controlador4 festo gdcp-cmxr-c2-sy-es 1002nh lista de revisiones autor: nombre del manual:...

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Controlador

Descripción Descripción del sistema Tipo CMXR-C2

Descripción 571 689 es 1002NH [751 504]

Festo GDCP-CMXR-C2-SY-ES 1002NH 3

Edición __________________________________________________ es 1002NH

Denominación ______________________________ Festo GDCP-CMXR-C2-SY-ES

N° de art. ___________________________________________________ 571 689

(Festo AG & Co KG., D-73726 Esslingen, 2010)

Internet: http://www.festo.com

E-mail: [email protected]

Sin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de este documento, así como su uso indebido y/o su exhibición o comunicación a terceros. El incumplimiento de lo anterior obliga al pago de indemnización por daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos.

http://www.festo.com/

4 Festo GDCP-CMXR-C2-SY-ES 1002NH

Lista de revisiones

Autor:

Nombre del manual: GDCP-CMXR-C2-SY-ES

Nombre del archivo:

Lugar de almacenamiento del

archivo:

Nº de art. Descripción Indicador de

revisión

Fecha de modificación

001 Redacción 1002NH 21.03.2010

Marcas comerciales

CANopen®, CiA® y PROFIBUS® son marcas registradas de los propietarios de las marcas en ciertos países.

ÍNDICE


ÍNDICE

1. Introducción ............................................................................................................ 8

1.1 Términos utilizados ............................................................................................... 8

1.2 Otros documentos ................................................................................................. 9

2. Medidas de seguridad .......................................................................................... 10

2.1 Uso de la documentación .................................................................................... 10

2.2 Condiciones normales de utilización ................................................................... 10

2.3 Personal cualificado ............................................................................................ 11

2.4 Medidas de seguridad de este manual ................................................................ 11

2.5 Medidas de seguridad de los productos .............................................................. 11

2.6 Medidas de seguridad para el producto .............................................................. 12

3. Control multieje modular CMXR-C2 ...................................................................... 14

3.1 Unidad central CMXR-C2 ...................................................................................... 15

3.1.1 Interfaces CAN ..................................................................................... 16

3.2 Tarjeta de memoria ............................................................................................. 16

3.2.1 Sistema de archivos ............................................................................. 17

3.2.2 Directorio de aplicación ....................................................................... 18

3.3 Dirección IP en el momento de la entrega ........................................................... 19

3.4 Módulos periféricos ............................................................................................. 19

3.4.1 Direccionamiento de los módulos de periféricos ................................. 21

3.4.2 Conectores de la placa frontal ............................................................. 21

3.5 Periféricos en la interface CAN X4 ........................................................................ 22

4. Configuración con FCT ........................................................................................... 24

5. Festo Teach Language (FTL) ................................................................................. 25

5.1 Edición de programas .......................................................................................... 26

5.1.1 Descarga de programas FTL ................................................................. 26

6. Unidad de mando manual CDSA-D1-VX ................................................................ 28

6.1 Instalación ........................................................................................................... 30

6.2 Caja de conexión CAMI-C ..................................................................................... 31

6.3 Cómo desenchufar la unidad de mando manual .................................................. 31

6.4 Cuadro del hardware ........................................................................................... 33

6.5 Software .............................................................................................................. 33

6.6 Derechos de usuario............................................................................................ 35

6.6.1 Niveles de usuario ............................................................................... 35

6.6.2 Usuarios ajustados en el momento de la entrega ................................ 37

ÍNDICE


6.7 Comunicación con el control multieje CMXR ........................................................ 38

6.7.1 Sincronización del software de diálogo ............................................... 39

6.8 Direcciones IP en el momento de la entrega ........................................................ 39

6.9 Control de pantalla .............................................................................................. 40

6.10 Emulación del CDSA ............................................................................................ 40

7. Sistemas de accionamiento .................................................................................. 41

7.1 Configuración de los controladores del motor ..................................................... 41

7.2 Dirección de bus CAN del controlador del motor ................................................. 41

8. Modos de funcionamiento .................................................................................... 42

8.1 Modo manual ...................................................................................................... 42

8.2 Modo automático ................................................................................................ 43

8.3 Detención del robot, PARADA DE EMERGENCIA ................................................... 43

8.4 Reposicionamiento .............................................................................................. 45

9. Método de control ................................................................................................. 47

9.1 CMXR-C2 en modo autónomo .............................................................................. 47

9.1.1 Señales de sistema .............................................................................. 49

9.2 Control de nivel superior y permiso de escritura ................................................. 49

9.2.1 Funcionamiento ................................................................................... 50

9.2.2 Nivel de usuario ................................................................................... 51

9.2.3 Ámbito de influencia del control de nivel superior ............................... 51

9.2.4 Ejemplo de integración ........................................................................ 51

10. Sistemas de coordenadas ..................................................................................... 53

10.1 Sistemas de coordenadas de ejes ....................................................................... 53

10.2 Sistema de coordenadas cartesianas .................................................................. 53

10.2.1 Ejes de traslación X, Y, Z ...................................................................... 53

10.2.2 Ejes de orientación A, B, C ................................................................... 54

10.2.3 Rotación ZYZ de Euler .......................................................................... 55

10.3 Sistemas de coordenadas del robot .................................................................... 55

10.3.1 Sistema de coordenadas en la base ..................................................... 55

10.3.2 Sistema de coordenadas universales .................................................. 57

10.3.3 Sistema de coordenadas de herramienta ............................................ 59

10.3.4 Empleo del sistema de coordenadas de herramienta .......................... 59

11. Cinemática soportada ........................................................................................... 61

11.1 Estructura de los robots ...................................................................................... 61

11.1.1 Ejes de base ......................................................................................... 61

11.1.2 Ejes de orientación, ejes manuales ...................................................... 62

11.1.3 Reorientación de ejes .......................................................................... 62

ÍNDICE


11.1.4 Interpolación de ejes de orientación .................................................... 64

11.1.5 Ejes manuales eléctricos y neumáticos ................................................ 67

11.1.6 Ejes auxiliares ...................................................................................... 67

11.1.7 Programación de ejes manuales y auxiliares ....................................... 68

11.1.8 Indicación de la secuencia de ejes para los robots .............................. 69

11.2 Pórtico lineal cartesiano ...................................................................................... 69

11.3 Pórtico con dos ejes de movimiento cartesiano ................................................... 71

11.4 Pórtico con tres ejes de movimiento cartesiano .................................................. 73

11.5 Robot trípode (EXPT) ........................................................................................... 75

11.5.1 Origen del sistema de coordenadas de herramienta ............................ 76

11.6 Interpolación de ejes ........................................................................................... 78

11.7 Cuadro de todos los robots soportados .............................................................. 79

A. ÍNDICE ................................................................................................................... 80

1. Introducción


1. Introducción

En este documento se describe el sistema “Control multieje CMXR-C2 de Festo con funciones de robótica” con la versión de software 1.0. El sistema está integrado por el control multieje propiamente dicho y por la unidad de mando manual CDSA-D1-VX y su emulación mediante software en el ordenador

Control multieje CMXR-C2 Unidad de mando manual CDSA-D1-VX

1.1 Términos utilizados Denominación Significado

Unidad central Unidad básica del control multieje CMXR

Control multieje Unidad central con módulos de periféricos conectados

Tarjeta de memoria Compact Flash Card CF tipo I

FTL Festo Teach Language, lenguaje de programación orientado a

movimientos para el control multieje CMXR

TCP Tool Center Point

DriveBus Canal de comunicación entre el control multieje CMXR y los controladores

de motor de Festo en Basis CANopen DS402

Festo Configuration Tool (FCT) Software de parametrización y puesta a punto para actuadores de Festo

Plugin FCT Módulo de software para un equipo determinado en Festo Configuration

Tool (FCT)

Unidad de mando manual CDSA-D1-VX como unidad de puesta en funcionamiento y de indicación y

control

Emulación del CDSA Emulación de las funciones de la unidad de mando manual en un

ordenador

CoDeSys PLC integrado (control del proceso)

1. Introducción


1.2 Otros documentos

El funcionamiento del control multieje CMXR-C2 se describe en los siguientes documentos:

N° art. Nombre Contenido

571689 GDCP−CMXR−C2−SY-ES El presente manual del sistema

571695 GDCP−CMXR−C2−HW−ES Descripción del hardware del CMXR-C2

560317 GDCP−CMXR−SW-ES Programación básica de la serie CMXR

571707 GDCP−CMXR−C2-ST−ES Instrucciones especiales de programación para Tracking

571701 GDCP−CMXR−C2−CS−ES Programación en CoDeSys

Asimismo, existen dos documentos para la unidad de indicación y control CDSA-D1-VX:

N° art. Nombre Contenido

560335 GDCP-CDSA-SY-ES Manual del sistema de la unidad de mando CDSA

560341 GDCP-CDSA-SW-ES Manual del software CDSA

Nota

Estos documentos están disponibles en los idiomas alemán, inglés, español, francés, italiano y sueco; véase las instrucciones breves de utilización GDSP−CMXR−C2−SY−ML.

2. Medidas de seguridad



2.1 Uso de la documentación

Este documento está concebido para los usuarios y programadores de estructuras mul-tieje y robots que funcionan con el control multieje CMXR de Festo. Existe una introducción al manejo y a la programación. La formación correspondiente del personal es condición previa indispensable.

2.2 Condiciones normales de utilización

Advertencia

El control multieje CMXR de Festo no está diseñado para problemas de control relevantes para la seguridad (p. ej., parada en caso de emergencia o control de velocidades reducidas).

Conforme a EN-13849-1, el control multieje CMXR de Festo es sólo de categoría B y, por tanto, no es suficiente para realizar funciones de seguridad de protección del personal.

Para problemas de control relativos a la seguridad o para la seguri-dad de las personas deberán aplicarse medidas de protección externas que garanticen un estado operativo seguro del sistema completo, incluso en caso de fallo.

En caso de producirse daños como consecuencia de la no observancia de las indicaciones de advertencia, Festo no asume ninguna responsabilidad.

Nota

Antes de la puesta en marcha deben leerse las medidas de seguridad de los productos, capítulo 2.5., y de este manual, capítulo 2.6, en su totalidad.

Si la documentación en el idioma presentado no se entiende a la perfección, diríjase al proveedor y notifíqueselo.

El funcionamiento correcto y seguro del sistema de mando requiere un transporte, almacenamiento, montaje e instalación en condiciones adecuadas y profesionales, así como un esmerado manejo y mantenimiento.



2.3 Personal cualificado

Nota

Los trabajos en los equipos eléctricos únicamente pueden ser llevados a cabo por personal debidamente formado y cualificado.

2.4 Medidas de seguridad de este manual

Advertencia

¡PELIGRO!

La inobservancia puede tener como consecuencia daños materiales y lesiones físicas graves.

Atención

La inobservancia puede tener como consecuencia daños materiales graves.

2.5 Medidas de seguridad de los productos

Advertencia

¡PELIGRO!

Observe las disposiciones en materia de eliminación de residuos especiales al eliminar las baterías gastadas.

Aunque las baterías son de baja tensión, en caso de cortocircuito pueden liberar suficiente corriente como para hacer arder materiales inflamables. Por tanto, no deben eliminarse junto con materiales conductores (como, p. ej., virutas de hierro, lana de acero sucia de aceite, etc.).

Elementos sensibles a las descargas electrostáticas: Estos compo-nentes pueden dañarse si no se manejan correctamente.

Información

Para instalar conforme a las normas CEM, consulte las indicaciones del manual del producto.



Advertencia

¡PELIGRO!

¡Movimientos peligrosos!

Peligro de muerte, lesiones graves y daños materiales por movimiento accidental de los ejes.

2.6 Medidas de seguridad para el producto

Advertencia

¡Peligro!

Peligro de muerte por equipos de PARADA DE EMERGENCIA deficientes.

Los equipos de PARADA DE EMERGENCIA deben mantener su eficacia y estar siempre al alcance en todos los modos de funcionamiento de la instalación. El desbloqueo del equipo de PARADA DE EMERGENCIA no debe provocar ningún rearranque incontrolado.

Antes de conectar debe comprobarse primero la cadena de PARADA DE EMERGENCIA.

Advertencia

¡PELIGRO!

Peligro para el personal y el material.

Pruebe todos los programas nuevos antes de poner en marcha la instalación.

Advertencia

¡PELIGRO!

La instalación posterior de componentes y las modificaciones del sistema pueden reducir la seguridad.

