CURSO BASICO DE OPERACIN DE ROBOT

I. INTRODUCCION

En la actualidad los sistemas de control automatizados con robot han sido la solucin en

procesos industriales que requieren eficiencia en sus procesos pro-ductivos. Fanuc Robotics

cuenta con la ms moderna tecnologa que permiten lograr altos desempeos, tanto en

soldadura, como corte con plasma, paletizado, manipulacin y pintura, por ejemplo.

1.1 CONCEPTOS BASICOS

1.1.1. TIPOS DE CONFIGURACIONES:

Cuando se habla de la configuracin de un robot, se habla de la forma fsica que se le ha

dado al brazo del robot.

El brazo del manipulador puede presentar cuatro configuraciones clsicas:

La cartesiana

La cilndrica

La polar

La angular

CONFIGURACION CARTESIANA:

Los movimientos que realiza este robot entre un punto y otro son con base en

interpolaciones lineales.

Interpolacin, en este caso, significa el tipo de trayectoria que realiza el manipulador

cuando se desplaza entre un punto y otro.

A la trayectoria realizada en lnea recta se le conoce como interpolacin lineal y a la

trayectoria hecha de acuerdo con el tipo de movimientos que tienen sus articulaciones se le

llama interpolacin por articulacin.

CONFIGURACION CILINDRICA:

Puede realizar dos movimientos lineales y uno rotacional, o sea, que presenta tres grados de

libertad.

El robot de configuracin cilndrica esta diseado para ejecutar los movimientos conocidos

como interpolacin lineal e interpolacin cilndrica por articulacin.

CONFIGURACION POLAR O ESFERICA:

Tiene varias articulaciones. Cada una de ellas puede realizar un movimiento distinto:

rotacional, angular y lineal.

CONFIGURACION ANGULAR:

Presenta una articulacin con movimiento rotacional y dos angulares. Aunque el brazo

articulado puede realizar el movimiento llamado interpolacin lineal (para lo cual requiere

mover simultneamente dos o tres de sus articulaciones), el movimiento natural es el de

interpolacin por articulacin, tanto rotacional como angular.

El robot Fanuc, con seis grados de libertad, tiene la caracterstica de presentar todas las

configuraciones anteriormente mencionadas, seleccionando un sistema de coordenadas que

mas nos convenga para un movimiento.

Por lo cual, la confiabilidad de estos tipos de robot permite la realizacin de diferentes

tareas.

1.2. EJES O GRADOS DE LIBERTAD

Sin duda una de las principales caractersticas que definen a los robots lo constituyen los

grados de libertad que posea. Hablar de grados de libertad equivale a decir nmero y

tipo de movimientos del manipulador.

Generalmente, tanto en el brazo como en la mueca, se encuentra una variacin que va

desde uno hasta los tres grados de libertad.

Puntos principales de los grados de libertad:

En todo tipo de robot debe de sealarse en numero de ejes o grados de libertad,

con la finalidad de saber el grado de flexibilidad que pueda tener el robot, mientras

mayor numero de grados mayor flexibilidad.

Por lo que es necesario saber reconocer y/o identificar los grados de libertad.

Los grados de libertad se pueden reconocer de la siguiente manera:

Saber o visualizar el nmero de motores.

Saber o visualizar el nmero de articulaciones.

Saber o visualizar el nmero de pivotes.

Saber o visualizar el nmero de movimientos por articulacin.

1.3 COMPONENTES DEL ROBOT

II. TEACH PENDANT

2.1 DEFINICION:

El TEACH PENDANT, es un dispositivo de interfaz entre el operador y el robot ya que nos

permite realizar los movimientos del robot, y adems de desplegar los mens del software

de operacin involucrados con el mismo. Este se conecta va cable al Controlador.

2.2 FUNCIONES QUE PODEMOS DESARROLLAR.

Mover el robot.

Crear y revisar programas.

Ejecucin de programas.

Configuracin de entradas y salidas.

Configuracin de procesos de soldadura.

Masterizar e inicializar robot.

Configurar aplicaciones.

Entre otras.

