano.

Este tipo de robot tiene Movimiento rotacional y prlsmatico. Dos juntas de rotacion yuna prismatica permiten al robot apuntar en much as direcciones, y extender la manaa un poco de distancia radial. Los movimientos son: rotacional, angular y lineal.

Este robot utiliza la interpolacion por articulacion para moverse en sus dos primerasarticulaciones y la interpolacion lineal para la extension y retraccion.

Figura 1.4 Robot esferico 0 polar.

20 M. E.Vicente P.




Robot Cilindrico.

Este tipo de robot tiene un movimiento de rotaci6n sobre una base, una articulaci6n

prisrnatica para la altura, y una prisrnatica para el radio. Este robot ajusta bien a los

espacios de trabajo redondos. Puede realizar dos movimientos lineales y unorotacional, 0 sea, que presenta tres grados de libertad.

Figura 1.5 Robot cilindrico.

Este robot esta diseliado para ejecutar los movimientos conocidos comointerpolaci6n lineal e interpolaci6n por articulaci6n. La interpolaci6n por articulaci6n

se lIeva a cabo por medio de la primera articulaci6n, ya que esta puede realizar un

movimiento rotacional.

Robot de Brazo arliculado.

Figura 1.6 Robot tipo brazo articulado.

21 M. E.Vicente P.




Este tipo de robot es el mas versatil, ya que las trayectorias pueden ser en cualquierdirecci6n dentro de su espacio de trabajo, normalmente son construidos con 4, 5 Y 6

grados de libertad, los primeros tres grados son para posicionamiento y los ultimos

tres para orientaci6n.

Usa 3 juntas de rotaci6n para posicionarse y generalmente, el volumen de trabajo esesterlco.

Estos tipos de robots se parecen al brazo humano, con una cintura, el hombre, elcodo, la rnuneca. Presenta una articulaci6n con movimiento rotacional y dos

angulares.

Aunque el brazo articulado puede realizar el movimiento lIamado interpolaci6n lineal(para 10 cual requiere mover stmultaneamente dos 0 tres de sus articulaciones), el

movimiento natural es el de interpolaci6n por articulaci6n, tanto rotacional comoangular.

Robot tipo SCARA.

De la combinaci6n del robot cilfndrico y el prisrnatico surge el robot articuladoSCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm). Es similar al de configuraci6n

cilfndrica, pero el radio y la rotaci6n se obtiene por uno 0 dos eslabones. Este brazopuede realizar movimientos horizontales de mayor alcance debido a sus dosarticulaciones rotacionales (ver figura 1.7).EI robot de configuraci6n SCARA tarnbien puede hacer un movimiento lineal

(mediante su tercera articulaci6n).

Figura 1. 7 Robot tipo SCARA.

22 M. E.Vicente P.




SCARA: 5 = Selective

C = ComplanceA = AssemblyR = Robot

A=Arm

Robot de ensamble de complianza selectiva.

Complianza: Es la fuerza que puede aplicar el robot en cierta posicion.

1.3 Elementos necesarios para el dlsefio,

Si alguien decidiera diseriar un robot, que elementos serfan los principales aspectospara iniciar a comprender el problema de diserio.

Actualmente la informacion sobre robots es amplia pero a pesar de eso no se tiene

una gufa practice que nos permita diseriar y construir un robot por muy sencillo queeste sea.

A contlnuaclon se presenta un resumen de los problemas generales para el diserio

de sistemas de robots:

cinemetice.

La clnernatica del robot trata de como se mueve el mismo, dado que la dlrecclonadopta tal y tal anqulo y que cada rueda gira tantas veces, l.donde acabara el robot y

que camino tornara?

Los diserios diferencial y sincronizado tienen una ventaja sutil sobre los otros dostipos, la diferencia estriba en sus cinematlcas. Considere un triciclo, el cual tiene tresgrados de libertad cuando se mueve sobre una superficie plana. Es decir, en relacioncon un sistema global de coordenadas, el robot puede estar en cualquier posicion

especificado por dos coordenadas x e y, y apuntando en una direccion especificadapor una tercera coordenada, el anqulo q. Estos tres grados de libertad (x,y,q ) nos

dan la distancia y el anqulo entre el sistema de coordenadas global, y una referencialocal en el robot.

Serfa interesante tener la posibilidad de posicronar y orientar nuestro robot en

cualquier lugar sobre el plano, es decir, sin considerar de donde arranca, si Ie damosx,y,q el robot debe poder moverse a esa posicion. Sin embargo, hay un problema,

para alcanzar esos tres grados de libertad el robot solo puede controlar dosparametres: la direccion, anqulo a , y la distancia total recorrida, S. Esto quiere decirque la orlentacion del robot y su posicion estan ligados, para girar tiene que moversehacia delante 0 hacia atras.

23 M. E.Vicente P.




EI robot no puede ir directamente de una posicion y/o orlentacion a otra, incluso auncuando no haya nada en su camino. Para alcanzar una posicion y orlentacion

deseadas simultanearnente, el robot tiene que seguir alqun camino, posiblemente

complejo. Los detalles de ese camino se complican mas con la presencia deobstaculos, razon por la cual el posicionamiento en linea es diffcil; sin embargo, unrobot basado en los diserios diferencial 0 sincronizado puede, al girar sobre sfmismo, desacoplar efectivamente su posicion de su orlentaclon.

Cinematica directa.

La cinernatica estudia la velocidad y la aceleraclon de los objetos con respecto altiempo. En el diserio de las partes de una maquinaria que tengan movimiento seinicia en un anallsis de la cinernatica, es decir, el estudio de los movimientos sintomar en cuenta los torques 0 fuerzas para mover losejes del sistema rnecanlco.

La cinematica directa en robotics es encontrar la relacion rnaternatica para describir

la posicion del efector final en terminos de las variables de las articulaciones.

Para lograr este anallsis se requiere de transformaciones lineales, dada en unarepresentacion de Denavit- Hartenberg.

Dinamica

EI problema de la dlnarnlca se determina por la fuerza necesaria para mover lasarticulaciones del robot. Esto es posible con calculos que relacionan las dimensionesy el peso de los brazos del robot, asf como el peso que lIevara la herramienta, con

esto se estima de manera general el tipo y la capacidad del motor a implementarpara mover con el torque 0 fuerza lineal apropiada sequn sea el caso. Para este caso

existen las ecuaciones de Euler Lagrange las cuales describen la evoluclon delsistema rnecanico, en resumen, la energfa potencial y la energfa cinetica, las cualesson ligadas con el par desarrollado, la potencia y elementos necesarios para ladinamlca de los robots.

Control de posicion.

EI control de posicion realiza las tareas de planear las trayectorias del robot demanera interpolada y proporcionando al sistema una buena precision y grado derepetibilidad mediante un control de lazo cerrado de velocidad y posicion. Esto se

consigue implementando el rnetcdo de Liapunov el cual permite el control de robotsde muy alto desemperio.

Control de tuerze.

EI control de fuerza nace de la necesidad de proporcionar la misma movilidad y

precision sin importar la carga (dentro de los Ifmites permitidos por el diserio)

24 M. E.Vicente P.




mecanlca que tenga.

Actualmente en robotlca existen mas problemas que requieren una solucion, por

ejemplo la inteligencia en los robots, la cual involucra aspectos tan complejos que

pocos autores incluyen en sus analisis. Todos estos avances de robotics sondeterminados por la capacidad que estan alcanzando estas maqulnas y el alto gradode calidad que se obtiene en los productos que elaboran.

Resumiendo:

La cinemetice de un robot, comprende el estudio de su movimiento con respecto a

un sistema de referencia.

- Descrlpcion analftica del movimiento espacial en funcion del tiempo.- Relaciones locallzacion del extremo del robot- valores articulares.

Problema cinemetico directo: Oeterminar la posicion y orientacion del extremo final

del robot, con respecto a un sistema de coordenadas de referencia, conocidos losanqulos de las articulaciones y los parametres geometricos de los elementos delrobot.