Ello puede provocar lesiones físicas y daños materiales o ambien-tales graves. Por tanto, para la instalación posterior de componen-tes o las modificaciones de la instalación con accesorios de equipo de otros fabricantes debe contarse con la autorización de Festo.



Advertencia

¡PELIGRO!

Peligro por alta tensión.

Si no se indica lo contrario, los trabajos de mantenimiento deben efectuarse siempre con la instalación desconectada. Para ello, la instalación debe asegurarse contra la reconexión no autorizada o involuntaria.

Si es necesario realizar trabajos de medición o de comprobación en la instalación, éstos deberán ser efectuados por un electricista.

Atención

Sólo deben utilizarse repuestos autorizados por Festo.

3. Control multieje modular CMXR-C2



El control multieje CMXR-C2 es un sistema modular de mando consistente en una unidad central CMXR-C2 con varios interfaces de comunicación, módulos de entrada/salida, buses de campo y una unidad de mando manual. El control multieje sirve para el control de robots de sistemas modulares para la técnica de manipulación de Festo, ejes suplementarios y dispositivos periféricos. La programación se realiza en el lenguaje FTL (Festo Teach Language).

El control multieje CMXR-C2 es especialmente apropiado para tareas de Tracking. Para la detección de piezas pueden conectarse sensores de visión (cámara...).

Nota

Ninguno de los ejemplos y aplicaciones que aparecen en este manual son vinculantes ni pretenden una exposición completa y veraz. Para utilizar el control multieje CMXR deben observarse todas las directivas necesarias.

Mecánica + visión

Unidad de mando manual

Técnica de accionamiento eléctrica

Terminal de válvulas, E/S remotas

Pinzas, actua-dores



3.1 Unidad central CMXR-C2

La unidad central CMXR-C2 es un grupo eficiente de procesadores que se encarga de la ejecución de los programas FTL. El suministro incluye:

- Unidad central con...

- 2 interfaces CAN-Bus

- 2 interfaces Ethernet

- Una tarjeta de memoria CF tipo I de 256 MB

1 Alimentación de 24 V DC

2 Indicador de 7 segmentos

3 CAN X4, periféricos

4 Ethernet X5

5 CAN X6, DriveBus

6 Ethernet X7

7 Puerto USB X8

Figura 3.1 Elementos en la parte frontal del control multieje CMXR-C2

Denominación Significado

CAN X6, DriveBus Interface de los controladores del motor

CAN X4, periféricos Conexión de periféricos, p. ej., terminal de válvulas

Puerto USB X8 Puerto USB para guardar y recuperar programas, así como para recopilar

información de diagnosis durante la asistencia técnica. En el manual del

software CDSA puede hallarse más información.

Puerto USB X10 Reservado para posteriores ampliaciones.

Ethernet X7 Interface universal con gateway para la integración en una red y la puesta a

punto

Ethernet X5 Interface local (sin gateway) preferentemente para la puesta a punto

Indicador de 7

segmentos

Información para diagnosis

Alimentación Alimentación de 24 V DC

Tabla 3.1 Unidad central CMXR-C2

2

4

6

3

7

5

1



Nota

Recomendamos utilizar un switch Ethernet adecuado para reducir al máximo la carga de la red Ethernet.

3.1.1 Interfaces CAN

La interface CAN X6 del CMXR-C2 está reservada para la comunicación con los controla-dores del motor a través del DriveBus y no es posible utilizarla para otros fines.

A través de la interface CAN X4 pueden conectarse otros periféricos, como terminales de válvulas o unidades E/S eléctricas de Festo. La gestión y programación de estos periféricos se efectúan en CoDeSys.

3.2 Tarjeta de memoria

Los datos del CMXR-C2 se guardan en una tarjeta de memoria. Ésta contiene todos los datos necesarios para el funcionamiento, como el sistema operativo, los datos de

configuración y los programas de movi-mientos.

La tarjeta de memoria se inserta en la ranura correspondiente. Durante el funcionamiento no está permitido retirar ni insertar la tarjeta.

Nota

Para retirar o insertar la tarjeta de memoria, la unidad central debe dejarse siempre sin tensión. No está permitido retirar o insertar la tarjeta cuando hay tensión en el equipo.

Consulte el tipo de tarjeta de memoria en la descripción del hardware de la unidad central.



Para generar copias de seguridad, la tarjeta de memoria puede copiarse fácilmente con un PC con lector de tarjetas o mediante el Festo Configuration Tool (FCT).

De este modo, si el hardware CMXR o la tarjeta de memoria se averían, puede cambiarse

fácilmente la parte defectuosa. Para ello, no se necesita software adicional ni un PC.

Atención

La tarjeta de memoria es el lugar de almacenamiento de todos los datos del control multieje. El uso de este soporte de datos para otros fines no está permitido, ya que la fiabilidad funcional del soporte de datos puede resultar perjudicada.

3.2.1 Sistema de archivos

La tarjeta de memoria tiene una estructura de directorios en la que se guardan los datos importantes, p. ej., la configuración y los datos de programa y sistema. Estos directorios se crean al instalar el control multieje y no deben modificarse ni añadirse otros nuevos pues, de lo contrario, no se garantiza la fiabilidad funcional del sistema.

Atención

La estructura de directorios necesaria se crea al instalar el control multieje. Ésta no debe modificarse ni deben añadirse directorios nuevos. En caso de manipulación, la fiabilidad funcional no está garantizada.

Fig. Estructura de directorios en la tarjeta de memoria:



Nombre de directorio

Significado

application Lugar donde se guardan todos los datos de usuario como la configuración, los

programas y los datos de programa

protocol Lugar donde se guardan los archivos de informe

system Directorio de sistema

systemsettings Directorio de sistema

Terminal Directorio de sistema

Tabla 3.2 Directorios de archivos en la tarjeta de memoria

En el directorio “application” se encuentran todos los datos necesarios para la aplicación. En ellos se incluye la configuración del control multieje CMXR así como todos los proyectos FTL y programas de la aplicación.

Nota

Con ayuda del Festo Configuration Tool (FCT) se generan todos los datos de sistema necesarios para el funcionamiento, la confi-guración y los programas FTL y se cargan en la tarjeta de memoria.

3.2.2 Directorio de aplicación

En el directorio “application\control” se encuentran todos los datos de configuración, del proyecto FTL y de programa.

Fig. Estructura del directorio de aplicación:

El directorio de aplicación incluye un directorio “control”. Éste se divide en los directorios siguientes:

Nombre de directorio Significado

config Directorio destino de la configuración de la aplicación

ieccontrol Datos para CoDeSys

teachcontrol Incluye todos los proyectos FTL

text Incluye los posibles mensajes de la aplicación

Tabla 3.3 Directorio de aplicación



El directorio “teachcontrol” incluye todos los proyectos FTL asignando un directorio a cada uno. En este directorio de proyecto se encuentran todos los programas FTL asignados al proyecto. En el árbol anterior se han creado los proyectos “_global” y “cube”.

3.3 Dirección IP en el momento de la entrega

En estado de entrega, la tarjeta de memoria del control multieje CMXR dispone de una instalación mínima que permite establecer la conexión de redes al conectar la tensión. Los ajustes de red están configurados como sigue:

Parámetros de red X7 Valor

Dirección IP 192.168.100.100

Máscara Subnet 255.255.255.0

Dirección gateway 0.0.0.0

Tabla 3.4 Parámetros de red preseleccionados

Para establecer la conexión con el control multieje CMXR deben realizarse los ajustes de red correspondientes en el PC.

Nota

El control multieje CMXR-C2 no es compatible con DHCP.

3.4 Módulos periféricos

El control multieje modular puede ampliarse con módulos de periféricos de la serie CECX. Éstos se instalan en el lado derecho de la unidad central. Los módulos se conectan a través del bus del sistema, cuya conexión se establece mediante un contacto crimp.

El usuario puede elegir la posición de un módulo de periféricos. Como cada módulo tiene una dirección propia, se pueden identificar fácilmente. En el control multieje CMXR-C2 se pueden conectar un máximo de 12 módulos de periféricos.



N° art. Denominación Significado

567869 CMXR-C2 Unidad central

552096 CECX-D-16E Módulo de entrada digital con 16 entradas

552097 CECX-D-14A-2 Módulo de salida digital con 14 salidas

552099 CECX-D-8E8A-NP-2 Módulo combinado digital con 8 entradas y 8 salidas

552100 CECX-A-4E4A-V Módulo analógico con 4 entradas, 4 salidas para tensión

552101 CECX-A-4E4A-A Módulo analógico con 4 entradas, 4 salidas para tensión

552107 CECX-C-2G2 Módulo encoder con 2 entradas

553972 CECX-D-6E8A-PN-2 Módulo E/S en versión PNP

553973 CECX-E-4E-T-P1 Modulo de medición de temperatura

553974 CECX-E-6E-T-P2 Modulo de medición de temperatura

553979 CECX-S-S4 Módulo opcional RS485/422

565598 CECX-F-PB-S-V1 PROFIBUS Slave V1

Tabla 3.5 Sistema de módulos de periféricos de CMXR-C2

Nota

El máximo de 12 módulos permitidos puede estar compuesto por una combinación de los módulos de periféricos mencionados más arriba, a excepción del módulo slave PROFIBUS, para el que se permite la utilización de una única unidad.

Ejemplos de módulos de periféricos:

CDCX-D-8E8A-NP-2 CECX-F-PB-S-V1

Módulo combinado digital con 8 entradas y 8 salidas Módulo slave PROFIBUS DPV1

Nota

La planificación de los módulos se realiza con el Festo Configuration Tool (FCT).

La utilización de los módulos en programas FTL debe consultarse en el manual de programación de CMXR.



3.4.1 Direccionamiento de los módulos de periféricos

Cada módulo de periféricos tiene un selector de direcciones situado bajo la tapa, con forma de conmutador giratorio. La dirección del módulo se puede ajustar en el selector de

direcciones con una herramienta apropiada.

En este caso, se aplica lo siguiente:

- Cada dirección sólo debe asignarse una vez dentro de un mismo tipo de módulo.

- En módulos diferentes, las direcciones pueden ser iguales.

Nota

El módulo slave PROFIBUS no tiene selector de direcciones debido a que sólo está permitida la instalación de un módulo en el sistema.

1 Conector bus

(tras la tapa)

2 Escotadura para

el perfil DIN

3 Selector de

direcciones (dirección del modulo)

4 Palanca de

bloqueo de perfil DIN

3.4.2 Conectores de la placa frontal

Para suministrar la alimentación y conectar los cables de señal digitales y analógicos, se requieren conectores estándar con un patrón uniforme de 5,08 mm. Las señales del encoder se conectan a través de un conector SUB-D, y los buses de campo CAN y PROFIBUS se conectan a través de conectores de bus de campo permitidos y apropiados.

En las tablas siguientes se muestran las combinaciones necesarias de conectores y una selección de los recomendados. El usuario puede seleccionar el número de contactos.

Módulos periféricos

Tipo de conector Cantidad

CMXR-C2 2 contactos, para alimentación de tensión

SUB-D de 9 contactos (zócalo) para cada bus CAN

Conector RJ45 tipo clavija para Ethernet

1

1 … 2

1 … 2

4

1

2

3



Módulos periféricos

Tipo de conector Cantidad

CECX-D-16E

CECX-D-8E8A-NP-2

CECX-D-6E8A-PN-2

CECX-A-4E4A-V

CECX-A-4E4A-A

CECX-E-4E-T-P1

2 contactos, para alimentación de tensión

8 contactos para señales

1

2

CECX-D-14A-2 2 contactos, para alimentación de tensión



2

1

1

CECX-E-6E-T-P2 6 contactos para señales 2

CECX-A-4E-V 2 contactos, para alimentación de tensión


1

2

CECX-A-4A-V 2 contactos, para alimentación de tensión


1

CECX-C-2G1 2 contactos, para alimentación de tensión

Conector RJ45 tipo clavija para señales

1

4

CECX-S-2S1 SUB-D, 9 contactos (conector tipo zócalo) 24

CECX-C-2G2 2 contactos, para alimentación de tensión

2 contactos para señales de pestillo

SUB-D, 9 contactos (conector tipo zócalo) para el encoder

1

1

2

CECX-F-PB-S-V1 Conector PROFIBUS SUB-D (conector tipo clavija)

1

Tabla 3.6 Conectores para módulos de periféricos en CMXR-C1

Nota

Para conectar la alimentación, en los módulos de periféricos, se recomienda utilizar conectores de 2 contactos. Éstos permiten mantener la alimentación a los módulos en caso de tener que desconectar los cables de señal para la puesta a punto.