2.3 PARTES QUE COMPONEN AL TEACH PENDANT

2.3.1 DEADMAN SWITCH

Este switch debe permanecer activado para que los movimientos del robot se realicen; en

caso contrario, el robot se detendr o no iniciar ningn movimiento, por lo que se

desplegar una alarma en la lnea de mensajes de la pantalla del Teach Pendant indicando

que este switch est desactivado.

III. EL CONTROLADOR

3.1 DEFINICION:

Este dispositivo contiene el suministro de poder para el robot, contiene todo la circuiteria

de mando, adems de operar y controlar por medio del Teach Pendant; contiene una

memoria la cual comunica con elementos externos (planta de soldar, plasma, etc.), que

dependeran de la funcin que se desea realizar.

3.1. PARTES DEL CONTROLADOR

El controlador tiene un panel en el cual se presentan el botn de encendido y apagado, paro

de emergencia, botn de Fault reset, un indicador de Fault y el botn de Ciclo start, tambin

tiene puertos de comunicacin. Adems de dos botones opcionales para asignarles la

funcin que el usuario requiera.

3.1.1. MODO DE SELECCIN DE SWITCH

Se utiliza para desempear de manera apropiada la operacin del robot, y esto depender de

la situacin y de las condiciones de operacin.

Los modos de operacin son:

T1 (

IV. MOVIMIENTOS DEL ROBOT.

Los movimientos de los ejes se hacen mediante el teach pendant. Cuando se hace un

programa TP (teach pendant), primero es necesario desplazar el robot a la posicin deseada

y grabarla. Las teclas utilizadas son:

La manera en que el robot se mueve depende del sistema de coordenadas seleccionado,

para nuestro caso son: JOINT, WORD y TOOL.

La tecla de teach pendant utilizadas para seleccionar el sistema de coordenadas es

COORD.

Sistema de coordenadas Joint: El movimiento del robot es solo en los ejes, esto es, todos y

cada uno de manera individual, de acuerdo a la tecla que corresponde a cada eje denotado

con la letra J (J1, J2, J3, J4, J5 y J6.

Sistema de coordenadas World: El movimiento del robot es cartesiano, es decir, los

desplazamientos se hacen de acuerdo a los ejes X, Y y Z con respecto al origen que se

encuentra en el centro del robot; ver siguiente figura.

Sistema de coordenadas Tool: El movimiento del robot es con respecto a la punta de la

herramienta (TCP); ver siguiente figura.

V. PROGRAMACION

Un programa de Teach Pendant es una serie de puntos organizados, dentro el espacio de

trabajo permitido por el alcance del robot, para ejecutar desplazamientos necesarios para

cada aplicacin. La estructura de cada programa es el siguiente.

5.1. ELEMENTOS DE UN PROGRAMA

Un programa consiste de los siguientes elementos:

La estructura del programa puede tener nombre del programa, comentario, tipo de

programa, tiempo del ciclo, etc.

Numero de lneas, asignadas por la instruccin del programa.

La instruccin de movimiento, incluye comando que le indican al robot como y

cuando moverse.

Instrucciones de programas lgicas I/O (entradas y salidas), manipulacin de datos,

control del programa, funciones avanzadas.

Final de programa, en donde ya no existen mas instrucciones de programa.

ESCRIBIR Y MODIFICAR UN PROGRAMA.

NOMBRANDO UN PROGRAMA.

Usted puede nombrar un programa usando tres mtodos diferentes.

A. WORDS: Al seleccionar este tipo de mtodo las palabras se encuentran ya

predefinidas y estas son :

- RSR

- PNS

- MAIN

- SUB

- TEST

B. UPPER CASE: En este mtodo se permite el uso de caracteres de tipo maysculo y

cualquier numero.

C. LOWER CASE: En este mtodo se permite el uso de caracteres de tipo

minsculo y nmero. Para el nombre de un programa, los caracteres se convierten

en caracteres de maysculos de manera automtica, despus de que usted entra a

ellos.

D. OPTIONS: Solamente es un despliegue de opciones que podemos ocupar.

NOTA: Para nombrar un programa, no se permite el uso de los siguientes caracteres:

#, %, , !, /, *, +, $, (, ), , ,`, {,}, etc.

ENTRADAS Y SALIDAS I/O.