Problema cinemetico inverso: Oeterminar la confiquracion que debe adoptar elrobot para una posicion y orientacion del extremo conocidas.

Mode/o diferencial (matriz Jacobiana): Relaciones entre las velocidades demovimiento de las articulaciones y las del extremo del robot.

1.4 Caracteristicas del robot Mitsubishi RVM1.

EI manipulador robot Mitsubishi RV-M1 cuenta con cinco grados de libertad (OOF).Su capacidad de carga es de 1.2 Kg sin incluir el peso del efector final adaptado a el.EI sistema que permite operar el robot, se encuentra constituido por:

• Brazo articulado.

• Efector final (gripper, intercambiador de herramientas 0 sensor).

• Teaching box.

• Controlador.• Cables de conexion,

• Computador con software paraestablecer cornunlcacion con el robot.

EI brazo cuenta con cinco articulaciones que se pueden observar en la figura 1.8.

• J1: cintura. (8+ en sentido horario y 8- sentido anti horario)

• J2: hombro. (5+ hacia arriba y 5- hacia abajo)

25 M. E.Vicente P.



1 t - ' ' j ? 1 !SISTEMAS MECATRONICOS ~ • t : . : f

• J3: codo. (E+ hacia arriba y E- hacia abajo)

• J4: Murieca. (P+ hacia arriba y P- hacia abajo)

• J5: Giro de murieca. (R+ sentido horario y R - sentido anti horario)L

J1:Ci' iulra! : ) , , j . l El~

Figura 1.8 Robot manipulador Mitsubishi RVM1.

y

Cada articulaci6n puede rotar de forma limitada, para ofrecer al robot la posibilidadde posicionarse en cualquier lugar de un espacio confinado al que se Ie denominavolumen de trabajo del robot. La figura 1.9 presenta los Ifmites de movimiento paracada articulaci6n y el volumen de trabajo para el robot manipulador.

21:5,I '. I 16(1 I 141 I

JI1 ~-1 ~51)~ 1:50

J:2: ,,30$1('I(}J I3 : O e 110

J'4: ...0$ 90.J,6,:-100' a 1;80.

Figura 1.9 Alcance del Robot manipulador Mitsubishi RVM1.

26 M. E.Vicente P.




Figura 1. 10 Volumen de trabajo.

Como se observa en la figura 1.10, la base del robot se encuentra dentro de suvolumen de trabajo. La siguiente combinaci6n de anqulos de movimiento porarticulaci6n, produce colisi6n del efector con la base del robot:

J1= (-150 a 150), J2 = -30, J3 = -110, J4 = -90, J5 = (-180 a 180)

PRECAUCION

Verificar que las posiciones a las que se movers el robot no produzcan colisiones con

su base 0 con objetos que se encuentren dentro de su volumen de trabajo.

CABLE DE ALllIEIiTACliiN

DEL IIOTOR

CABLE DE SENALDEL MOTOR

UIlIDAn DE CONTROL

, CABLE DE ALllIEIiTACliiN

(til Vea)

CABLE DE COIIPUTADORA

Figura 1. 11 Componentes de la estaci6n del Robot.

27 M. E.Vicente P.




1.5 Encendido del sistema.

Asegurarse de que el robot manipulador se encuentra conectado a una fuente deallmentaclon de 100 volts, presione el boton de encendido de este dispositive.

A contlnuaclon se debe presionar el boton de encendido del controlador del robot quese encuentra en la parte posterior del mismo.

Asegurarse de que el teaching box se encuentre encendido (ON) y lIeve el robot a suorigen rnecanico NEST presionando los botones < NST > Y <ENT> ..

~ e:f iId [id lo ' d ~1 1

oo:nr l lFoi~do.r

-,-,-- -,--

D

D

-• ~ 1iId I~~ do :r~ e:lf'iIOOlfild iid lo ,

I_I I B o tP lf il de ! :: lM lE IRG E lNC~A

e I loo~cado:r~ e lnror

o 1111Id~cado:r: j feca. lIdi !5fi1de tarea

• IIINIICIIO ~p:rog[r~I~.)

• 1[)E1EINE!R. l (p.nogr~ma)

D !REIN ~C~A!R t(oolfi l ti 'CI i~do:r)

-'-- - '--

Figura 1. 12 Partes frontal y posterior del controlador del robot.

En la figura 1.12, se observa que el controlador cuenta en la parte frontal, con unaserie de botones e indicadores cuyas funciones se incluyen a contlnuaclon.

Indicador de encendido: se activa cuando se suministra potencia al controlador del

robot.

Boton de emergencia: interrumpe la ejecucion de cualquier tarea en desarrollo,dando lugar a una alarma sonora intermitente que se suspende apagando elcontrolador.

Indicador de error: se activa cuando se produce un error. Generalmente se activa

sirnultaneamente una alarma sonora continua.

Boton de inicio: permite empezar la ejecucion del programa almacenado en memoria.

Boton de paro: suspende la ejecucion del programa.

Boton para reiniciar el controlador (RESET): se utiliza para suspender el sonido

continuo de una alarma 0 la ejecucion de las Ifneas restantes de un programa que ha

side interrumpido mediante el boton de paro.

28 M. E.Vicente P.




Teaching box.

Este dispositivo, permite manejar manualmente el robot. Cuenta con un teclado

cuyos botones presentan varias funciones sequn el modo configurado.

Figura 1. 13 Teaching box ..

En la tabla 1, se presentan los comandos mas utilizados cuando se operamanual mente el robot.

S I O O l J l l e . : r n d l e d i e '

Ib{1~mf9S

Tabla 1 Funciones mas utilizadas en el Teaching Box.

I l l N e

I N S 1 '

29 M. E.Vicente P.




En la tabla anterior se incluye la secuencia de botones que se utiliza para habilitarcada una de las funciones del teaching box. EI ejemplo 1, permite apreciar como se

utiliza este dispositive para crear una posicion y mover el robot.

Actividades

Ejemplo 1. Mediante el uso del teaching box se puede lIevar al robot a la posicion

que se presenta en la figura siguiente y se puede guardar esta posicion en memoria

asiqnandole el nurnero 100. Posteriormente se puede mover el efector final a 1 0 largodel eje Y (direccion Y+). Finalmente se puede retornar a la posicion 100 previamentedefinida.

Figura 1. 14 Posicionamiento mediante el teaching box.

Todo 1 0 descrito se logra con los comandos siguientes:

• NST + ENT (origen mecanico - inicializa el robot)

• PTP (activa movimiento por articulaciones)

• ORG + ENT (Ileva todas las articulaciones a O grados)

• Y+ / S+ (movimiento artlculacion J2 hombre)

• Z-/ E- (movimiento articulacion J3 coda)

• P- (movimiento articulacion J4 pitch)

• P.S <100> ENT (crea posicion 100)

• XYZ (activa movimiento en coordenadas cartesianas)

• Y+ / S+ (movimiento a 1 0 largo del eje Y)

• MOV <100> ENT (mueve el robot a la posicion 100)

30 M. E.Vicente P.




2. PROGRAMACION DEL ROBOT

Para programar el robot se utilizan diferentes comandos que se clasifican de lasiguiente forma:

• Instrucciones de control de posici6n y movimiento.

• Comandos para estructurar los programas.

• Instrucciones de control de la mana (gripper).

• Comandos de control de entrada salida I/O.

• Instrucciones de lectura a traves de RS-232.

Las instrucciones marcadas con asterisco (*) se ejecutan inmediatamente despuesde ser enviadas y no pueden ser incluidas en un programa en el que el nurnero de

linea que precede cada comando indique la secuencia que desarrollara el robot.

2.1 Control de posici6n y movimiento.

OP A partir de la posici6n actual, el robot se mueve a la anterior posici6n definida.

ow < dis tancia en x >, < dis tancia en y >, < dis tancia en z>

Conservando la orientaci6n,el robot desplaza el efector desde el punta en elque se encuentra, hasta un nuevo punta a una distancia determinada por los

parametres anteriores, en los ejes X, Y Y z.