Encontrará un cuadro de los conectores disponibles en http://www.festo.com/katalog.

Fig. Conector de 8 contactos NECC-L1G8-C1 con borne de muelle

3.5 Periféricos en la interface CAN X4

A través de la interface CAN X4 pueden conectarse periféricos de proceso típicos, como los terminales de válvulas o módulos entrada/salida de Festo. Los equipos deben soportar CANopen DS 301.

http://www.festo.com/katalog



La configuración y programación se efectúan con CoDeSys.

4. Configuración con FCT


4. Configuración con FCT

El control multieje CMXR-C2 se configura mediante el Festo Configuration Tool (FCT). Este software dispone de páginas gráficas de diálogo para la introducción guiada de los datos necesarios.

Ejemplo de una página gráfica de configuración:

Con el Festo Configuration Tool (FCT) se modifica la configuración de los elementos siguientes (entre otros):

- Unidad central CMXR-C2

- Señales de periféricos

- Interface de control

- Selección del robot.

- Datos de dinámica de ejes

Para más información, consulte la documentación del plugin CMXR en el Festo Configuration Tool (FCT).

5. Festo Teach Language (FTL)


5. Festo Teach Language (FTL) Los programas de movimientos para el control multieje CMXR se crean con el lenguaje de programación textual FTL (Festo Teach Language). FTL proporciona un conjunto de

instrucciones de gran capacidad, p. ej., para movimientos, dinámica, bifurcaciones, bucles e integración de señales de periféricos. Un intérprete procesa el programa FTL en el control multieje CMXR.

La creación de programas FTL puede efectuarse off-line u on-line. El editor FTL está dis-ponible para la programación off-line en el Festo Configuration Tool (FCT). La progra-mación on-line se efectúa mediante la unidad de mando manual portátil CDSA-D1-VX.

Para más información, consulte el manual de programación de CMXR.

Ejemplo de un programa FTL– representado en un plugin FCT

Ejemplo de un programa FTL– representado en la unidad de indicación y control CDSA-D1-VX:



5.1 Edición de programas

Un programa FTL se modifica con un intérprete en el control multieje CMXR. Esto permite realizar modificaciones en el programa con gran rapidez y su aplicación inmediata.

Los programas FTL no se modifican desde la tarjeta de memoria, sino desde la memoria interna del CMXR. Para arrancar un programa, éste debe cargarse primero desde la tarjeta de memoria. Una vez cargado, está listo para arrancar.

Nota

La capacidad de memoria de la unidad central limita la cantidad máxima de posiciones en un proyecto. Si se supera la capacidad de memoria, se indica un error.

Límite CMXR-C1: aprox. 1.500 posiciones

Límite CMXR-C2: aprox. 10.000 posiciones

5.1.1 Descarga de programas FTL

Por lo general, los programas FTL se crean con el plugin del CMXR del Festo Configuration Tool (FCT) y a continuación se transfieren a la tarjeta de memoria del CMXR mediante descarga.

La tarjeta de memoria también se puede conectar a un PC mediante Ethernet y la dirección IP de la unidad central CMXR. Esta conexión permite cargar programas FTL en la tarjeta de memoria. Dichos programas pueden cargarse e iniciarse desde un control externo. Para iniciar los programas desde la unidad de mando manual debe descargarse el proyecto completo y cargarse de nuevo a continuación.

Debe tenerse en cuenta que todos los proyectos FTL se cargan en el directorio application\ teachcontrol. Está prohibido el uso y la creación de otros directorios. Además, los accesos

frecuentes para escritura reducen la vida útil de la tarjeta de memoria.

Nota

Durante una descarga, asegúrese de que nunca coincida la sobrescritura y la carga de un programa en el control multieje CMXR.

Si la descarga y el inicio de programas FTL se efectúa automáticamente, deben utilizarse bloqueos para garantizar que no se puedan producir fallos. Ello se consigue, p. ej., con

una interface al sistema de nivel superior.

Si en la tarjeta de memoria se copia un proyecto que ya estaba en la memoria del control CMXR, el proyecto no se actualiza. Para cargar el proyecto nuevo desde la tarjeta de memoria en la memoria del control CMXR, debe cerrarse el proyecto activo (se descargará) y volverlo a cargar. Este proceso se efectúa mediante la máscara de proyecto de la unidad de mando manual o mediante un control externo.



Nota

La descarga de un proyecto cargado activo en la tarjeta de memoria no provoca su actualización en la memoria operativa del control CMXR. El proyecto debe descargarse y volver a cargarse para que se actualicen los datos.

6. Unidad de mando manual CDSA-D1-VX


6. Unidad de mando manual CDSA-D1-VX Todas las operaciones necesarias para el funcionamiento, incluyendo la corrección de los programas FTL, se pueden ejecutar con ayuda de la unidad de mando manual portátil

CDSA. En el ordenador se pueden emular las funciones de CDSA.

En la figura siguiente se muestra la parte frontal de la unidad de mando manual CDSA:

1 PARADA DE EMERGENCIA

2 Lápiz táctil

3 Pulsadores de arranque y de paro

4 Tecla para accionamiento secuencial por pulsador

5 Teclas de selección de función

6 Pantalla táctil a color

7 Teclas de selección de función

8 LED de indicación

9 Tapa del puerto USB

Figura 6.1 Unidad de mando manual CDSA

Función Descripción

Interruptor de PARADA

DE EMERGENCIA

Interruptor de PARADA DE EMERGENCIA de 2 canales, categoría 3, para integrar

en el circuito de PARADA DE EMERGENCIA del cliente

Pulsadores de arranque y

de paro

Para arrancar y parar el programa de movimientos

Teclas para

accionamiento

secuencial por pulsador

Teclas para desplazar los ejes en diferentes sistemas de coordenadas

Teclas de selección de

función

Teclas para seleccionar funciones diferentes como, p. ej., sistemas de

coordenadas, indicadores de posición, programación

LED de indicación Indicación de estados como, p. ej., errores

Pantalla táctil Display a color TFT de 6,5 pulgadas con pantalla táctil accionada con los dedos

o con lápiz táctil

1

2

4

6

3

7

5

8

9



Función Descripción

Lápiz táctil Lápiz para la pantalla táctil

Puerto USB X8 Para importar y exportar programas FTL y guardar informes de estado

Tabla 6.1 Funciones situadas en la parte frontal de la unidad de mando manual CDSA

En la figura siguiente se muestra la parte trasera de la unidad de mando manual CDSA:

1 Empuñadura para personas diestras o zurdas

2 Teclas de autorización

3 Salida del cable

Figura 6.2 Parte trasera de la unidad de mando manual CDSA

Función Denominación

Empuñadura La unidad de mando manual dispone de una empuñadura ergonómica que también sirve

de apoyo para la mano y está adaptada tanto a personas diestras como zurdas.

Teclas de

autorización

La empuñadura cuenta con dos teclas de autorización de 2 canales y 3 niveles, una a la

derecha y otra a la izquierda (para diestros o zurdos), preparadas para el circuito de

seguridad del cliente.

Salida del

cable

La salida del cable puede fijarse a la derecha o a la izquierda al conectar el cable.

Tabla 6.2 Funciones situadas en la parte trasera de la unidad de mando manual

La unidad de mando manual puede manejarse posada, p. ej., sobre una mesa, gracias a su construcción ergonómica. La disposición de la carcasa y la empuñadura garantizan su estabilidad.

1

3

2

3

2



6.1 Instalación

La comunicación de la unidad de mando manual con el control multieje CMXR se efectúa mediante una conexión Ethernet. La interface para los dos participantes en la

comunicación es una caja de conexión con conexiones para la unidad de mando manual y el control multieje CMXR.

Esquema de instalación de la unidad de mando manual:

1 Armario de maniobra

2 Control multieje CMXR-C1

3 Cable de Ethernet (Crossover)/cable de Ethernet con switch

4 Caja de conexión CAMI-C con ... 2 canales. PARADA DE EMERGENCIA 2 canales. Tecla de autorización Versión de 24 V

5 Jumper CAMF-B

6 Cable NESC-C-D1-x-C1

7 Unidad de mando

manual CDSA

Figura 6.3 Instalación de la unidad de mando manual CDSA

Normalmente, la caja de conexión se instala en el armario de maniobra. La boquilla de enchufe de la caja de conexión se asegura contra giros y se tiende hacia afuera a través de un orificio. La caja de conexión se fija con una contratuerca.

Nota

Para la conexión Ethernet es recomendable utilizar un switch adecuado, pues sólo así puede conectarse al mismo tiempo un PC (con software FCT) y una unidad de indicación y control.

Nota

Consulte los manuales correspondientes para obtener información detallada sobre la instalación. Cada tipo de utilización requiere unas condiciones de seguridad especiales. Observe el reglamento de seguridad pertinente en función del tipo de utilización.

1

2

3

6

4

5

7



6.2 Caja de conexión CAMI-C

La unidad de mando manual se conecta al control multieje CMXR a través de una caja de conexión. Dicha caja tiene las siguientes conexiones:

- Conexión Ethernet, comunicación entre CMXR y unidad de mando manual.

- Regleta de enchufes de 11 contactos para:

- Alimentación de 24 V DC para la unidad manual.

- Conexión de 2 canales del interruptor de PARADA DE EMERGENCIA.

- Conexión de 2 canales de las teclas de autorización.

1 Regleta de enchufes para alimentación, PARADA DE EMERGENCIA y señales de las teclas de autorización

2 Conector SUB-D de 9 contactos, no utilizado

3 Rosca de conexión para el cable de la unidad de mando manual

4 Tuerca de fijación

5 Pared del armario de maniobra

6 Conexión de Ethernet

Figura 6.4 Caja de conexión CAMI-C

En la figura se muestra la caja de conexión CAMI-C instalada en el exterior de un armario

de maniobra. El orificio debe practicarse con una herramienta adecuada.

6.3 Cómo desenchufar la unidad de mando manual

El control multieje CMXR puede accionarse mediante un control externo, es decir, opera-ciones como, p. ej., la parada o el arranque, pueden accionarse desde el exterior. Para ello, la utilización de la unidad de mando manual no es estrictamente necesaria. Una vez finalizada la puesta a punto, la unidad puede desenchufarse.

6

5

1

3

2

4



Cuando una unidad de mando manual operativa se desenchufa de la caja de conexión, el circuito de PARADA DE EMERGENCIA se abre. En estos momentos se da una situación de PARADA DE EMERGENCIA que no se puede validar debido al circuito de PARADA DE EMERGENCIA abierto. Para seguir trabajando aun cuando la unidad de mando manual esté

desenchufada (el accionamiento puede efectuarse desde un control externo), se enrosca el jumper (identificador CAMF-B-M25-G4) en la caja de conexión en lugar de la unidad manual.

El jumper dispone de dos puentes internos de la señal para PARADA DE EMERGENCIA de 2 canales. Con estos puentes se cierra el circuito de PARADA DE EMERGENCIA y puede validarse el estado de PARADA DE EMERGENCIA.

Nota

No existe ninguna solución que permita desenchufar la unidad de mando manual sin interrumpir el circuito de PARADA DE EMERGENCIA. Esta característica requiere tener en cuenta toda la instalación y las medidas de seguridad pertinentes. El cliente tiene la opción de desmontar esta solución especial observando las medidas de seguridad necesarias.

Atención

El interruptor de PARADA DE EMERGENCIA de una unidad de mando manual desenchufada no está activo. El operario tiene la obligación de retirar las unidades manuales desconectadas para evitar el accionamiento por error de un interruptor de PARADA DE EMERGENCIA inactivo.

1 Jumper colocado

en la caja de conexión

2 Cable metálico

con ojal para fijación

3 Jumper

Figura 6.5 Jumper CAMF-B-M25-G4

1

2

3



6.4 Cuadro del hardware

Para conectar la unidad de mando manual a la caja de conexión existen tres cables completos de longitudes diferentes. Además, existe un jumper para puentear las señales

para PARADA DE EMERGENCIA en estado desenchufado, y un soporte mural con brida de cable para alojar la unidad de mando manual.