El sistema de entradas y salidas (I/O), estn dadas por la interfaz del controlador, el teach

pendant, el robot y cualquier otro dispositivo externo de la celda de trabajo. las entradas y

salidas puede consistir de los siguientes tipos de acuerdo al tipo de que usted usa y son las

siguientes:

Analgico

Digital

Grupo

El usuario Operador Panel (UOP)

PLC

El Operador Panel normal (la SOPA)

El robot

ANALOGICO

Una seal de tipo analgica esta indicadas por AI cuando se trata de una seal de

entrada y AO cuando se trata de una seal de salida, este tipo de seal es un voltaje

de rendimiento el cual tiene un valor dentro del rango de la tabla de I/O usados.

Los dispositivos de entrada analgicos convierten los signos analgicos externos en

signos de tipo numrico por medio del uso del controlador. Los valores tpicos de

entrada analgicos y de rendimiento van de -10 volts a 0 volts, o de 0 volts a +10

volts. Estos valores dependen del dispositivo usado en el controlador.

GRUPO.

Estas entradas y salidas estn asignadas por (GI/GO), y consiste en una sucesin de

I/O de tipo digital. Estos se interpretan como un nmero entero binario.

DIGITAL.

Este tipo de seal asignados como entrada y salida (DI/DO), son dadas por medio

del controlador en el cual se tienen dos posibles estados y estos son: dentro y fuera,

(on off). Es te tipo de seales proporcionan el acceso a los datos de entrada.

PANEL OPERADOR USUARIO (UOP) I/O

Proporciona 18 signos de la entrada y 20 o 24 rendimiento seala (cuatro son

optativos), eso puede conectarse a un dispositivo remoto o un tablero del operador

remoto, controlar el robot.

La mayora del UOP I/O seala (UI o UO) es activo cuando el robot est en una

condicin remota. Signos que afectan la seguridad siempre son activos.

Para los sistemas con un proceso I/O abordan, los signos de UOP se configuran por

defecto a los puertos especializados.

PLC I/O

PLC I/O (PI o PO) es un rasgo optativo que proporciona signos que permiten un

controlador (PLC) acceder a la I/O de manera discreta y directa dentro del

dispositivo mencionado, adems de transferir I/O la informacin de estado sealada.

Cuando usted usa la interfaz de RIO (rack de entradas y salidas) junto con el PLC

I/O, se guardan datos del sistema del controlador entonces a dichos datos de los

mdulos del controlador, y las entradas del mismo pueden leer los mdulos como

las entradas en el controlador del sistema de I/O.

ROBOT I/O

Las seales de robot (RI o RO) consiste en la entrada y salida entre la celda y el

controlador. Estas seales se envan al EE ( End Effector), conector localizado en el

robot. El nmero de entrada y salidas vara dependiendo del tipo y modelo del

robot.

PANEL DE OPERACIN NORMAL ( SOP) I/O

La SOP I/O seala (SI o SO) corresponden al tablero de software del controlador

interior la entrada digital y las salidas que controlan el tablero del operador en el

controlador. Usted no puede cambiar las SOP asignadas de I/O, pero podra ser til

desplegarlos durante la solucin de problemas.

En las salidas digitales pueden ser forzadas de manera manual utilizando el Teach Pendant;

este procedimiento se puede efectuar realizando el siguiente procedimiento:

Presione el botn de men.

Se desplegar un men de opciones, dentro de este presionamos 5 en el tablero

numrico o bien podemos mover el cursor por medio de las flechas hasta

posicionarnos en las entradas y salidas (I/O).

Entonces se entrara algn tipo de entrada o salida de manera automtica; para

seleccionar el tipo de I/O que necesitamos, en la parte inferior del display

presionamos F1 y consecuentemente aparecer un sub-men con los diferentes tipos

de I/O (analog, digital, group, robot, etc).

Entonces seleccionamos las I/O Digital.

Con F3 podemos cambiar al modo de entradas o salidas, seleccionamos hasta

quedarnos en salidas y aparecer un despliegue de la siguiente manera.

Con los botones F4(ON) es de modo dentro y con F5(OFF) es de modo fuera, por lo

cual seleccionamos cualquiera de estas teclas para poder forzar la salida que

requiramos forzar.

Para volver a la pantalla principal en el display, presionamos el botn menu y

despus damos enter.