HE < numero de la posicion>

Guarda la posici6n actual asiqnandole el nurnero suministrado como para metro.Debe cumplirse que: O<numero de la posicion<630.

IP Lleva el robot a la siguiente posici6n definida.

MA < posicion 1>, < posicion 2>

Mueve el robot a la posici6n que se obtiene al sumar las componentes de lasposiciones 1 y 2. Estas componentes son las coordenadas X, Y Y Z, en las quese encuentra el efector y los anqulos correspondientes a pitch y roll, que

determinan su orientaci6n.

MC < posicion 1 >, < posicion 2 >, < 00 C >EI robot se mueve en forma continua entre la posici6n 1 y posici6n 2, pasando atraves de las posiciones intermedias que hayan side declaradas.

MJ < cintura >, < hombro >, < codo >, < pitch >, < roll> ( * J

Mueve el robot por articulaciones. Cada pararnetro se suministra en grados

31 M. E.Vicente P.




sequn los Ifmites presentados.

MO < posicion >,< 00 C>

Movimiento a la posicion seleccionada con el gripperabierto 0 cerrado (00 C).

MP <coord. X>,<coord. Y>,<coord. Z>,<imgulo Pitch>,<imgulo roll> (*)

Mueve el efector final del robot al punta dado por las coordenadas X, Y Y Z, conorlentacion definida por los anqulos pitch y roll.

MS < posicion >, < numero de puntos intermedios >, < 00 C>

Genera movimiento desde la posicion actual hasta la nueva posicion pasando

traves de un nurnero definido de puntos intermedios.

MT < posicion >,< dis tan cia >,< 00 C>

Movimiento en dlrecclon de la herramienta a partir de la posicion dada, a 1 0 largo

de la distancia definida.

NT Lleva el robot a su origen rnecanico.

OG Lleva el robot al origen de movimiento por artlculaclon. J =J =J =J =J = 0grados.

PC < posicion 1 >, < posicion 2 >

Borra las posiciones definidas en el intervalo comprendido entre la posici6n 1 y la

posici6n 2.

PO < posicion >,<coord. X>,<coord. Y>,<coord. Z>,<Pitch>,<Roll> (*)

Crea una posicion en las coordenadas dadas y con la orientacion definida por losanqulos pitch y roll.

PL < posicion 1 >,< posicion 2 >

Asigna las coordenadas y anqulcs correspondientes a la posici6n 2 a la posici6n1, borrando su contenido en caso de que esta se encontrara definida

previamente.

PX < posicion 1 > ,< posicion 2 >

Asigna la posicion 1 a la posicion 2 y viceversa.

SF < posicion 1 >,< posicion 2 >

Asigna a la posici6n 2 la suma de las coordenadas y anqulos de las posiciones 1

y 2.

SP < nivel 0 a 9 >, < H 0L >

Define la velocidad de movimiento del robot y su aceleracion, que puede ser alta(H) 0 baja (L).

32 M. E.Vicente P.




TI < contador de 0 a 32767 >

Espera un periodo de tiempo en segundos equivalente al valor del contadordividido entre 10.

TL < longitud >Permite variar la longitud de la herramienta 0 efector final utilizados por el robot,para que los calculos de posicion sean realizados en funcion de esta nuevadimension.

2.2 Control de prog rama.

CP < contador de 1 a 99 >

Permite seleccionar un contador para comparar el valor acumulado con otrovalor en una lnstrucclon posterior.

DA < numero de bit>

Deshabilita la interrupcion correspondiente al bit de entrada que se encuentrehabilitado previamente.

DC < contador>

Reduce el contador restando 1 al valor acumulado actual.

DL < linea 1 >,< linea 2> (*)

Borra el contenido de la memoria de programa (2048 lineas), desde la Ifnea 1

hasta la lInea 2.

EQ < valor>, < numero de linea>

Salta a la linea indicada por el pararnetro numero de lInea, si valor es igual alcontenido de un contador seleccionado previamente mediante la instruccion CPo

GS < numero de linea>

Saito a una sub-rutina que inicia en la linea suministrada como pararnetro.

GT < numero de linea>

Saito a la linea indicada.

IC < contador>

Incrementa en 1 el valor acumulado en el contador indicado.

LG < valor>, < numero de linea>

Salta a la linea indicada por el pararnetro numero de lInea, si el pararnetro valor

es mayor que el contenido de un contador seleccionado previamente mediantela lnstrucclon CP. EI range para el pararnetro valor es: -32768 < valor < 32768.

NE < valor > , < numero de linea>

33 M. E.Vicente P.




Salta a la linea indicada por el pararnetro numero de Ifnea, si el pararnetro valor

es diferente al contenido de un contador seleccionado previamente mediante la

instruccicn C P o

NW Borra el programa y las posicrones que se encuentren almacenadas en

memoria, en el controlador del robot.

NX Indica el final de un cicio.

RC < numero de repeticiones >

Indica el nurnero de veces que debe repetirse el fragmento de programaconsecutive, cuyo final es la lnstruccion NX. EI pararnetro numero de

repeticiones puede tomar un valor comprendido entre 1 y 32767.

RN < linea 1 >, < linea 2 >Activa el robot para ejecutar las instrucciones del programa enviado, que se

encuentren incluidas entre los llrnites dados por los parametres Ifnea 1 y la Ifnea2.

RT Indica el final de una subrutina y retorno al programa principal.

SC < contador 1a 99 >,< valor>

Asigna al contador seleccionado, un valor cuyos llmites estan definidos asl: -32768 < valor < 32768.

SM<valor

> , <numero de linea>

Salta a la linea indicada por el pararnetro numero de itnee, si el pararnetro valor

es menor que el contenido de un contador seleccionado previamente mediante la

lnstrucclon CP. EI range que puede ser tomado porel para metro valor es: -32768< valor < 32768.

2.3 Control de la mano.

GC Cerrar la garra 0 mano.

GF < estado 001 >

Establece el valor de una bandera que permite mantener el estado (abierto 0

cerrado) de la mana durante la ejecucion de varias instrucciones.

GO Abrir la garra 0 mano.

GP < tuerze inicie! >, < tuerze de retencion >, < tiempo de aplicacion de tuerze

iniciei >

Gradua parcialmente la presion de la mana al momento de cerrar las pinzas.

34 M. E.Vicente P.




2.4 Control de entrada y salida (110) de datos.

10 Captura directa de datos en el puerto de entrada.

IN Captura de datos de forma sincronizada, considerando otras seriales disponibles

en el puerto de entrada-salida (ampliar informacion en el manual: Industrial microrobot system model RV-M1.

DB <+ 0- >, < numero de bit>

Activa (+) 0 desactiva (-) uno de los bits de salida (0 a 15).

00 < dato>

Fija directamente un dato (16 bits) en la salida.

OT < dato >

Genera datos de forma sincronizada, considerando otras seriales disponibles en

el puerto de entrada-salida (ampliar informacion en el manual: Industrial micro

robot system model RV-M1

TB < + 0- >,< numero de bit> ,< numero de linea>

Verifica el estado de un bit de entrada cuyo nurnero es suministrado por elsegundo pararnetro. Si este se encuentra en el estado indicado por el primer

pararnetro, se produce un saito a la linea de programa definida por el tercerpararnetro.

2.5 Control de comunicaci6n a traves de RS232.

CR < contador 1 a 99 >

Lee el valor acumulado en el contador.

DR Lee el contenido del registro interno mediante RS-232.

ER Lectura del tipo de error presente durante la ejecucion de alguna lnstruccion.

LR < numero de linea>

Lee el contenido de la linea de programa designada por el parametro numero de

lInea.

PR < numero de posicion>

Lee las coordenadas y anqulos correspondientes a la posicion suministrada como

pararnetro.