Tipo Significado

CDSA-D1-VX Unidad de mando manual

NESC-C-D1-5-C1 Cable de conexión completo, longitud 5 m



CAMI-C Caja de conexión

NECC-L1G11-C1 Conector de 11 contactos para la caja de conexión

CAMF-B-M25-G4 Jumper para la caja de conexión

CAFM-D1-W Soporte mural con cajetín para el cable

Tabla 6.3 Cuadro de hardware de la unidad de mando manual

6.5 Software

La unidad de mando manual dispone de una interface gráfica de usuario con una estruc-tura clara e intuitiva. Para aprender a manipular la unidad de mando manual no se

necesita conocimientos de programación ni de informática. Toda la información está disponible en los idiomas alemán e inglés. El idioma se selecciona en el software de la unidad de mando manual sin necesidad de reiniciar el sistema.

Cable completo NESC-C-D1-xx-C1 Soporte mural CAFM-D1-W Caja de conexión CAMI-C



Ejemplo de la interface gráfica, indicación de las posiciones:

Ejemplo de la interface gráfica, editor de programación:

Para más información, consulte la documentación del software de la unidad de mando manual.



6.6 Derechos de usuario

Para utilizar la unidad de mando manual, el usuario debe registrarse con un nombre de usuario y una palabra de identificación. Esto sirve para impedir el acceso a funcionali-

dades del sistema a personal no autorizado. Mediante una máscara gráfica se selecciona un usuario ya creado. Al introducir la identificación correcta, se activan los derechos autorizados para ese usuario.

Estructura de la máscara gráfica de selección de usuario:

Con la administración de usuarios pueden crearse usuarios nuevos y se asigna una identificación y un nivel de derechos a todos ellos. Los niveles de derechos de usuario comprenden del 1 al 16. El nivel 16 posee todos los derechos y debe reservarse para el administrador.

Estructura de la máscara gráfica de administración de usuarios:

6.6.1 Niveles de usuario

En el control multieje CMXR puede definirse un nivel entre 1 y 15 para cada usuario. El nivel más alto (16) no tiene restricción alguna y debe reservarse para el administrador.



Lista de las funciones con el nivel de usuario necesario

Tecla de menú Función Nivel Write

Setup Máscara de ajuste 1 -

User Máscara de usuario 1 -

Display Ajuste de propiedades del display 1 -

System Menú desplegable para ajustes de sistema 15 -

Disable Bloquea la funcionalidad táctil durante 30 segundos 1 -

Report Servicios 7 Sí

Tabla 6.4 Servicios


Variables Máscara de monitorización de variables 1 -

Variable Menú desplegable para la manipulación 7 Sí

Clean up Borrar variables no utilizadas 7 Sí

Check use Comprobar la utilización de variables 7 Sí

Tabla 6.5 Función de variables


Project Máscara de proyecto 1 -

Load Cargar proyecto/programa 1 Sí

Open Abrir proyecto/programa (sólo traducir) 1 Sí

Close/End Finalizar proyecto/programa 1 Sí

Info Visualizar información de programa 1 -

Update Actualizar la vista del proyecto 1 -

File Funciones para manipulación de archivos 7 Sí

Configuration Máscara de ejecución 1 -

View Visualizar el programa seleccionado 1 -

Step/Cont Conmutación Step/Continue (paso/cont.) 7 Sí

End Finalizar programa 7 Sí

Tabla 6.6 Funciones de proyecto


Program Máscara de programa 1 -

Modify Modificar la línea de programa seleccionada 7 Sí

Macro Repetir la última inserción de macro 7 Sí

New Insertar una nueva instrucción FTL 7 Sí

PC Activar indicador de frase 7 Sí

Step/Cont Conmutación Step/Continue (paso/cont.) 7 Sí




Process Funciones de edición del programa 7 Sí

Selection Seleccionar líneas para cortar o copiar 7 Sí

Delete Borrar líneas seleccionadas 7 Sí

Undo Deshacer la última operación 7 Sí

Text editor Máscara de editor de textos 7 Sí

Tabla 6.7 Funciones de programa


Positions Máscara de posiciones del robot 1 -

Drives Visualizar posiciones de actuador 1 -

Axes Visualizar posiciones de ejes de robot 1 -

World Visualizar posiciones en coordenadas universales 1 -

Object Visualizar posiciones en coordenadas de objeto 1 -

V-Jog Ajustar la velocidad JOG 1 Sí

Jog Ajustar el sistema de coordenadas JOG 1 Sí

Tabla 6.8 Estado y funciones de robot


Messages Máscara de mensajes 1 -

Acknowledge Validar el mensaje seleccionado 1 Sí

All Validar todos los mensajes seleccionados 1 Sí

Display Indicación de los números de identificación en vez

de los textos

1

Help Visualizar ayuda sobre el mensaje seleccionado 1 -

Message Máscara de historial de mensajes 1 -

Display Indicación de los números de identificación en vez

de los textos

1

Help Visualizar ayuda sobre el mensaje seleccionado 1 -

Tabla 6.9 Funciones de mensaje

6.6.2 Usuarios ajustados en el momento de la entrega

En la instalación del control multieje CMXR se crean de manera automática cuatro

usuarios. Estos usuarios sirven de base para ajustes posteriores. El usuario “Administrator” puede crear, modificar o borrar usuarios. Para más información, consulte la documentación del software de la unidad de mando manual.



Nombre de usuario Contraseña Nivel de usuario

Administrator admin 16

Asistencia técnica service 15

Teacher teacher 7

Operador operator 1

Tabla 6.10 Usuarios ajustados en el momento de la entrega

Al volver a arrancar el sistema CMXR o tras salir del mismo, se activará el denominado “usuario por defecto” que tiene acceso al nivel 1. Éste es un usuario interno y sólo se activa cuando no está activado ningún usuario de la lista creada.

Nota

Tras el arranque del sistema, se activa el usuario por defecto, y el idioma configurado es el inglés.

Nota

El sistema necesita el usuario “Service” y, por tanto, no debe borrarse. Éste no debe utilizarse para trabajar en el sistema.

Nota

Para acceder al control multieje CMXR mediante una conexión de red (conectar redes) son válidos los mismos usuarios. Para estos servicios, los derechos de usuario son irrelevantes. La conexión a la red puede ser establecida por cualquier usuario con la identifi-cación correspondiente.

6.7 Comunicación con el control multieje CMXR

La comunicación de la unidad de mando manual con el control multieje CMXR se realiza mediante la interface Ethernet con direcciones IP fijas.

Para establecer una comunicación con otro control multieje CMXR, la unidad de mando manual debe enchufarse a la caja de conexión del sistema deseado. En teoría, la comuni-cación puede efectuarse ajustando otra dirección de Ethernet, pero en la práctica ello no es posible debido a las señales de hardware de las teclas de autorización, ya que éstas están cableadas mediante una solución de hardware.



Nota

La comunicación sólo es posible con el control multieje CMXR que posee la caja de conexión debido a que las señales de hardware de las teclas de autorización deben asignarse conforme a un robot.

Nota

Cada control multieje CMXR necesita una caja de conexión para comunicarse con la unidad de mando manual.

6.7.1 Sincronización del software de diálogo

Al conectar una unidad de mando manual con la caja de conexión se inicia la alimentación y se establece la comunicación con el control multieje CMXR. En la tarjeta de memoria de la unidad central CMXR-C1 se encuentra el software de diálogo para la unidad de mando manual. Para utilizar la unidad de mando manual, este software se carga y se guarda en dicha unidad.

Cada vez que se arranca la unidad de mando manual, las versiones de software de la unidad y de la tarjeta de memoria de la unidad central CMXR se comparan. Si son dife-rentes, el software se carga en la unidad. Ello requiere algún tiempo.

Nota

El software de diálogo para la unidad de mando manual está guardado en la tarjeta de memoria de la unidad central y en dicha unidad. Si las versiones son diferentes, el software de la tarjeta de memoria del controlador se carga en la unidad de mando manual.

6.8 Direcciones IP en el momento de la entrega

La comunicación entre la unidad de mando manual CDSA y el CMXR se efectúa mediante Ethernet. En estado de entrega, la unidad de mando manual CDSA está ajustada de la manera siguiente:

Parámetros de red Valor

Dirección IP (CDSA) 192.168.100.101

Máscara Subnet 255.255.255.0

Dirección gateway 0.0.0.0

IP de anfitrión (CMXR) 192.168.100.100

Las direcciones asignadas en estado de entrega coinciden con las del estado de entrega del CMXR. Si estos equipos se ponen en funcionamiento juntos sin integración de redes no es necesario ajustar ninguna dirección IP.



Nota

Si la unidad de mando manual se integra en una red, debe asegurarse de efectuar correctamente la asignación de direcciones. En este caso, deben modificarse los ajustes existentes en estado de entrega.

Nota

El control multieje CMXR no es compatible con DHCP. sino que debe configurarse a través de FCT.

6.9 Control de pantalla

Tras aproximadamente dos minutos de inactividad, la retroiluminación de la pantalla táctil se reduce para proteger la pantalla. Transcurridos 10 minutos, se activa el salvapantallas. Tocando la pantalla táctil vuelve a activarse.

Nota

Al tocar la pantalla se desactiva la retroiluminación reducida o el salvapantallas y se activa la luminosidad normal.

6.10 Emulación del CDSA

Con el plugin del CMXR en el FCT se instala una emulación del CDSA en el ordenador. Esta emulación tiene la misma gama de funciones que la unidad de indicación y control CDSA-D1-VX y se maneja del mismo modo.

Atención

La emulación del CDSA es una aplicación exclusivamente para PC que no cuenta con los dispositivos de seguridad de la unidad de indicación y control CDSA-D1-VX. El funcionamiento de la parada de emergencia y de las teclas de confirmación se han de garantizar de otro modo.

7. Sistemas de accionamiento


7. Sistemas de accionamiento Para el funcionamiento de los robots se utilizan exclusivamente controladores eléctricos de motor de Festo tanto de técnica de servomotores como de motores paso a paso.

Controladores de motor de Festo compatibles:

Tipo Significado

CMMP-AS Controlador de servomotores Premium de Festo

CMMS-AS Controlador de servomotores estándar de Festo

CMMS-ST Controlador para motores paso a paso

Tabla 7.1 Controladores de motor de Festo compatibles

La comunicación con los controladores de motor se efectúa mediante el DriveBus de Festo, basado en el perfil CANopen DS402 – Modo de funcionamiento “Interpolated Position Mode”.

7.1 Configuración de los controladores del motor

Cada controlador del motor se parametriza con su plugin FCT asignado (módulo en el software Festo Configuration Tool FCT). Antes de utilizarse junto con el control multieje CMXR, es necesario realizar una puesta a punto funcional en cada uno de los ejes

empleados.

Características de la parametrización del controlador del motor:

Interface de control: DriveBus

Administración de errores: El grupo “Limitadores de carrera por hardware” no debe estar ajustado a “Warn” ni “Ignore”.

7.2 Dirección de bus CAN del controlador del motor

En la comunicación a través del DriveBus de Festo con la interface CAN X6, el control multieje CMXR es el master y los controladores de motor los slaves. La dirección de bus del controlador del motor está ajustada y se define como sigue:

A partir de ID de CAN 2: Controlador de motor para todos los ejes de base

Conexión sin intervalos: Controlador del motor para todos los ejes manuales

Conexión sin intervalos: Controlador del motor para todos los ejes auxiliares

Con un máximo de 6 ejes permitidos, se asignan las direcciones CAN 2 a 7.

8. Modos de funcionamiento


8. Modos de funcionamiento El control multieje CMXR dispone de dos modos de funcionamiento:

Modo manual con velocidad reducida Modo automático

Atención

La función de velocidad reducida en modo manual no es segura. Para problemas de control relativos a la seguridad o para la seguridad de las personas, deberán aplicarse medidas de pro-tección externas que garanticen un estado operativo seguro del sistema completo, incluso en caso de fallo.

Los modos de funcionamiento se seleccionan a través de su entrada digital correspon-diente (p. ej., un conmutador con llave) o mediante una señal en el bus de campo. El modo de funcionamiento activo se visualiza con una señal de salida digital propia.

En función de las normas, las señales de los modos de funcionamiento se generan mediante una lógica de seguridad, ya que en determinadas circunstancias dicha lógica debe tener un estado determinado para activar un modo de funcionamiento.

8.1 Modo manual

Este modo de funcionamiento sirve para configurar la cinemática y poner a punto los programas. Normalmente, se lleva a cabo con la unidad de mando manual. Estando activado, la velocidad se reduce (p. ej., la trayectoria del TCP a un máximo de 250 mm/s). Esta reducción de velocidad no es segura. Para problemas de control relativos a la seguri-dad o para la seguridad de las personas, deberán tomarse medidas de protección externas

adicionales.