Para poder asignar algn comentario en las salidas digitales nos posicionamos en la parte

que cuenta con los corchetes presionamos enter y podemos dar algn comentario en la

salida que nosotros requeramos para finalizar el comentario nuevamente presionamos

enter.

NOTA IMPORTANTE: Las entradas no deben de ser forzadas.

Crear un programa

1. Encender el controlador por medio de la perilla ON/OFF, y esperar que se despliegue en

la pantalla principal del TP, la cual es de la siguiente forma.

2. Verificar que no existan alarmas, ver la coordenada que se esta trabajando, el modo de

operacin y tambin el porcentaje de avance.

3. Al tomar el TP en nuestras manos, vamos a poner el selector ON/OFF del mismo en

posicin ON, para habilitarlo de modo manual.

4. Presionamos el DEAMAN SWITCH que se encuentra en la parte posterior del TP.

5. Verificar que los paros de emergencia tanto del controlador como del TP, se encuentre

desactivados para poder realizar los movimientos del robot.

6. Para poder ver las alarmas en la pantalla; presionamos el botn que dice MENUS.

Aparecer un listado de opciones, las cuales en este caso solo seleccionaremos la de

ALARM. Con esto aparecer un despliegue de alarmas presentes; cabe mencionar con

algunos de los pasos que se efectuaron anteriormente se eliminaron algunas de estas.

7. Para eliminar de la pantalla el FAULT que se encuentra de color rojo, debemos de

presionar las siguientes teclas.

8. Para volver a la pantalla principal presionamos nuevamente MENUS y en UTILITIES

presionamos ENTER.

9. Para trabajar de modo manual se debe tener presionado el DEAMAN SWITCH o de lo

contrario surgir alguna alarma, el boton de SHIFT solamente servir para habilitar a los

dems botones del mismo color; en los botones de color blanco no es necesario presionar

SHIFT, salvo en algunos casos; y los botones de bicolor (azul/blanco) funcionan

presionando o no dicho boton.

10. Ahora presionamos el boton de SELECT, Aqu aparecer un listado de programas que

se han elaborado. Pero en la parte inferior de la pantalla se ve una serie de comandos que

vamos a utilizar para crear nuestro nuevo programa.

Presiona

Selecciona UPPER CASE y edita el nombre al programa

Presiona

Presiona

a) Verificar que el porcentaje de avance sea bajo, esto es por seguridad del personal

que se encuentre cerca de la celda.

b) Presionar el boton de STEP, con el fin de hacer el recorrido del programa por pasos.

c) Presionar siempre DEAMAN SWITCH, o de lo contrario surgir una alarma.

d) Correr el programa usando las teclas

estas son para avance.

e) Y para retroceso utilizamos las teclas

f) Despus de correr el programa por completo, entonces volvemos a presionar STEP

y nuestro programa correr de forma continua.

g) Ya que estamos seguros de que el programa esta trabajando bien, podemos darle

mayor avance.

h) Para el caso de soldadura y realizar las pruebas, solo tenemos que presionar las

teclas para habilitar la soldadura.

i) Y para deshabilitarla solo tenemos que presionar nuevamente los botones del paso

anterior.

j) Para el caso de utilizar seales de salidas, solamente se indicaran en el programa

utilizando el tipo de seal y poniendo ON/OFF segn sea el caso.

Y POR TANTO HEMOS TERMINADO EL PRIMER PROGRAMA.

ESCRIBIR Y MODIFICAR UN PROGRAMA.

Usted puede escribir nuevos programas y puede modificar los programas ya existentes, esto

dar como paso a que el robot realic una nueva tarea.

Para escribir un nuevo programa debe de incluirse lo siguiente:

Nombrar el programa.

Definir las instrucciones que se desean que realice el robot.

Agregar las instrucciones de programa.

Para modificar un programa podemos realizar los siguientes pasos:

Seleccionar el programa, con la tecla SELECT.

Modificar las instrucciones predefinidas.

Insertar nuevas instrucciones.

Suprimiendo instrucciones.

Copiando y pegando instrucciones.

Registrar instrucciones.

Renombrar instrucciones.

Reparar los funcionamientos.

Mostrar comentarios.

Vamos a corregir el programa anterior (MASTER), pues como ya esta creado solamente

queremos realizar correcciones y esto es agregarle un punto mas entre las lneas 3 y 4.