WH Lee las coordenadas y anqulos de orlentaclon de la posicion en la que seencuentra el robot.

35 M. E.Vicente P.




3. ACTIVIDADES pRACTICAS

3.1 Familiarizaci6n con el Robot Mitsubishi

OBJET/VO

Que cada participante utilice los modos de movimiento del robot RVM1 PTP (joint),

XYZ, TOOL; con la finalidad de grabar puntos y generar trayectorias de interpolaci6n

a treves de la caja de ensefianza.

FUNDAMENTAC/ON

Para iniciar el uso de un equipo industrial de tipo rob6tica es indispensable manejar

los elementos baslcos de operaci6n de operaci6n, es decir, buscar una analogfa con

el movimiento de un brazo humano.

Los trabajos industriales baslcos son realizados por medio de movimientos simples

dados por sistemas que pueden ser tan simples que alqun actuador puede

desarrollarlo perfectamente, sin embargo, cuando la tarea requiere de precisiones del

orden de decimas de milfmetros y velocidades al manipular las piezas de arriba de

1000 mmls entonces los sistemas simples no son suficientemente adecuados. Es eneste contexto que esta practice inicia al partir de emplear movimientos articulaci6n

por articulaci6n, esquema baslco de movimiento.

INFORMACION PRELIMINAR

EI manipulador robot Mitsubishi RV-M1 cuenta con cinco grados de libertad (OOF).

Su capacidad de carga es de 1.2 Kg. sin incluir el peso del efector final adaptado a

131.EI sistema que permite operar el robot, se encuentra constituido por:

· Brazo articulado.

· Efector final (gripper, intercambiador de herramientas 0 sensor).

· Teaching box.

· Controlador.

· Cables de conexi6n.

36 M. E.Vicente P.




. Computador con software para establecer comunicaci6n con el robot.

EI brazo cuenta con cinco articulaciones que se pueden observar en la figura

identificada como: Ejes de movimiento del robot RVM1

• J1: Cintura.

• J2: Hombro.

• J3: Codo.

• J4: Murieca 0 Pitch.

• J5: Giro de rnurieca 6 roll.

CABLE DE ALiLlENTACIONDEL MOTOR.

CABLE DE COMPUTADOR.A

CABLE DE ALiMENTACION(100 Veal

TEACHING BOX

Figura 3.1 Elementos del sistema robot.

Modos de movimiento directo

• J1: Cintura B+ I B-

• J2: Hombro S+ ! S-

• J3:Codo E+ I E-• J4: Pitch P+ I P-

• J5: Roll R+ I R-

Modo de movimiento lineal cartesiano

• X

37 M. E.Vicente P.




• Y

• Z

Modo de movimiento lineal en herramienta

• Tool++

• Tool--

MATERIAL V EQUIPO

Material Equipo

Pintarron 3 Robots Mitsubishi RVM1

Manual de RVM1 3 Computadoras personales

Marcadores 3 Cajas de enserianzaHojas y plumones 3 drives Unit

INSTRUCCIONES

1) 5e formaran equipos de dos personas que manejaran de forma individual la caja

de enserianza (teaching box) y proporcionaran el movimiento de cada uno de los

eslabones del robot.

2) Emplee la caja de enserianza (teaching box) con el boton en la posicion ON.

Mande el robot a nido con las teclas N5T + ENT.

3) Use el modo PTP (Articulate jog operation mode), para esto use las teclas PTP +

ENT.

4) .Mueva la cinturaen sentido contrario a las manecillas del reloj 1 0 cual se logra con

la tecla B +.

5) De la misma forma emplee la caja de enserianza para mover de forma

independiente cada uno de losejes, tal y como 1 0 indica la parte introductoria.

6) Ahora cambie el modo de movimiento al XYZ (Cartesian jog operation mode).

7) Paraentrar al modo XYZ se deben presionar las teclas XYZ + ENT.

8) Use cada uno de los modos de movimiento cartesiano.

38 M. E.Vicente P.




9) Ahora cambie al modo TOOL (Tool jog operation mode), con las teclas TOOL +

ENT.

10) Haga uso de las teclas Z + Y Z - para dirigirse en sentido del actuador 0 en

sentido contrario a este, recuerde queel modo TOOL permite mover el actuador

del robot en forma relativa a donde apunte el efector final.

Wrht ml:j fota~ioni{JS~@ J .

:EUxwrr tlw [i (m WI~~

~:

+

Wai~ r f l t a l i c l r I W)

!l

Figura 3.2. Ejes de movimiento del robot RVM1.

11). Con la experiencia obtenida anteriormente, Planee, registre y grabe 10 puntos

diferentes. Tenga cuidado de no producir alguna colisi6n.

12). Cheque cada uno de los puntos grabados empleando los comandos adecuados

(ver instrucciones). Anote sus observaciones.

13). Elabore sus conclusiones.

Reviso Autorizo

39 M. E.Vicente P.




3.2 Introducci6n a los comandos del Robot RVM1

OBJETIVO

Que cada participante programe con lenguaje MELFA RVM1 rutinas baslcas de

movimiento utilizando los principales comandos.

FUNDAMENTACION

La caracterfstica de un equipo mecatr6nico es que puede ser reprogramado, es asf,

que el robot rvm1 permite activarse mediante un programa escrito en lenguajemnem6nico propio del sistema. Algo importante en este tipo de sistemas es que los

comandos son de tipo inteligente, es decir, son macroinstrucciones que contienen

muchos subprogramas que convierten una tarea de programaci6n avanzada a una

tarea simple a nivel de usuario.


EI desarrollo de las siguientes practices se llevara a cabo a partir de cada diagrama

de flujo planteado, ya que esto permite mostrar sin entrar a la complejidad del

lenguaje el modele de secuencia a seguir con las diversas posibilidades de flujo.

<>c = J 1

()

< = = >

COND/CIONALCJ

/ 7

CJI I ! I I I

PROCESO

INfERRUPClON

ESCRlB1R DA TO

SUBRUTlNABUGLE COJ\lDfO'OJ\IAOO

Figura 3.3 Principales simbolos de diagramas de flujo.

40 M. E.Vicente P.




MA TERIAL YEQUIPO

Materiales Equipos

Pintarr6n 3 Robots Mitsubishi RVM1Manual de RVM 1 3 Computadoras personales

Marcadores 3 Cajas de enserianza

Hojas y plumones 3 drives Unit

INSTRUCCIONES

Dar movimiento a los robots con base a posicrones previamente grabadas y

comandos basicos dados desde una computadora.

Se formaran equipos de tres personas que manejaran de forma individual la caja de

enserianza y proporcionaran el movimiento de cada uno de los eslabones del robot.

A continuaci6n se muestra el set de instrucciones del robot Mitsubishi RVM1 :

1) Position Defin itions:

HERE HE a Defines the coordinates of the current

position by assigning Position number (a) to it. range: 0 <a < 1000

NEST NT Returns the robot arm to its mechanical origin and resets

the joint coordinates. Must be executed every time the

robot is turned on.

ORIGIN OG Moves the robot arm to its origin position.

PALLET PA i, j, k

assign

Defines the number of grid points in the column 0) and row

(k).directions for pallet (i). range: 0< i < 10; 0 < j,k < 32768.

PALLET PTa Calculates the coordinates of a grid point on pallet (a) and

identifies the coordinates as position (a).

range: 0< ai < 10

41 M. E.Vicente P.




2) Motion Control:

DRAW DS X , y, z Moves the hand the specified distances in the x, y, and Z

straight direction from the current position. Uses linear

interpolation.

DRAW DWx, y, Z Moves the hand the specified distances in the x, y, and z

direction from the current position. Uses articulated

interpolation.

MOVE MJ w, s, e, Turns each joint (waist, shoulder, elbow, pitch, roll) the

specified

Joint p, r Angle from the current position. Uses articulated

interpolation. Angles are specified in degrees with 0.10

resolution.