Funciones en modo manual:

- Movimiento del robot con velocidad reducida. Para ello es condición previa mantener pulsada una tecla de autorización.

- Para movimientos cartesianos, máximo 250 mm/s en el TCP.

- Para movimientos de ejes lineales individuales, máximo 250 mm/s.

- Para mover ejes de rotación individuales, debe tenerse en cuenta que el componente que sobresale no debe superar los 250 mm/s en su extremo más

largo. La velocidad de rotación del eje debe calcularse en función de esta longitud y registrarse en la configuración.

- Programación tipo teach-in de posiciones

- Creación y modificación de programas.

- Prueba de programas en modo secuencial o continuo con velocidad reducida. Para ello es condición previa mantener pulsada una tecla de autorización.



Nota

Los valores de la velocidad reducida se configuran mediante el Festo Configuration Tool (FCT). En el FCT deben ajustarse límites para los valores máximos de velocidad en función de los parámetros.

Para el accionamiento manual con la unidad de mando manual se utilizan las teclas de autorización integradas de 2 canales y 3 niveles. Éstas se conectan al control multieje CMXR mediante una entrada digital.

8.2 Modo automático

En modo automático se realizan todos los movimientos del robot sin limitación de la velocidad; es decir, se procesan y se ejecutan todos los valores dinámicos ajustados en el programa.

Atención

En el modo automático pueden generarse velocidades considerables. Para ejecutar este modo de funcionamiento debe observar las normas y utilizar los dispositivos de seguridad pertinentes para accionar el robot.

En el modo automático no es posible desplazar ejes manualmente. Las teclas de autorización de la unidad de mando manual se ignoran.

8.3 Detención del robot, PARADA DE EMERGENCIA

El robot se detiene sobre la trayectoria. Ello significa que todos los ejes que participan en la interpolación frenan juntos hasta pararse. A este fin, el control multieje CMXR necesita la señal para PARADA DE EMERGENCIA y la señal de las teclas de autorización. Si el control multieje CMXR no frena coordinadamente los ejes participantes dentro de la trayectoria, éstos pueden colisionar, p. ej., contra la herramienta.

La parada coordinada dentro de la trayectoria sólo es posible si todos los ejes necesarios están preparados, es decir, si no presentan errores. Si hay un error en un eje, éste no puede detenerse dentro de la trayectoria marcada. Por lo general, el eje detiene al propio actuador debido al error. En este caso, el eje se desvía de la trayectoria sin que el control multieje CMXR pueda evitarlo.

Atención

Una parada descoordinada de los ejes puede provocar colisiones, p. ej., contra la herramienta, ya que los ejes se desvían de la trayectoria.



El control multieje CMXR necesita algún tiempo para detener los ejes dentro de la trayectoria marcada. Este tiempo comienza en el momento en que se activa la señal para PARADA DE EMERGENCIA y finaliza cuando una unidad de seguridad desconecta la potencia de los actuadores transcurrido un tiempo permitido definido. Durante este

intervalo, el control multieje CMXR debe intentar detener los actuadores dentro de la trayectoria marcada. Si no lo consigue, la unidad de seguridad reacciona y desconecta la potencia de los actuadores.

Nota

El control multieje CMXR frena con los valores de trayectoria máximos posibles gracias a las dinámicas de ejes. Ello debe tenerse en cuenta a la hora de definir un tiempo de frenado.

En la gráfica siguiente se muestran las señales para desconectar los actuadores y para detener los ejes cinemáticos sobre la trayectoria:

En la parte izquierda de la gráfica es posible parar los ejes sobre la trayectoria marcada. En la parte derecha, el hardware de seguridad, p. ej., un relé de retardo de 2 canales, desconecta la potencia de los ejes.

Nota

Para ajustar el tiempo de retardo a fin de desconectar la potencia de los actuadores mediante el hardware, deben observarse las normas válidas.

Movimiento

Activación de

actuadores por el

regulador

Señal para PARADA

DE EMERGENCIA

Tiempo suficiente

para parar dentro de

la trayectoria

t

Tiempo insuficiente para parar dentro

de la trayectoria, el control para

accionamiento detiene los ejes

t



8.4 Reposicionamiento

El control multieje CMXR dispone de la función “Reposicionar”. Por reposicionamiento se entiende la aproximación automática a un punto donde el programa se interrumpió

previamente y a partir del cual se reanuda su ejecución. La aproximación al punto de interrupción se realiza automáticamente.

Un robot puede desviarse de la trayectoria en los casos siguientes:

- Cuando descienden los ejes cinemáticos, p. ej., al aplicar los frenos.

- Cuando el robot se desplaza en modo manual.

Cuando se vuelve a arrancar el programa, el robot se dirige en línea recta desde la posi-ción real al punto de interrupción. Si el robot se desplaza en modo manual, el reposicio-namiento puede provocar una colisión. Por tanto, es importante tener en cuenta el peligro de colisión durante el reposicionamiento.

Atención: peligro de colisión

El reposicionamiento se ejecuta en línea recta. Ello significa que los ejes viajan desde la posición actual al punto de interrupción por el camino más directo.

Para minimizar el peligro de colisión es aconsejable desplazar a mano el robot a un punto próximo al de interrupción antes del reposicionamiento. Si existen ejes de orientación, éstos también deben moverse en una orientación semejante a la del momento en que fueron interrumpidos.

El reposicionamiento se ejecuta con una velocidad definida. Ésta se configura mediante el Festo Configuration Tool (FCT). Es recomendable ajustar valores dinámicos moderados que permitan su control.

Nota

Para configurar los valores dinámicos, es importante ajustar valores moderados que permitan su control.



Nota

Según el tipo de robot, para el reposicionamiento se utiliza PTP o una interpolación lineal cartesiana.


Si el reposicionamiento se efectúa con interpolación lineal cartesiana, en la trayectoria se tienen en cuenta las herramientas definidas. Esto puede provocar movimientos incontrolados de compensación del robot.

Punto de interrupción en la trayectoria

Posición intermedia

Movimiento de reposicionamiento en

línea recta

Desviación de la trayectoria, p. ej., mediante desplazamiento manual

9. Método de control


9. Método de control Además de la unidad de mando manual, el control multieje CMXR-C2 puede controlarse siempre a través del control CoDeSys integrado. Si existe un control adicional de nivel

superior, es posible acceder al mismo con ayuda del módulo CoDeSys a través de las E/S digitales, PROFIBUS DP, Ethernet TCP/IP o CAN.

A fin de facilitar el control del CMXR-C2 a los nuevos usuarios de CoDeSys, se han incluido diferentes variantes en forma de plantillas de proyecto CoDeSys cuyo funcionamiento puede ampliarse en caso necesario.

La plantilla “CMXR autónomo” incluye la configuración mínima. En el manual “CMXR con CoDeSys” encontrará más información sobre este tema.

Atención

Para la ejecución de los métodos de control deben observarse las normas pertinentes.

Con el Festo Configuration Tool (FCT) se seleccionan los métodos de control y se definen los parámetros necesarios para dichos métodos.

Nota

El número de plantillas de proyecto de CoDeSys depende de la versión.

9.1 CMXR-C2 en modo autónomo

En el modo de funcionamiento autónomo, el control de movimientos se controla mediante la unidad de mando manual. Para ello, sólo es necesario enviar algunas señales impor-

tantes al control del movimientos a través del PLC interno y su interface RC. Estas señales se mapean en la plantilla de proyecto del CoDeSys directamente en la primera tarjeta E/S configurada. Una vez hecho esto, el proyecto puede cargarse e iniciarse directamente en el control sin ampliaciones.

Nota

Las señales de sistema también pueden procesarse directamente en el CoDeSys, sin que sea necesaria en este caso una tarjeta E/S.

La siguiente figura muestra un ejemplo de una instalación en modo de funcionamiento autónomo:



En este ejemplo, la técnica de seguridad activa los actuadores mediante una señal dea PARADA DE EMERGENCIA. Este elemento de conmutación permite ajustar un retardo de la

desconexión para la activación de actuadores. Al acusar recibo del modo de funciona-miento activo o cuando aparece un error puede accionarse un elemento señalizador, p. ej., una lámpara.

En la tabla siguiente se incluyen todos los componentes recomendados para el método de control “Autónomo con CoDeSys”. El número de módulos de periféricos se puede ajustar a la aplicación pertinente.

Tipo Cantidad Significado

CMXR-C2 1 Unidad central

CECX-D-8E8A-NP-2 1 Módulo combinado digital con 8 entradas y

8 salidas

NECC-L1G2-C1 2 Conector tipo clavija de 2 contactos

NECC-L1G8-C1 2 Conector tipo clavija de 8 contactos

CDSA-D1-VX 1 Unidad de mando manual

NESC-C-D1-5-C1 1 Cable para la unidad de mando manual, p. ej.,

5 m

CAMI-C 1 Caja de conexión para la unidad de mando

manual

NECC-L1G11-C1 1 Conector de 11 contactos para la caja de

conexión

Tabla 9.1 Componentes del CMXR, modo autónomo con CoDeSys

CMXR-C2 Ejemplo de técnica de seguridad

Caja de conexión CAMI-C Unidad de mando

manual CDSA

Modo de funcionamiento automático

Modo de funcionamiento manual

Señal de PARADA DE EMERGENCIA

Teclas de autorización

Teclas de autorización

Señal de PARADA DE EMERGENCIA

Otras señales de PARADA DE

EMERGENCIA

Ejecución de 2 canales

Actuadores

Activación de actuadores

Acuse de recibo Modo de funcionamiento manual

Ethernet

Acuse de recibo Error activo

Acuse de recibo Modo de funcionamiento automático



Nota

En el modo autónomo, se recomienda un módulo de entrada/salida central CECX-D-8E8A-NP-2 adicional en el control multieje CMXR-C2.

9.1.1 Señales de sistema En la tabla siguiente figuran las señales de sistema y la ocupación de señales de la tarjeta E/S CECX-D-8E8A-NP-2 recomendada.

Señal Nombre de señal Significado

Salida 0 doutError Error activo

Salida 1 De uso libre

Salida 2 doutAutoSelected Modo de funcionamiento

automático activo

Salida 3 doutManSelected Modo de funcionamiento manual

activo





Entrada 0 dinEmStop PARADA DE EMERGENCIA

Entrada 1 dinEnabling Teclas de autorización

Entrada 2 dinAutoSelected Modo de funcionamiento

automático

Entrada 3 dinManSelected Modo de funcionamiento manual

Entrada 4 De uso libre




Tabla 2: Ocupación de las señales de sistema

Los puntos de la tarjeta E/S con un “nombre de señal” están ocupados de forma predeterminada. Las entradas y salidas desocupadas se pueden utilizar como señales de aplicación. La asignación de los símbolos para los puntos de E/S se configura mediante el Festo Configuration Tool (FCT).

9.2 Control de nivel superior y permiso de escritura

El control multieje CMXR puede controlarse a través del PLC interno o de la unidad de mando manual. Para que no surjan problemas, sólo uno de los equipos debe tener derecho a controlar activamente el control multieje CMXR, p. ej., arrancar un programa. Este participante activo tiene “control de nivel superior” y, por lo tanto, el permiso de escritura. Los equipos siempre pueden actuar como observadores pasivos.



Nota

Sólo un equipo puede controlar activamente el control multieje CMXR.

9.2.1 Funcionamiento

El control de nivel superior se administra en el control de movimientos del CMXR. Al arran-car el sistema, ninguno de los equipos de control tiene control de nivel superior y, por lo tanto, carecen de permiso de escritura. Éste debe solicitarse primero. La solicitud se ejecuta mediante un diálogo en la unidad de mando manual o mediante un intercambio de señales con el control del PLC interno. Para ello, todos los participantes poseen los mismos derechos. El primer equipo solicitante recibe el control de nivel superior. Cuando un equipo deja de necesitar el control de nivel superior, debe devolverlo a la administra-ción. La revocación del nivel superior de un equipo no es posible.

El estado del control de nivel superior de la unidad de mando manual se indica con el color de fondo del campo del nivel de usuario activo:

Color de fondo = gris: sin permiso de escritura/sin control de nivel superior

Color de fondo = azul: permiso de escritura/control de nivel superior

Estos estados también se transmiten en la interface del control externo.

En la figura siguiente se muestra la representación gráfica en la unidad de mando manual.