Con el cursor nos posicionamos en la lnea 4, presionamos la tecla NEXT y aparecern

habilitadas solamente dos funciones las cuales son F1 y F5; al presionar F1 nos aparecer

un men de instrucciones (INST) y al presionar F5 nos aparecer un men de opciones

(EDCMD) con la cual podemos insertar, borrar, copiar y entre otras.

Para nuestro caso escogeremos F5, y le indicaremos el numero de lneas a insertar que es

solamente una.

Corregir un programa

MODO DE OPERACION DE LA TECLA F5

La funcin principal de la tecla F5 (TOUCHUP), es la de corregir un programa mediante la

modificacin de la posicin grabada; para llevar a cabo el cambio de la siguiente manera:

Ejecutar el programa el cual deseamos realizar algn o algunos cambios.

Ejecutar en el programa la lnea en la cual deseamos realizar el cambio.

Mover el robot a la posicin donde deseamos su nuevo posicionamiento.

Despus de asegurarnos del paso anterior presionamos la tecla F5.

Por ultimo seguimos corriendo el programa hasta el punto final de programacin, y

con esto damos por terminada la modificacin del posicionamiento en cualquier

programa.

Crear un crculo

Para crear un circulo debemos tomar en cuenta que tanto en el inicio como en el final de

nuestro programa debemos de tener al robot en el punto casa o de inicio.

Para la realizacin de un circulo, debemos realizar dos arcos, en este caso para elaborar

cada arco moveremos el robot en tres puntos; los cuales el primer punto es el de inicio, el

segundo punto es nombrado intermedio y como punto de termino se le nombrara punto

final.

La velocidad se especifica en pulgadas por minuto, en milmetros por segundo o en

centmetros por minuto.

Para programar un circulo completo, debemos agregar dos instrucciones de movimiento

circular, las cuales generan dos posiciones de intermedio y dos posiciones de destino, como

lo muestra la figura.

VI. TIPOS DE MOVIMIENTOS

Un elemento de programa, es el tipo de movimiento, el cual se refiere a la forma en que el

robot se va a desplazar de un puno a otro. Estos pueden ser:

Joint

Lineal

Circular

Los cuales a su vez pueden ser modo Fino o modo Continuo. Un desplazamiento en Joint,

se utiliza para movimientos ms rpidos y en un tiempo de ciclo ms corto.

Un movimiento Lineal es utilizado para llegar con precisin a un punto determinado, ya

que es ms lento.

Los modos de movimiento Fino y Continuo, son utilizados para definir la forma en que el

desplazamiento terminar, es decir, para terminar un movimiento recto con precisin al

final del punto, cuando va Soldando, se debe utilizar Fino (Fine).

En cambio, para librar obstculos que se encuentren en la trayectoria de dos puntos, se

recomienda el modo Continuo (Cnt), como a continuacin se ilustra.

VII. BOTONES ADICIONALES

MENU

Con este botn, aparece el listado de opciones que ejecutan las diferentes pantallas de sub-

menus que ayudan a trabajar con el Robot.

EDIT

Con este botn, se despliega el listado de instrucciones del programa cargado en memoria

en el instante que se oprime dicho botn, y de esta forma modificar cualquier lnea de

instruccin deseada, como eliminar, agregar copiar, pegar, etc.

SELECT

Oprimiendo este botn, tenemos la opcin de crear, eliminar, editar o cargar un archivo de

programa.

DATA

Oprimiendo este botn, podemos modificar nuestra tabla de procesos de soldadura (Weld

Schedule), y de esta forma controlar la soldadura a aplicar con el robot; esto es, variando

los parmetros correspondientes a cada proceso, (voltaje, amperaje, velocidad de alambre,

potencia, trim, etc).

En la pantalla aparecer en la parte inferior DETAIL, con lo cual servir para ver los

detalles de parmetros en algn proceso de Soldadura.

POSICION

La pantalla que aparece cuando oprimimos este botn, muestra la posicin del TCP (Tourch

Central Point) en World, y el conteo de grados de cada articulacin en Joint.

FUNCION:

En la pantalla se presentara un men, en el cual se desplegara una funcin para abortar un

programa.