MOVE MP X, y, Z,

Position p, r

Moves the end of the hand to a position whose coordinates

(x-pos, y-pos, z-pos, pitch, roll) have been specified. Uses

articulated interpolation.

MOVE MSa[,

straight O/C]

Moves the hand to position (a) by linear interpolation.

range: 0< a < 1000; gripper: 0=open, C

=closed

MOVE

O/C]

MOa[, Moves the hand to position (a) by articulated interpolation.

range: 0< a < 1000; gripper: 0 = open, C = closed

MOVE

Tool

MTa, b[, Moves the hand to a position offset from position (a) in the

O /C ] Direction of the tool axis by distance (b) using articulated

interpolation. range: 0 < a < 1000; units of b = mm;

gripper: 0= open, C = closed

SPEED SP a[, H/L] Sets operating velocity and aceleration for the robot.

range: 0 < a < 21 (slow to fast); aceleration high (H) or low

(L)

42 M. E.Vicente P.




3) Hand Control:

GRIP

close

GC Closes hand grip.

GRIP

open

GO Opens hand grip.

GRIP GP a, b, c

pressure

Defines motor operated hand gripping force and gripping

force

retention time.

range: 0 < a,b < 64; 0 < e < 100

TOOL TL a Establishes distance (a) between hand installation surfaceand

length hand end. range: 0 < a < 300; units: mm

4) Program Control:

TIMER TI t Halts the motion for a length of time (t) specified in tenth of

a second. range: 0 < t <32768; max. 3276.7 sec.

COUNTER CLa Loads internal register value into counter (a).

load range: 0 < a < 100

COUNTER CP a Loads value in counter (a) into the internal register.

Compare range: 0 < a < 100

COUNTER DCa Decrements counter (a) by 1.

decrement range: 0 < a < 100

COUNTER IC a Increments counter (a) by 1.

increment range: 0 < a < 100

COUNTER CRa Reads content of counter (a).

read range: 0 < a < 100

COUNTER SC a[, b] Loads value (b) into counter (a).

Set range: 0 < a < 100; -32769 < b < 32768

43 M. E.Vicente P.




If Equal EQ b, I Causes a jump to line number (1) if internal register value

equals (b).

range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b < &7FFF; 0 < I <

3584

If Larger LG b, I Causes a jump to line number (1) if internal register value

is greater than (b).

range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b < &7FFF; 0< I <

3584

If Not NE b, I Causes a jump to line number (1) if internal register value

is not

Equalequal (b). range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b <

&7FFF; 0 < 1<3584

If Smaller SM b, I Causes a jump to line number (1) if internal register value

is mailer than (b).

range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b < &7FFF; 0 < I <

3584

AND ANb

OR Orb

Exclusive XO b

OR

GoTo GTI

Disable DA a

Interrupt

Logical AND of internal register value and the specified

value.

range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b < & 7FFF

Logical OR of internal register value and the specified

value.

range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b < &7FFF

Logical XOR of internal register value and the specified

value.

range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b < &7FFF

Jump unconditionally to line number (1).

range: range: 0 < a < 17

Disables interrupt of bit (a) of the external input terminal.

range: 0 < a < 17

44 M. E.Vicente P.




Enable EA a, I Enable interrupt by a signal through bit (a) of the external

input

Interrupt

END ED

5) Miscellaneous:

InputDirect10

Input IN

Output Bit OB a

Output ODb

Direct

Output OTb

Test Bit TB a, I

terminal and specifies the line number to which the program

jumps when an interrupt occurs.

range: -17 < a < +17 {(signal goes off, use (-), signal goes

on, use (+)); 0 < I < 3584

Program End

Fetches external signal unconditionally from input port intointernal register.

Fetches external signal synchroneously from input port into

internal register ..

Sets the output state of bit (a) of the external output

terminal.

range: -16 < a < +16 {set to ON, use (+), set to OFF, use (-

)}

Outputs data (b) unconditionally through output port.

range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b < &7FFF

Outputs data (b) synchroneously through output port.

range: -32769 < b < 32768, or &8000 < b < &7FFF

Causes a jump to line number (1) in accordance with the

state of bit (a) in the external input terminal.

range: -18 < a < +18 {jump ifON, use (+).jump ifOFF, use (-));0 < I < 3584

The following commands are used primarily from the terminal to enquire into the state

of robot 01 to clear the RAM workspace.

Position

Clear

PC a1[ ,a2] Clears all position data from position (a1) to (a2)

range: a1 < a2; 0 < a1, a2 < 1000

45 M. E.Vicente P.




Position PO a, x, y,

Define z, p, r[

Position PR a

Read

Data Read DR

Error Read ER

New NW

Where WH

Reset RS

Defines the coordinates (x, y, Z, p, r) of position (a).

range: 0< a < 1000,O/C]

Read the coordinate of position (a) and transmits them to

the terminal.

range: 0< a < 1000

Displays the data of the external input terminal; used after

"ID" or"IN"

Displays the ERROR mode status on the terminal.

Deletes all program and position data from RAM

Reads the coordinates of the current position and transmits

them to the terminal.

Resets error mode II.

1) Emplee la caja de enserianza (teaching box) con el bot6n en la posici6n ON.

2) Mande el robot a nido con las teclas NST + ENT.

3) Mueva las articulaciones del robot hasta lIegar a posiciones que permitan tomar 0

dejar piezas sobre las paletas 0 las bandas transportadoras de la celda.

4) Grabe las posiciones con las teclas PS + nurnero de posici6n + ENT EI nurnero de

posici6n debe ser particular para cada posici6n.

5) Noes necesario tener un secuencial cuando se graban las posiciones, sinembargo, es recomendable.

6) Una vez grabada la posici6n repita los puntos grabados con las teclas MOV +

nurnero de posici6n + ENT.

7) Verifique que la trayectoria que sigue el robot es adecuada, es decir, sin colisi6n.

8) Escriba en el programa MSSP de la computadora personal el programa demovimiento simple mostrado en el siguiente diagrama de flujo:

46 M. E.Vicente P.




MOVER A P1, GC

MOVER A P2, GO

IR A P3 CON OFFSET -30 GO

IR A P3 CON OFFSET;~ 0Gel. . l '

C Fffl.l )

Figura 3.4 Diagrama de flujo del programa 1

9) A continuaclon se muestra un programa codificado con errores. Realice lascorrecciones pertinentes colocando comentarios a cada linea del programa.

MOVEMASTER SUPPORT SOFTWARE SAMPLE PROGRAM

100;==============

110 ; Programa 1120;==============

130 NT ; Ir a nido1400G ; Mandar el robot a origen

150 MO 1,0 ; Mandar a posicion 1 con garra cerrada160 MT 2,-30,0 ; Mover a posicion 2 con offset de 30 mm con garra

abierta.; Mover a posicion 3 con offset de 0 mm con garra abierta.

; Fin de programa

170 MS 3

180 ED

10). Verifique con su instructor que el programa es correcto, posteriormentecapturelo en la PC y transfleralo al robot. Compruebe su funcionamiento.

47 M. E.Vicente P.




11). Elabore un resumen de los nuevos conceptos incorporados en esta practice, y

que fueron explicados en su momento por el instructor.

CONCLUSIONES

Reviso Autorizo

48 M. E.Vicente P.




3.3 Subrutina de tomar piezas (PICK)

OBJETIVO

Realizar una subrutinaen un programa principal que ejecute tareas de tomar piezas.

FUNDAMENTACION

Cuando se programan tareas como pick (tomar) e! motivo es generalmente

econ6mico, ya que permite cargar piezas y lIevarlas a otro sitio tan rapido como sea

posible y evadiendo obstaculos. Esto significa que movimientos largos sonprogramados en modo articulado y aproximandose a los destinos los movimientos

son suaves permitiendo colocar las piezas de forma que pueden ser transferidas al

siguiente nivel del proceso. Emplear subrutinas en lugar de simples secuencias de

instrucciones da la posibilidad de usar la subrutina tantas veces como sea necesaria,

es decir, cada que se requiera mover un elemento de un lugar a otro.