Nota

El control de nivel superior debe ser solicitado por el propio equipo, que lo devolverá cuando sea necesario. La revocación del nivel superior de un equipo no es posible. Si la comunicación con un equipo se interrumpe, el control de nivel superior vuelve a la administración transcurrido un timeout interno.

Nota

Si no hay conexión con ningún control y el manejo se efectúa a través de la unidad de mando manual CDSA, el control de nivel superior debe solicitarse una vez en la unidad de mando manual al arrancar el sistema.

Campo del nivel de usuario activo



9.2.2 Nivel de usuario

El control de nivel superior no depende del modo de funcionamiento ni del nivel de usuario de la unidad de indicación y control. No es posible tomar el control de nivel superior,

incluso con el nivel de usuario 16 (administrador), mientras que los participantes que dispongan del control no lo devuelvan primero.

9.2.3 Ámbito de influencia del control de nivel superior

El control de nivel superior influye en el conjunto de acciones posibles de un participante. Cada participante puede ejecutar siempre acciones pasivas, es decir, puede observar pero nunca influir de ningún modo en, p. ej., los programas ni el robot. Además, las acciones posibles dependen de la interface activa. En la tabla siguiente se presentan las funciones activas y pasivas de las conexiones y los participantes.

Función Unidad de mando manual CDSA

CoDeSys

Funciones activas con permiso de escritura

Desplazamiento JOG de los ejes X X

Programación tipo teach-in de

posiciones

X X

Arrancar, detener programas X X

Borrar fallos X X

Funciones pasivas sin permiso de escritura

Selección del modo de servicio X

Señales de las teclas de

autorización, PARADA DE

EMERGENCIA

X

X

Intercambio de datos cíclicos E/S X

Observar variables X X

Escribir variables X X

Tabla 9.3 Cuadro de funciones activas y pasivas

9.2.4 Ejemplo de integración

Para accionar un control externo es recomendable la instalación de un selector en dicho

control para solicitar el control de nivel superior o devolverlo para la utilización por otros participantes (unidad de mando manual). El estado del control de nivel superior puede visualizarse mediante una señal luminosa.



Según el estado del selector, el control toma el control de nivel superior o lo devuelve a la administración. También es posible integrar el control de nivel superior en una selección de los modos de funcionamiento, p. ej.:

- Accionamiento manual sin control de nivel superior. - Accionamiento manual con control de nivel superior.

- Modo automático.

Para ejecutar el modo automático, el control externo necesita siempre el control de nivel superior, de lo contrario no es posible arrancar programas, por ejemplo.

CMXR-C2

Unidad de mando

manual CDSA

Señales de mando

Control externo

Selector para habilitar la unidad

de mando manual

10. Sistemas de coordenadas



10.1 Sistemas de coordenadas de ejes

El sistema de coordenadas de ejes es un sistema de coordenadas que tiene en cuenta todos los ejes físicos de un robot. Cada eje dispone de una coordenada en el sistema de coordenadas de ejes. El origen de una coordenada se encuentra en el punto cero del eje asignado.

El sistema de coordenadas de ejes depende de la forma y posición de los ejes mecánicos, a su vez determinadas por la estructura mecánica del robot.

Ejemplos:

En la figura izquierda se muestra el modelo cinemático del trípode EXPT de Festo. El modelo cinemático condiciona la posición de los ejes y, por tanto, del sistema de coordenadas de ejes.

La disposición mostrada en la figura de la derecha es de tipo cartesiano. Esta mecánica

también tiene un sistema de coordenadas de ejes pero, en este caso, los ejes mutuamente perpendiculares forman un sistema cartesiano. En el sistema de coordenadas de ejes, el control multieje CMXR no tiene en cuenta el modelo cinemático sino cada uno de los ejes, que pueden ser lineales o de rotación.

10.2 Sistema de coordenadas cartesianas

Un sistema de coordenadas cartesianas se compone de tres ejes mutuamente perpendicu-lares. En función del modelo cinemático interno, el control multieje CMXR calcula el sistema cartesiano a partir de las coordenadas individuales de ejes mediante una

operación de transformación de coordenadas.

10.2.1 Ejes de traslación X, Y, Z

En un sistema de coordenadas cartesianas, los tres ejes mutuamente perpendiculares X, Y y Z son los ejes de traslación. Éstos se definen con la regla de la mano derecha.

A1

A3

A2 A1

A3

A2



El pulgar apunta al eje X positivo, el índice al eje Y positivo y el dedo medio al eje Z posi-tivo.

Con estos tres ejes de traslación, una herramienta puede desplazarse o describirse en el espacio en tres direcciones. Éstos se denominan grados de libertad de movimiento.

10.2.2 Ejes de orientación A, B, C

Con los ejes de traslación X, Y y Z puede describirse la posición, p. ej., de una herramienta. Pero si la herramienta también tiene una orientación, es decir, ha rotado desde su posición

de origen, ésta no puede expresarse con los ejes X, Y y Z. Para describir la orientación se requieren ejes de rotación (también denominados ejes de orientación) en el sistema carte-siano. Éstos giran alrededor de los ejes de translación X, Y y Z.

El primer eje de rotación del sistema cartesiano se denomina “A”, el segundo “B”, y el tercero “C”. El control multieje CMXR determina el orden de rotación en el sistema carte-siano a partir del método Euler ZYZ. En el capítulo siguiente se describe esta operación.

El sentido de giro alrededor de un eje se define con la regla del sacacorchos. La mano derecha se cierra en puño y se estira el pulgar hacia arriba. El pulgar apunta en la dirección axial positiva, los dedos del puño apuntan en la dirección positiva de rotación alrededor del eje.



10.2.3 Rotación ZYZ de Euler

La rotación de Euler describe una secuencia para establecer una rotación en un sistema cartesiano. La unidad de control de varios ejes CMXR emplea el convenio de Euler ZYZ. Con

ello se obtiene la secuencia siguiente: El primer eje de rotación A gira alrededor del eje Z. El segundo eje de rotación B gira alrededor del eje Y del sistema de coordenadas

rotado. El tercer eje de rotación C gira alrededor del eje Z del sistema de coordenadas rotado

una vez más.

En la figura se muestran las tres rotaciones sucesivas según la convención de Euler ZYZ.

La convención de Euler ZYZ es más fácil de comprender que otras sucesiones de rotación

por reducirse a dos rotaciones en torno al eje Z. Como el eje de la herramienta siempre está en dirección del eje Z, las indicaciones de rotación se derivan con facilidad.

Nota

La rotación de Euler describe tres grados de libertad de rotación en el espacio. Éstos sólo se alcanzan si la mecánica del robot puede satisfacer estos grados de libertad.

Todas las indicaciones de orientación del sistema CMXR se marcan siempre conforme al convenio de Euler ZYZ.

10.3 Sistemas de coordenadas del robot

10.3.1 Sistema de coordenadas en la base

El sistema de coordenadas en la base del robot se obtiene a partir de la colocación de los ejes en el espacio y su parametrización. Este sistema de coordenadas es del tipo carte-siano. Éste se define, p. ej., por:

- El sentido de giro de los actuadores y

- el punto cero del eje

Los ajustes necesarios se realizan en la configuración del control multieje CMXR, así como en la configuración del control para accionamiento correspondiente. Para poder poner en práctica estos ajustes, la dirección de los ejes cartesianos debe ajustarse conforme a la regla de la mano derecha. Si no es así, el robot no se puede poner en funcionamiento con el control CMXR.

Z X

Y

Posición inicial

X‘

Y‘

1. Rotación alrededor

del eje Z

Z‘‘


del eje Y rotado


del eje Z rotado

Z

X‘‘

Y‘

Z‘‘

X‘‘‘ Y‘‘



Nota

El ajuste de los parámetros para los ejes y actuadores que influyen en los sentidos de coordenadas debe realizarse conforme a la regla de la mano derecha, de lo contrario no pueden aplicarse.

La posición y orientación del sistema de coordenadas en la base dependen del robot. Consulte su ajuste en la descripción del robot correspondiente. Todos los ajustes de la configuración deben efectuarse de manera que cumplan los requisitos para definir cada robot. En el capítulo “11 Cinemática soportada” aparece la descripción de todos los tipos de robot.

Nota

Todos los ajustes de parámetros para, p. ej., ejes y actuadores, deben efectuarse de manera que cumplan los requisitos del robot correspondiente.

En la gráfica siguiente se muestra un pórtico con tres ejes de movimiento de Festo con su sistema de coordenadas en la base cuyo origen lo marcan los puntos cero de cada uno de los ejes.



Nota

El sistema de coordenadas en la base es de tipo cartesiano como el sistema de coordenadas universales, y constituye el origen carte-siano del robot.

10.3.2 Sistema de coordenadas universales

El sistema de coordenadas universales se define en “World” con tres grados de libertad. Por lo general, los sistemas de coordenadas en la base y universales son iguales.

Al desplazar el sistema de coordenadas en la base, el sistema de coordenadas universales puede encontrarse fuera del espacio operativo del robot. Por ello, también es posible referenciar varios robots al mismo punto cero.

Nota

Si es necesario desplazar la posición o la orientación del sistema de coordenadas en la base del robot, éste puede definirse mediante un offset configurable con el Festo Configuration Tool (FCT).

Ejemplo:

Dos pórticos con tres ejes de movimiento están montados en un mismo transportador. En

este transportador hay un punto cero común válido para los dos robots. Los robots tienen una distancia de 2000 mm o 3500 mm en sentido del eje X del sistema de coordenadas universales.

X+

Y+

Z+

Sistema de coordenadas en la base



El desplazamiento del sistema de coordenadas en la base del robot se define en relación al

origen del sistema de coordenadas universales. Es decir, si el sistema de coordenadas en la base se colocara sobre el sistema de coordenadas universales, ambos sistemas coincidirían. El sistema de coordenadas en la base se desplaza o se orienta a la posición deseada respecto al origen del sistema de coordenadas universales.

Para el ejemplo de los dos pórticos con tres ejes de movimiento, ello supone:

- El pórtico con tres ejes de movimiento 1 tiene un desplazamiento básico de X = 2.000 mm.

- El pórtico con tres ejes de movimiento 2 tiene un desplazamiento básico de X = 3500 mm.

Nota

El desplazamiento del sistema de coordenadas universales es un ajuste global para el robot. En los programas de movimientos pueden definirse otros desplazamientos del punto cero activos únicamente durante el tiempo de ejecución del programa.

Nota

Si el sistema de coordenadas en la base no se desplaza, el sistema de coordenadas universales coincide con él. En este caso, también se denominaría sistema de coordenadas universales.

Sistema de coordenadas universales

Transportador

X+

Y+

Z+

Y+

X+

Y+

X+

Z+ Z+

2000 mm 1500 mm

Dos pórticos con tres ejes de movimiento con sistema de coordenadas en la base



10.3.3 Sistema de coordenadas de herramienta

El sistema de coordenadas de herramienta es un sistema cartesiano y tiene tres transla-ciones y tres indicaciones de orientación, en total: seis grados de libertad. El origen del

sistema de coordenadas de herramienta suele ser la brida de la herramienta del robot. El origen depende del modelo cinemático. Para más información, consulte la descripción de los robots.

La orientación del sistema de coordenadas de herramienta se efectúa de la misma manera que la orientación del sistema de coordenadas en la base. El sistema de coordenadas de herramienta se define en el espacio a partir de la definición de una herramienta o de la utilización de un eje de orientación.

En la figura siguiente se muestra un pórtico con tres ejes de movimiento con sistemas de coordenadas básicas y de herramienta:

El origen del sistema de coordenadas de herramienta establece el punto operativo de herramienta y se denomina Tool Center Point (TCP). Este TCP puede ajustarse con una definición de herramienta de seis grados de libertad de movimiento. Con esta definición, el TCP puede ajustarse para una herramienta cualquiera en el espacio. El TCP se desplaza por la trayectoria con movimientos cartesianos.

10.3.4 Empleo del sistema de coordenadas de herramienta

El sistema de coordenadas de herramienta sólo permite trabajar en modo manual. Este modo se selecciona, p. ej., a través de la unidad de mando manual CDSA. El sistema de coordenadas de herramienta sólo es importante para el Teaching de posiciones y el manejo manual. Si las posiciones se programan con Teaching, éstas se guardan como cartesianas o axiales dependiendo de las variables utilizadas.