Approach and departure points are intermediate locations which allow the robot hand

unobstructed access to the object, generally in the direction pointed by the fingers. As

the names imply, an approach point is the used for the path toward the object and an

departure point is programmed on return from the object. Frequently, approach and

departure points are identical but sometimes different locations are needed when, for

example, picking up a large object. The distance between approach/departure points

and the object is as small as possible but large enough to prevent the hand from

accidentally knocking the object out of position. Keep in mind that the hand does not

always travel through intermediate points exactly but on fast moves rounds off

corners.

As you approach the object make sure the fingers are open and that there is enough

time for the fingers to close before you try to move the object. There needs to be

enough space around the object for the fingers to open and close without coming into

contact with other objects. This is particularly important when loading pallets or doing

assembly tasks

49 M. E.Vicente P.




MA TERIAL Y EQUIPO

Material Equipo

Pintarr6n 3 Robots Mitsubishi RVM1Manual de RVM1 3 Computadoras personales


Hojas y plumones 3 Drives Units

INSTRUCCIONES

1. Cada equipo integrado por dos personas operata la caja de enserianza yproporcionaran el movimiento de cada uno de los eslabones del robot. Verifique

que los puntos anteriormente grabados no han side modificados.

2. Desarrolle un programa de la subrutina de picken lenguaje MELFA que realice lasiguiente secuencia mostrada en el diagrama de flujo siguiente:

CARGAR DUMMY CON pasDESEADA

PICK (DUMMY)

Figura 3.5 Subrutina PICK.

EI c6digo de este programa es el siguiente:

50 M. E.Vicente P.




10/*********************************

15/* Programa principal

20/*********************************

25 NT30 PL 200,1

35 GS 500

40 ED

; Ir a casa (nido); Cargar posicion dummy de posicion deseada P1

; Salta a la rutina de pick en linea 500.

; Fin del programa principal

3. La codificacion de la subrutina pick para tomar piezas se muestra a continuacion.

Proceda a elaborar el diagrama de flujo correspondiente.

SUBRUTINA PARA TOMAR PIEZAS

500 ; *********************

502; PROGRAMA 2

503 ; RUTINA PICK

504 ; *********************

505 MOV 300

510 SP 7

515 MO 100

; Posicion de espera.

; Velocidad 7

; posicion de espera

520 MT 200,-50, 0 ; mover arriba de posicion dummy 1

525 SP 3

530 MT 200,0,0

535 GC

540 TI5

; bajar velocidad

;tomar pieza en dummy1

; cerrar efector

; temporizador de 0.5 segundos

545 MT 200, -50, C ; lIevar pieza

550 SP 7

555 MO 100, C

560 RT

; Velocidad 7

; posicion de espera

; Retorno de la subrutina

51 M. E.Vicente P.




4. Verifique con su instructor que los programas esten correctos, posteriormente

capturelos en la PC y transfleralo al robot. Compruebe su funcionamiento.

5. Elabore un resumen de los nuevos conceptos incorporados en esta practice, y que

fueron explicados en su momento por el instructor.

CONCLUSIONES

Elabore un resumen de los alcances practices que representan para usted el hacer

uso de estos conocimientos.

Reviso Autorizo

52 M. E.Vicente P.




3.4 Subrutina de dejar piezas (PLACE)

OBJETIVO

Realizar una subrutina en un programa principal que ejecute tareas de dejar piezas.

FUNDAMENTACION

Cuando se programan tareas como place (dejar) el motivo es generalmente

econornico, ya que permite cargar piezas y lIevarlas a otro sitio tan rapido como sea

posible y evadiendo obstaculos.

Esto significa que movimientos largos son programados en modo articulado y

aproximandcse a los destinos los movimientos son suaves permitiendo colocar las

piezas de forma que pueden ser transferidas a! siguiente nivel del proceso.

Emplear subrutinas en lugar de simples secuencias de instrucciones da la posibilidad

de usar la subrutina tantas veces como sea necesaria, es decir, cada que se requiera

mover un elemento de un lugar a otro.

MATERIAL Y EQUIPO

Material Equipo





INSTRUCCIONES

1. Dar movimiento a los robots con base a postcrones previamente grabadas ycomandos basicos dados desde una computadora.

53 M. E.Vicente P.




2. Desarrolle un programa de la subrutina de "place" en lenguaje MELFA que realicela siguiente secuencia mostrada en el diagrama de flujo de la figura 3.6.

Figura 3.6 Diagrama de flujo subrutina place

EI codiqo de este programa es el siguiente:

10/*********************************

15 /* Programa principal20/*********************************

25 NT

30 PL 200,2

35 GS 600

40 ED

; Ir a casa (nido)

; Cargar posicion dummy de posicion deseada P2

; Salta a la rutina de place en linea 600

; Fin del programa principal

3. La codlflcacion de la subrutina place para dejar piezas se muestra a continuacion.

Proceda a elaborar el diagrama de flujo correspondiente.

SUBRUTINA PARA DEJAR PIEZAS

500 ; *********************

502; PROGRAMA 3

503; RUTI NA PLACE

504 ; *********************

510 SP 7 ; Velocidad 7

54 M. E.Vicente P.




515 MO 100, C

520 MT 200, -50, C

525 SP 3

530 MT 200, 0, C

535 GO

540 TI5

545 MT 200, -50, 0

550 SP 7

555 MO 100, 0

560 RT

; posici6n de espera

;mover arriba de posici6n dummy 1

; bajar velocidad

; dejar pieza en dummy1

; Abrir efector

; temporizador de 0.5 segundos

; moverse con un offset de 50

; velocidad 7

; posici6n de espera

; Retorna de la subrutina

4. Verifique con su instructor que los programas esten correctos, posteriormente

capturelos en la PC y transfleralo al robot. Compruebe su funcionamiento.

5. Elabore un resumen de los nuevos conceptos incorporados en esta practice, y que

fueron explicados en su momento por el instructor.

6. Elabore un programa que incluya la subrutina pick y place para lIevar tres piezas

de un lugar a otro respectivamente:

CONCLUSIONES

Elabore un resumen de los alcances practices que representan para usted el haceruso de estos conocimientos.

Reviso Autorizo

55 M. E.Vicente P.




3.5 Subrutina de paletizaci6n

OBJETIVO

Que cada participante seleccione y utilice los comandos adecuados en lenguaje

MELFA para programar tareas de paletizaci6n, donde el robot transporte y coloque

materiales entre bases apropiadas con celdas equidistantes espaciadas entre si,

conocidas comunmente como pallets.

FUNDAMENTACION

Para muchas aplicaciones en rob6tica industrial la paletizaci6n forma un pilarimportante en la programaci6n ya que permite tomar y/o dejar piezas de matrices

equidistantemente espaciadas con la finalidad de ahorrar tiempo en la programaci6n

de los puntos 0 PATHS de las trayectorias de trabajo.

En el proceso de paletizaci6n se graban los puntos de las aristas de las paletas, con

1 0 cual no importa cuantas piezas tenga el pallet 6 la paleta, el algoritmo que se

presentara calculara las posiciones intermedias.


Los comandos indispensables de este algoritmo son los siguientes:

PALLET ASIGN PA i, j, k Defines the number of grid points in the column 0)

and row (k) Directions for pallet (i).

range: 0 < i < 10; 0< j,k < 32768

PALLET PTa Calculates the coordinates of a grid point on pallet

(a) and identifies the coordinates as position (a).

range: 0< ai < 10

If Not Equal NE b, I Causes a jump to line number (1) if internal register

value is not equal (b). range: -32769 < b < 32768, or

&8000 < b < &7FFF; 0< I < 3584

COUNTER SC aL b] Loads value (b) into counter (a).

56 M. E.Vicente P.




set

COUNTER CP a Loads value in counter (a) into the internal register

range: 0 < a < 100 compare

COUNTER

increment

IC a Increments counter (a) by. 1. range: 0 < a < 100

MATERIAL Y EQUIPO

Material Equipo





INSTRUCCIONES

1.- Dar movimiento a los robots con base a posiciones previamente grabadas, para

este caso de paletizacion es necesario grabar las esquinas de la paleta 1 y 2.

Esto haqalo como 1 0 indica la figura siguiente:

r o H20

21

0 0 0' 1 0

0 0 0 0 10 0

0' 0 0 1 0

~2

1 3 22 23

PALETA 1 PAl£TA 2

Figura 3.7 Bases (pallets 0 paletas).

Recuerde que usted define cuales son los renglones y cuales las columnas, esto

es, entre las posicion 10 Y 11 se forma la primera fila, y entre la posicion 12 y 13 la

57 M. E.Vicente P.




fila n (para este caso fila 3) por consecuente la_ columnasestaran orientadas

perpendicular a las filas. Esto se tiene para la paleta 1, 2 ... 9.

2. Se formaran equipos de dos personas que manejaran de forma individual la caja

de enserianza y se programa con la rutina que llevara 9 piezas de la paleta 1 a lapaleta 2.

Use las rutinas de pick y place previamente desarrolladas.

3. Desarrolle un programa de la subrutina de paletizaci6n mostrada en la figura 3.8

diagrama de flujo:

Figura 3.8 Diagrama de flujo de paletizaci6n.

3. Elabore el c6digo para este programa.

58 M. E.Vicente P.




4. Verifique con su instructor que los programas esten correctos, posteriormentecapturelos en la PC y transfleralo al robot. Compruebe su funcionamiento.

5. Elabore un resumen de los nuevos conceptos incorporados en esta practlca, y

que fueron explicados en su momento por el instructor

6. Elabore un programa que incluya la subrutina pick y place para lIevar todas laspiezas de la paleta 1 a la paleta 2.

CONCLUSIONES

Segt1nel aprovechamiento de las primeras 5prectices y la habilidad

de los alumnos, podren realizar prectices para hacer interactuar las

bandas transportadoras y los robots tal como se /leva a cabo en las

celdas flexibles de manufactura en las industrias actuales.

NOTA: Es importante aclarar que las prectices siguientes seren

propuestas y analizadas conjuntamen te con el instructor,permitiendo mayor flexibilidad.

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59 M. E.Vicente P.




3.6 Control de bandas.

OBJETIVO: Investigar la configuraci6n actual que guarda la instalaci6n de las

bandas y sensores pertenecientes a la celda de manufactura flexible ubicada en el

laboratorio de Rob6tica.

Planteamiento del problema.

Se requiere lograr el control basico de un sistema de bandas (4 en total)

perteneciente a una celda de manufactura flexible, las cuales son gobernadas desde

dos PLC's.

Figura 3.9 Celda de manufactura flexible.

Cada banda puede desplazarse de derecha a izquierda (sentido de giro CW del

motor), 0 de izquierda a derecha (sentido de giro CCW).

La programaci6n basica que se requiere inicialmente es la siguiente:

60 M. E.Vicente P.




a) Activar cada banda con un sensor diferente y unlcarnente hasta que se hayan

activado las cuatro bandas, podran desactivarse todas sirnultanearnente

mediante un solo sensor. La secuencia se muestra a continuaci6n:

Sensores Bandas---------------------------------------

11

12

31

42

41

1

2

3

4

Apaga bandas

b) Activar cada una de las bandas 1,3 y 4 en ambos sentidos (operaci6n en

modo toggle). Solo hasta cuando cada uno de sus sensores situados en cada

extremo de la banda detecten pieza, el motor invertira su sentido de giro.

INSTRUCCIONES.

1. Identifique cada uno de los sensores y motores de las bandas que integran la

celda e investigue como estan conectados a los PLC's indicando que

direcciones les corresponden (refierase a las tablas y el bosquejo de las

paqinas localizadas en la secci6n de anexos). Complete la tabla nurnero 2.

Tabla 2 Localizaci6n de sensores y actuadores.BANDA SENTIDO DE GIRO D IRECC ION SENSOR D IRECC ION

1 CW LS11

LS12CCW

LS13

2 CW LS21

LS22CCW LS23

3 CW LS31

CCW LS32

4 CW LS41

CCW LS42

2. Diselie el correspondiente circuito de control que se requiere para dar soluci6n

al inciso (a) del problema planteado (Incluya el correspondiente diagrama de

flujo, de escalera y la codificaci6n para programar el PLC).

3. Verifique el correcto funcionamiento del circuito diseliado.

61 M. E.Vicente P.




4. Diselie un circuito toggle para operar las bandas requeridas en el inciso (c).

Complete su diselio como 1 0 hizo en el punta anterior y describa sus

observaciones.

Reviso Autorizo

6 2 M. E.Vicente P.




3.7 Secuencia de bandas.

OBJETIVO: Diseliar e implementar un programa para controlar la secuencia deoperacion de cada una de tres bandas transportadoras de la celda de manufactura

flexible, despues de concluir un cicio de tres repeticiones en modo toggle.


Se requiere controlar desde un PLC (#1), la operacion de un sistema de tres bandas

transportadoras (1, 3 Y 4), cuya secuencia de funcionamiento debera apegarse a los

siguientes requerimientos:

a. Primero debera arrancar la banda 1 en sentido CW al activar un sensor del

extremo, cualquier otra banda no debera activarseen este momento aunque sus

correspondientes sensores sean activados.

b. La banda 1 debera invertir su desplazamiento en sentido CCW cuando la pieza

lIegue al otro extremo. Esto cicio debera repetirse tres veces y concluir su

operacion.

c. Cuando la banda 1 termine sus tres ciclos, la banda 3 quedara habilitada para queal detectar alguna pieza en uno de sus extremes, inicie su desplazamiento en

sentido CW y CCW hasta que complete sus tres ciclos operando en modo toggle y

posteriormente se detenga.

d. Cuando la banda transportadora 3 concluya su cicio de tres repeticiones, la banda

4 quedara en posicion de iniciar su operacion de la misma forma que las

anteriores hasta completar su cicio. En este momento se habilltara nuevamente la

banda 1.

INSTRUCCIONES.

1. Diselie el correspondiente circuito de control que se requiere para dar soluclon a

la problernatlca anteriormente planteada (Incluya el correspondiente diagrama de

flujo, de escalera y la codlflcacion para programar el PLC). Agregue al programa

6 3 M. E.Vicente P.




anterior un control de InICIO y paro general del proceso (emplee dos sensores

libres de cualquier banda conectados al PLC1).

2. Despues de que el circuito solicitado sea diseliado, proceda a construirlo y a

verificar su correcto funcionamiento.

3. Ahora cambie la proqramacion del sistema para queel primer cicio

correspondiente a la banda 1, este compuesto de 3 eventos, para la banda 3 este

compuesto de 4 eventos y para la banda 4 debera estar integrado de 5 eventos.

4. Verifique el correcto funcionamiento de este ultimo circuito y proceda a elaborar

sus conclusiones.

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64 M. E.Vicente P.




3.8 Control de bandas desde 2 PLC's.

OBJETIVO: Diseriar e implementar un programa para controlar la secuencia de

operaci6n de todas las bandas transportadoras de la celda de manufactura flexible,

desde dos PLC's conectados como Maestro - Esclavo


Se requiere controlar desde dos PLC's (#0 y # 1), la operaci6n de un sistema de

cuatro bandas transportadoras (1, 2, 3 Y 4), cuya secuencia de funcionamiento

debera apegarse a los siguientes requerimientos:

e. Primero debera arrancar la banda 1 en sentido CW al activar un sensor del

extremo, cualquier otra banda no debera activarse en este momento aunque sus

correspondientes sensores sean activados.

f. La banda 1 debera invertir su desplazamiento en sentido CCW cuando la pieza

lIegue al otro extremo. Cuando la pieza retorne al inicio de la banda, se detendra.

g. La banda 2 iniciara su desplazamiento en sentido CW al concluir la acci6n de la

banda 1 y detectar alguna pieza en su punta de inicio. EI desplazamiento en

sentido CCW iniciara cuando la pieza Ilegue al extremo opuesto.

h. Cada banda restante 3 y 4 debera funcionar de manera semejante y en estricta

secuencia. Ninguna otra banda funcionara mientras este operando una de elias de

acuerdo a la secuencia establecida.