X+

Y+

Z+

Ty+

Tx+

Tz+ Sistema de coordenadas

en la base

Sistema de coordenadas de herramienta

Punto operativo de herramienta (TCP)



Nota

Si las posiciones con el sistema de coordenadas de herramienta seleccionado se programan con Teaching, éstas se guardan como cartesianas o axiales.

Si se selecciona el sistema de coordenadas de herramienta (p. ej., en la unidad de mando manual CDSA), el robot puede moverse con su TCP dentro del sistema de coordenadas de herramienta definido. Para ello, la denominación de las teclas JOG de la unidad de mando manual cambia.

Si se utiliza un robot no holónomo, es decir, que no tiene los seis grados de libertad de movimiento, la denominación de los ejes de orientación será, p. ej., A4, en vez de A, B, C.

En la figura siguiente se muestra la asignación de teclas de la unidad de mando manual estando seleccionado el sistema de coordenadas de herramienta con un robot no holónomo.

Ejes X, Y y Z de la herramienta

Eje de orientación

11. Cinemática soportada


11. Cinemática soportada La unidad de control de varios ejes CMXR posee modelos cinemáticos internos. Estos modelos describen el tipo de robot y la disposición, posición y forma de sus ejes.

A continuación se describen todos los modelos cinemáticos soportados por el sistema CMXR. El número máximo de ejes de un robot está limitado a seis.

11.1 Estructura de los robots

Los robots se componen esencialmente de ejes de base y de orientación (ejes manuales). A continuación se explica su significado y funcionamiento. Además de estos ejes de robot también se pueden utilizar ejes de movimientos manuales que se interpolan en la posición de destino del robot.

11.1.1 Ejes de base

Los ejes A1, A2 y A3 suelen formar tres ejes que coinciden con los hasta tres ejes de

traslación X, Y y Z del sistema cartesiano. Estos ejes pueden desplazarse a posiciones en el espacio cartesiano. Si en los ejes de base hay montada una herramienta, su orientación asimila la posición de los ejes de base y no puede influirse sobre ella.

Las ilustraciones muestran el robot trípode EXTP de Festo y el pórtico con tres ejes de movimiento. Los ejes A1, A2 y A3 conforman los ejes de base de los robots.

Nota

Todos los ejes de base son ejes eléctricos controlados a través de la unidad de control de varios ejes CMXR. Como ejes de base no es posible utilizar ejes neumáticos.

A1

A2

A3 A1

A3

A2



11.1.2 Ejes de orientación, ejes manuales

Los ejes de orientación, también denominados manuales, se encuentran en un extremo de los ejes de base. Estos ejes son de tipo rotativo. Como máximo es posible un eje de

orientación, que junto con los tres grados de libertad de movimiento de los ejes de base obtiene un grado más de libertad. En combinación con los ejes de base, se obtiene un número máximo de cuatro grados de libertad de movimiento para el robot.

En el extremo de los ejes de orientación está la brida, donde se monta la herramienta. La herramienta se orienta en el espacio con ayuda de los ejes de orientación de manera análoga a la mano humana. De aquí proviene el nombre eje manual.

Nota

Para modificar la orientación en la trayectoria, el eje de orientación debe ser eléctrico para poder interpolarse a la trayectoria.

Los ejes de rotación y giratorios neumáticos también pueden utilizarse como ejes de orientación. Sin embargo, su orientación debe ser estática y debe ajustarse con los datos de herramienta.

11.1.3 Reorientación de ejes

Un giro del eje de orientación provoca un cambio en la orientación de la herramienta. Ello significa que la orientación del sistema de coordenadas de herramienta, cuyo origen es el TCP, cambia de manera análoga a la orientación del eje de orientación.

En el ejemplo siguiente se va a girar el eje de orientación +45 grados “arrastrando” con él al sistema de coordenadas de herramienta (Tx y Ty). Ello no afecta al sistema de coordenadas universales.

-

Eje Z

+

Ejemplo: Módulo de giro eléctrico con un grado de libertad de movimiento



Si se activa un sistema de referencia mediante la programación FTL (Festo Teach Language) éste tiene efecto aditivo con respecto al sistema de coordenadas universales. Si se genera una rotación en un sistema de referencia dentro del grado de libertad del robot (p. ej., rotación en torno al eje Z), el eje de orientación se reorienta automática-mente. En el ejemplo siguiente se va a desplazar y rotar el contorno derecho con un sistema de referencia. Como la rotación puede ejecutarse con el eje de orientación, ésta se efectúa a continuación. De este modo, la herramienta se desplaza análoga al contorno como si no se hubiese producido la rotación.

Nota

Si un contorno es orientado en el espacio con un sistema de referencia, la herramienta se reorienta automáticamente en el contorno con ayuda de un eje de orientación. Condición previa para ello es que el eje de orientación alcance los grados de libertad de movimiento necesarios.

Ty+

Tx+

Y+

X+

Contorno sin desplazamiento Contorno con desplazamiento

y rotación mediante sistema de referencia

Y+

X+

Y+

X+

Ty+

Tx+

Ty+

Tx+ Y+

X+

Sistema de coordenadas universales

Eje de orientación = 0 grados

Ty+

Tx+

Eje de orientación = 45 grados



11.1.4 Interpolación de ejes de orientación

Todos los ejes de base y manuales son ejes del robot. Los movimientos de estos ejes de robot se calculan con el modelo cinemático interno: la transformación de coordenadas.

En los movimientos cartesianos se tiene en cuenta la posición cartesiana y la orientación indicada. Ello no implica que varios ejes no puedan moverse con un sola instrucción de posicionamiento. Esto depende de la instrucción de posicionamiento y del tipo de robot.

En el ejemplo siguiente se ha instalado una herramienta acodada. Esta herramienta se guía por la trayectoria y la orientación gira 180 grados.

En la figura siguiente se muestra la vista en planta del movimiento. El extremo de la herramienta recorre la trayectoria y la orientación gira asimismo 180 grados. Los ejes cartesianos X, Y y Z ejecutan el denominado movimiento de compensación superpuesto al movimiento de la trayectoria. Esto es necesario para adaptar la posición, la orientación y la herramienta a la trayectoria.

Nota

El movimiento de los ejes que siguen la modificación de la orientación se denomina también movimiento de compensación.

Trayectoria de la brida de herramienta

Trayectoria de la herramienta

X+

Y+

+ Eje de orientación

+

X+

A+

Y+

Z+



Nota

Como los ejes de orientación giran automáticamente debido a la reorientación, p. ej., bajo la acción de sistemas de referencia, debe comprobarse que el cableado de aplicación (cables, tubos flexibles) no pueda resultar dañado.

Para interpolar el eje de orientación es importante tener en cuenta que el movimiento es diferente en función de si se introducen posiciones cartesianas o de ejes. Si se utiliza una posición cartesiana, el eje se dirige a la posición de destino por el camino más corto para reducir al máximo el movimiento. Si una posición se indica en coordenadas de ejes, el eje de orientación recorre siempre el camino programado.


Para integrar ejes de orientación en el movimiento debe asegu-rarse, mediante una puesta a punto, que la rotación del eje de orientación se efectúa en el sentido deseado. Es recomendable programar con Teaching y comprobar los movimientos de los ejes de orientación con la unidad de mando manual.



En el ejemplo siguiente, el eje de orientación está en posición 40 grados. Si a continuación se programa un movimiento con una posición cartesiana (posición del tipo CARTPOS) en la que el eje de orientación debe girar 320 grados, el eje la ejecuta por el camino más corto,

es decir, en el ejemplo describiría un ángulo real de 80 grados.

Si a continuación se programa un movimiento con una posición de ejes en vez de cartesiana (posición del tipo AXISPOS), el eje de orientación se desplaza de la posición 40 grados a la posición 320 grados respetando el signo. En el ejemplo, el movimiento real

del eje de orientación describe 280 grados.


X+

Y+

0°

90°

180°

270°

Trayectoria del eje de orientación al indicar una posición de ejes

40° 320°


X+

Y+

0°

90°

180°

270°

Trayectoria del eje de orientación al indicar una posición cartesiana

40° 320°



11.1.5 Ejes manuales eléctricos y neumáticos

Un eje giratorio neumático no se considera eje manual porque no puede moverse con

interpolación. Esta característica debe tenerse en cuenta para la definición de la herra-mienta.

Atención

Para utilizar ejes neumáticos debe pensarse siempre en las definiciones de herramienta correctas. Si las definiciones de herramienta son incorrectas o no se tienen en cuenta, pueden producirse colisiones y daños materiales.

En la figura siguiente se muestra un ejemplo de utilización de un eje giratorio neumático tras un eje manual eléctrico. En ella se ve un detalle del robot trípode con un eje de orientación eléctrico en el que se ha montado un eje giratorio DRQD neumático con una pinza por vacío.

11.1.6 Ejes auxiliares

A diferencia de los ejes de base y manuales, los ejes auxiliares no pertenecen al modelo

cinemático y no son tenidos en cuenta por la transformación de coordenadas del modelo cinemático. El control multieje CMXR interpola los ejes auxiliares para el movimiento cartesiano de los ejes de base y manuales en forma de movimiento punto a punto.

Actuador de rotación neumático DRQD

Eje de orientación eléctrico



Nota

Los ejes auxiliares se interpolan siempre juntos para el movimiento cartesiano. El movimiento separado asíncrono de los ejes auxiliares para el movimiento cartesiano del robot no es posible.

A continuación se muestra un ejemplo de utilización de un eje auxiliar eléctrico en un robot trípode. El eje auxiliar se utiliza como eje de rotación en la brida de herramienta, ya que esta combinación no existe en el modelo cinemático del trípode.

En la gráfica se muestra la modificación de posición del eje auxiliar rotatorio. Como éste no ejecuta un movimiento cartesiano, los otros ejes no realizan un movimiento de compen-sación. Para la utilización de ejes auxiliares deben comprobarse siempre los movimientos para evitar colisiones.

Atención

Si se utilizan ejes auxiliares, existe peligro de colisión al realizar el movimiento porque la herramienta (TCP) puede no avanzar por la trayectoria de los ejes del robot. Es obligatorio poner a punto el movimiento.

11.1.7 Programación de ejes manuales y auxiliares

Los ejes manuales y auxiliares se desplazan en movimiento PTP debido a la interpolación interna. Para este tipo de interpolación es necesario indicar la dinámica, como en el caso

de los movimientos PTP. Ello significa que una dinámica cartesiana programada de la trayectoria no influye de ningún modo en la dinámica de los ejes manuales y auxiliares.

Para influir en la dinámica de los ejes manuales y auxiliares, debe indicarse los valores porcentuales de dinámica, como en el movimiento PTP, además de la dinámica cartesiana.

Pieza



Nota

Para un movimiento cartesiano, los ejes auxiliares y manuales requieren además la indicación de dinámica para movimientos PTP. Éstos se indican con valores porcentuales mediante las instruc-ciones FTL correspondientes.

Para más información, consulte el manual de programación.

11.1.8 Indicación de la secuencia de ejes para los robots

Los ejes de base y manuales del robot describen una secuencia de ejes. Para representar esta secuencia de manera sencilla también se utilizan letras que describen esta cadena de ejes. La indicación también especifica el tipo de eje, es decir, si se trata de un eje lineal o de rotación.

L Significa eje lineal

R Significa eje de rotación

El identificador se declara como sigue:

<secuencia de caracteres para ejes de base> - <secuencia de caracteres para ejes manuales>

Ejemplos:

LL-R Robot con dos ejes de base lineales y un eje manual rotativo.

LLL-RR Robot con tres ejes de base lineales y dos ejes manuales rotativos.

11.2 Pórtico lineal cartesiano

Un pórtico lineal es un robot cartesiano con dos ejes de base mutuamente perpendiculares y que, por tanto, forman un sistema cartesiano. Estos ejes están ordenados en X-Z o Y-Z en el sistema cartesiano. El eje vertical constituye siempre el eje Z cartesiano. Opcionalmente puede colocarse una brida de herramienta en un eje de orientación.



Robot Número de

ejes de base Número de ejes manuales

Secuencia de ejes

Pórtico lineal sin

eje de rotación

2 0 LL

Pórtico lineal con

eje de rotación

2 1 LL-R

Tabla 11.1 Combinaciones de pórtico lineal

La disposición de los ejes cartesianos como X-Z o Y-Z se ajusta con el Festo Configuration Tool (FCT).

Nota

El punto cero del sistema de coordenadas universales se define con el punto cero de los ejes 1 y 2. La posición cero y el sentido de giro del eje 3 deben parametrizarse de manera que el sistema de coordenadas de herramienta (Tx o Ty, Tz) coincida con el sistema de coordenadas en la base del robot.