INSTRUCCIONES.

1. Diserie el correspondiente circuito de control que se requiere para dar soluci6n ala problernatlca anteriormente planteada. No olvide incluir el correspondiente

diagrama de flujo, de escalera y la codificaci6n para programar cada PLC.

Agregue al programa anterior un control de inicio y paro general del proceso.

2. Despues de que el circuito solicitado sea diseriado, proceda a construirlo y a

verificar su correcto funcionamiento.

65 M. E.Vicente P.




3. Proceda a elaborar sus conclusiones.

RS 232

M A E S T R O L R 0 7 E S C L A V O

L R O O A R E A P A R AL~ L E E R D A T O SE S C R I B I R O A T 0 5 . .

E S C R I B I R >A R E A P A R A L E E R

L R 0 7 L R 0 7------_ ..

1 - , - - - - - - -

L E E R D A T O S ~SA R E A L R O S

A R E A P A R A L E E RP A R A E S C R I B I R

. . . . - E S C R I B I R D A T O SL R 1 5 L R 1 5

Figura 3.10 Enlace entre dos PLC's

Reviso Autorizo

66 M. E.Vicente P.




3.9 Entradas y salidas del Robot Mitsubishi RVM1.

OBJETIVO: Identificar los puertos de conexi6n donde se localizan las seriales de

Entrada / Salida del m6dulo correspondiente al robot Mitsubishi, y emplear los

comandos adecuados para programar acciones de interacci6n con dispositivos

externos.


Programar acciones de interacci6n entre los robots, las bandas transportadoras, los

sensores totoelectricos y dispositivos complementarios que permitan controlar

secuencialmente los diferentes elementos de un proceso de manufactura flexible.

OD212SA

L I

[)A

C P ' U i

C O M 1

N • • O

S L A V E

1 0 0 0 0

1 0 0 1 5

1 0 1 0 0

1 0 1 1 5

00000

00015

00100

0011.5

C P U

C O M 1

N,o.1

S L A V E ,

002U

S" / i t .

L 'I

D

coor s1 0 1 0 0

1 0 1 1 5

10000

1 0 0 1 5

Figura 3.11 Conexiones de los robots a los PLC's.

La secuencia requerida se describe a continuaci6n:

67 M. E.Vicente P.




a. EI primer robot lniclara la ejecucion de la rutina Pick al recibir una serial

proveniente del interrupter #7 desde una caja de interruptores y depositara dichas

piezas sobre una banda transportadora.

b. Cuando la primera pieza sea depositada por el robot en la banda, en este

momento el robot se desplazara a la posicion de espera quedando inrnovll.

c. EI cicio se repetira hasta completar el acomodo de las 9 piezas sobre la banda.

d. En el segundo robot debera ejecutar la misma accion pero ahora con la subrutina

Place.

INSTRUCCIONES.

1. En esta practica se requiere del trabajo conjunto de dos equipos; uno de los

cuales se dedicara a programar la rutina de Pick, mientras que el equipo restante

proqrarnara la subrutina Place.

2. Elaborar el correspondiente diserio de cada uno de los circuitos de control por

equipos, sin olvidar documentarlos adecuadamente.

3. Despues de que los circuitos solicitados sean diseriados, proceda a construirlos ya verificarlos individual mente para comprobar su correcto funcionamiento.

4. Proceda a realizar la subrutina complementaria (Pick 0 Place).

5. Verificar el correcto funcionamiento del circuito definitivo y proceder a elaborar un

reporte final debidamente documentado incluyendo las observaciones.

6. Elaborar las conclusiones.

Reviso Autorizo

6 8 M. E.Vicente P.




3.10 Puesta en marcha de la celda de manufactura flexible.

OBJETIVO: Programar cada estacion de trabajo en forma particular para realizar

rutinas especfficas que permitan a su vez interactuar dentro de un programa principal

para poner en funcionamiento la totalidad de la celda, simulando todo un proceso de

manufactura.


Se requiere trabajar con dos robots y una banda transportadora,ejecutando rutinas

de tomar piezas desde un pallet y transportarlas a traves de la banda y tomarlas en

el otroextremo de la banda para colocarlas en otro pallet.

La secuencia se describe a contlnuacion:

e. EI primer robot lniclara la ejecucion de la rutina Pick al recibir una serial

proveniente del interrupter #7 desde una caja de interruptores.

f.Cuando la pieza es depositada por el robot en la banda, el sensor correspondiente

la detecta y la banda debe iniciar su marcha. En este momento el robot sedesplazara a la posicion de espera quedando inrnovil.

g. Cuando la pieza alcanza el otro extremo de la banda, esta debera detenerse y el

sensor correspondiente enviara una serial al otro robot para que inicie su rutina

Place, tomando la pieza de la banda y la depositara en el pallet correspondiente,

retornando despues a su posicion de espera donde quedara inrnovil.

h. Cuando la pieza ha side tomada de la banda por el segundo robot, solo entonces

el primer robot, reiniclara sus movimientos para tomar la segunda pieza y

depositarla en el principio de la banda, retornando a la posicion de espera.

i.E I cicio debera repetirse nueve veces hasta completar el acomodo de las nueve

piezas en el segundo pallet.

j. AI concluir el cicio, el sistema quedara preparado para iniciar nuevamente las

rutinas descritas en los puntos anteriores para completar otro pallet.

69 M. E.Vicente P.




INSTRUCCIONES.

7. En esta practlca se requiere del trabajo conjunto de tres equipos; dos de los

cuales se dedlcaran a programar las rutinas de Pick & Place, mientras que elequipo restante proqrarnara los PLC's que controlaran las bandas y

proporcionaran las seliales complementarias para los robots.

8. Elaborar el correspondiente diserio de cada uno de los circuitos de control porequipos, sin olvidar documentarlos adecuadamente.

9. Despues de que los circuitos solicitados sean diseliados, proceda a construirlos ya verificarlos individual mente para comprobar su correcto funcionamiento.

10. Integrar los tres circuitos requeridos para dar solucion a la problernatica

anteriormente planteada (Incluya toda la informacion sobre la proqramacion delos robots y el correspondiente diagrama de flujo, de escalera y la codlflcacionpara programar los PLC's).

11. Verificar el correcto funcionamiento del circuito definitivo y proceder a elaborar un

reporte final debidamente documentado incluyendo las observaciones.

12. Elaborar las conclusiones.

Reviso Autorizo

70 M. E.Vicente P.



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ANEXOS

TABLA 1 1 0 DEL PLC CQM1 #0

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TABLA 1/0 DEL PLC CQM1 #1

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72 M. E.Vicente P.




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COMPONENTES DE LA CELDA DE MANUFACTURA FLEXIBLE

73 M. E.Vicente P.




BIBLIOGRAFiA

Mitsubishi Electric Corporation. Industrial Micro-Robot system model RV-M1 Instruction

Manual. Nagoya Japan.

Mitsubishi Electric Corporation. Industrial Micro-Robot system model RV-M1 Service Manual.Nagoya Japan.

Mitsubishi Electric Corporation. Industrial Micro-Robot system model RV-M1 Safety Manual.

Nagoya Japan.

Omron. CQM1/CPM1/CPM1A/SRM1 Programmable Controllers Programming Manual. Japan. 2005

74 M. E.Vicente P.

sistemas mécatronicos

Documents