Este robot no holónomo admite una interpolación limitada de los ejes de orientación ya que no dispone del tercer grado de libertad de movimiento de los ejes de base que permite realizar los movimientos de compensación para desplazar la herramienta en el espacio. De este modo, los movimientos cartesianos sólo se pueden realizar en el sentido de los ejes de base existentes, ejes 1 y 2.

- Eje 1 +

-

Eje 2

+

Eje 3

X+ o Y+

Z+

A+ +

Tz+

Tx+ o Ty+



Ejemplo

El robot posee un eje de orientación (eje 3) en el que se ha montado una herramienta cuyo TCP está definido en el espacio (no vertical). Una rotación cartesiana del eje 3 gira sobre el

TCP, lo que no es posible debido a que no existe el grado de libertad de movimiento de los ejes de base. Este tipo de movimientos de rotación deben efectuarse con una interpolación PTP, para la que el TCP es irrelevante.

Nota

En un pórtico lineal sólo es posible realizar un número limitado de interpolaciones de ejes manuales debido a que faltan grados de libertad de movimiento.

Nota

No es posible efectuar instrucciones de desplazamiento en un grado de libertad de movimiento que no existe y éstas producen un error.

El reposicionamiento del pórtico lineal se realiza con un movimiento PTP.

Atención

El reposicionamiento del pórtico lineal se realiza con una interpolación PTP. Observe que no haya obstáculos que entorpezcan el movimiento de reposicionamiento.

En la figura siguiente se muestra un pórtico lineal de Festo:

11.3 Pórtico con dos ejes de movimiento cartesiano

Un pórtico con dos ejes de movimiento es un robot cartesiano compuesto por dos ejes de base mutuamente perpendiculares. Por tanto, dispone de dos grados de libertad de



traslación. Estos ejes se representan como X e Y y cubren el plano X-Y. No existe un eje Z eléctrico que los interpole. Los movimientos en sentido Z pueden realizarse, p. ej., mediante un actuador neumático. Opcionalmente, en este robot puede colocarse una brida de herramienta en un eje de orientación.

Robot Número de ejes de base

Número de ejes manuales

Secuencia de ejes

Pórtico con dos ejes de

movimiento sin

eje de rotación

2 0 LL


movimiento con

eje de rotación

2 1 LL-R

Tabla 11.2 Combinaciones de pórtico con dos ejes de movimiento

Nota El punto cero del sistema de coordenadas universales se define con el punto cero de los ejes 1 y 2. La posición cero y el sentido de giro del eje 3 deben parametrizarse de manera que el sistema de coordenadas de herramienta (Tx o Ty, Tz) coincida con el sistema de coordenadas en la base del robot.

Nota En un pórtico con dos ejes de movimiento sólo es posible realizar un número limitado de interpolaciones de ejes manuales debido a que faltan grados de libertad de movimiento.

Nota No es posible efectuar instrucciones de desplazamiento en un grado de libertad de movimiento que no existe y éstas producen un error.

El reposicionamiento del pórtico con dos ejes de movimiento se realiza con un movimiento PTP.

+ Eje 2 -

Eje 3 +

Tx+

Ty+

Eje 1

-

+

Y+

A+ X+



Atención

El reposicionamiento del pórtico lineal se realiza con una interpo-lación PTP. Observe que no haya obstáculos que entorpezcan el movimiento de reposicionamiento.

En la figura siguiente se muestra un pórtico con dos ejes de movimiento de Festo con un eje Z neumático:

11.4 Pórtico con tres ejes de movimiento cartesiano

Un pórtico con tres ejes de movimiento es un robot cartesiano que puede moverse en el espacio con sus tres ejes de base. Dispone de los ejes de base X, Y y Z mutuamente perpendiculares. Opcionalmente, en este robot puede colocarse una brida de herramienta en un eje de orientación.

+ Eje 2 -

Eje 4 +

Tx+

Ty+

Eje 1

-

+

Tz+

Y+

A+ X+

Z+

Eje 3

+ -

-



Nota

El punto cero del sistema de coordenadas universales se define con el punto cero de los ejes 1, 2 y 3. La posición cero y el sentido de giro del eje 4 deben parametrizarse de manera que el sistema de coordenadas de herramienta (Tx o Ty, Tz) coincida con el sistema de coordenadas en la base del robot.



Secuencia de ejes

Pórtico con tres ejes de

movimiento sin eje de

rotación

3 0 LLL


movimiento con eje de

rotación

3 1 LLL-R

Tabla 11.3 Combinaciones del pórtico con tres ejes de movimiento

El reposicionamiento del pórtico con tres ejes de movimiento se realiza con un movimiento PTP.

Atención

El reposicionamiento del pórtico lineal se realiza con una interpo-lación PTP. Observe que no haya obstáculos que entorpezcan el movimiento de reposicionamiento.

En la figura siguiente se muestra un pórtico con tres ejes de movimiento de Festo:



11.5 Robot trípode (EXPT)

El robot trípode es un robot de cinemática paralela. A diferencia del robot cartesiano, los ejes no son mutuamente perpendiculares y no forman un espacio cartesiano. Este robot

dispone de tres grados de libertad de movimiento. Opcionalmente puede montarse una brida de herramienta en un eje de orientación (eje 4).

Nota

El punto cero del sistema de coordenadas universales se define con el punto cero de los ejes 1, 2 y 3. La posición cero y el sentido de giro del eje 4 deben parametrizarse de manera que el sistema de coordenadas de herramienta (Tx o Ty, Tz) coincida con el sistema de coordenadas en la base del robot.



Secuencia de ejes

Trípode sin eje de

rotación

3 0 LLL

Trípode con eje de

rotación

3 1 LLL-R

Tabla 11.4 Combinaciones de robot trípode

La posición del sistema de coordenadas cartesianas se determina con el eje 1 del trípode. Proyectando el eje 1 en el plano horizontal, el vector del eje describe el sentido del eje X cartesiano. El sentido positivo del eje X cartesiano se determina con la dirección negativa del eje 1.

Eje 4 +

Ty+

Tx+

Tz+

Eje 1 -

+ + +

-

Eje 3 Eje 2

-

X+

A+

Y+

Z+



Nota

La orientación del sistema de coordenadas universales se define con la posición del eje 1. La proyección del eje 1 en el plano horizontal describe el sentido del eje X cartesiano.

Nota

Si al montar el trípode se desea orientar los ejes cartesianos respecto a otro sistema de referencia, p. ej., una unidad de transporte, el trípode debe orientarse con el eje 1. La orientación exacta se realiza desplazando el sistema de coordenadas universales. Éste se define mediante el Festo Configuration Tool (FCT).

Debido a las restricciones de la estructura cinemática, el reposicionamiento en el trípode se realiza con una interpolación lineal cartesiana.

Atención

El reposicionamiento se realiza con una interpolación lineal cartesiana. Observe que no haya obstáculos que entorpezcan el movimiento de reposicionamiento. Si hay definida una herra-mienta, ésta se desplaza por la trayectoria hacia el punto de interrupción.

11.5.1 Origen del sistema de coordenadas de herramienta

El sistema de coordenadas de herramienta, con los ejes de orientación en el punto cero, tiene el mismo alcance que el sistema de coordenadas en la base del trípode. El punto cero del sistema de coordenadas de herramienta está colocado en el centro de la brida plana.

Eje 3

- +

+

+

-

-

Eje 1 Eje 2

X+

Y+



El origen del vector TCP es el punto cero original del sistema de coordenadas de herramienta en la brida de herramienta. El vector TCP desplaza el sistema de coordenadas

de herramienta conforme a su definición. Para definir un vector TCP para la herramienta montada en la brida plana debe tenerse en cuenta que el vector debe establecerse respecto al origen del sistema de coordenadas de herramienta de la brida de herramienta. Debe tenerse en cuenta el desplazamiento en la brida plana y otros cabezales.

Nota

Para definir el vector TCP debe tenerse en cuenta la asimetría con la brida plana.

En la figura siguiente se muestra el robot trípode de Festo:

Barras

Brida plana Desplazamiento en

Z+ hacia la brida

Origen del sistema de

coordenadas de

herramienta

Ty+

Tx+

Tz+

Vector X TCP

Vector Z TCP Vector TCP



11.6 Interpolación de ejes

Los robots que no tienen un modelo cinemático interno pueden controlarse con una interpolación exclusiva de ejes. Ello significa que todos los movimientos sólo se pueden

ejecutar como movimiento punto a punto (PTP). Las trayectorias cartesianas, como las interpolaciones lineal y circular, no son posibles. Además, tampoco hay ejes manuales ni auxiliares, ni tampoco herramientas que sea necesario definir (TCP).

La gráfica muestra un ejemplo de un robot libre con dos ejes lineales y dos de rotación. Este robot no dispone de un modelo cinemático interno, ya que la disposición de los ejes es libre y, por tanto, no está definida su secuencia. Por esta razón tampoco cuentan con sistemas de coordenadas universales ni de herramienta, sino sólo de ejes.

La secuencia de los ejes lineales y de rotación es aleatoria y se configura en el Festo Configuration Tool (FCT).

Nota

El punto cero del sistema de coordenadas de ejes se define con el punto cero de todos los ejes.

Nota

Con un robot libre y de interpolación libre de ejes, la combinación mecánica de los ejes es desconocida. Los movimientos sólo se pueden ejecutar como interpolación punto a punto (PTP). No está permitido trabajar con ninguna funcionalidad que opere con el sistema cartesiano pues éstas producen errores.

En la figura siguiente se muestran ejemplos de ejes lineales y de rotación de Festo:

Ejemplos de ejes lineales Ejemplos de ejes de rotación

Eje 2

+ Eje 3

Eje 1

+

-

-

+

+

Eje 4



11.7 Cuadro de todos los robots soportados

En la tabla siguiente se presentan todos los modelos cinemáticos soportados por el CMXR-C1.

Nombre del robot Número de ejes de base


Ejes auxiliares

Pórtico lineal cartesiano 2 Máx. 1 Máx. 3


movimiento cartesiano 2 Máx. 1 Máx. 3


movimiento cartesiano 3 Máx. 1 Máx. 3

Trípode 3 Máx. 1 Máx. 3

Robot libre 6 No No

Tabla 11.5 Cuadro de los robots soportados

El modelo cinemático deseado se selecciona durante la configuración con el Festo

Configuration Tool (FCT).

Nota

Los ejes manuales de la tabla son ejes eléctricos que se interpolan con el robot. Los actuadores de rotación y giratorios neumáticos no deben utilizarse en este caso. Éstos deben integrarse por separado mediante la definición de los datos de herramienta.

Nota

Número máximo de ejes = ejes de base + ejes manuales + ejes auxiliares = 6.

A. ÍNDICE


A. ÍNDICE

A

Administrator ....................................... 35

C

Caja de conexión ................................. 30 CDSA ................................................... 28 Conector tipo clavija ............................ 22 Conectores de la placa frontal ............. 21 Contraseña .......................................... 35 Control de nivel superior. .................... 49 Control multieje CMXR-C2 ...................... 8

D

Derechos de usuario ............................ 35 Directorio de aplicación ....................... 18

E

Ejes auxiliares ...................................... 67 Ejes de base ........................................ 61 Ejes manuales ..................................... 62 Estructura de directorios ..................... 17

I

Interpolación de ejes ........................... 78

J

Jumper ................................................. 32

M

Memoria de datos ................................ 16 Método de control ............................... 47 Modo automático ................................ 42 Modo manual ...................................... 42 Modos de funcionamiento ................... 42 Módulo central .................................... 14

N

Nivel de usuario ................................... 51 Nombre de usuario .............................. 35

P

Parada de emergencia ......................... 43 Permiso de escritura ............................ 50 Pórtico con dos ejes de movimiento .... 71 Pórtico con tres ejes de movimiento .... 73 Pórtico lineal ........................................ 69

R

Reposicionamiento .............................. 45 Robot trípode ...................................... 75

S

Sistema de archivos ............................ 17 Sistema de coordenadas de ejes ......... 53 Sistema de coordenadas

de herramienta ................................. 76

T

Tarjeta de memoria .............................. 16

U

Unidad de mando manual .................... 28

V

Velocidad reducida .............................. 42

controlador4 festo gdcp-cmxr-c2-sy-es 1002nh lista de revisiones autor: nombre del manual:...

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