informe 4 robotica industrial
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Programación KukaTRANSCRIPT
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UNIVERSIDAD DE LAS
FUERZAS ARMADAS ESPE
SEDE – LATACUNGA
ING. ELECTROMECÁNICA
ROBOTICA INDUSTRIAL
PRACTICA N°4
ALUMNO:
José Miguel Toro
NIVEL:
Séptimo
FECHA:
Noviembre 2015
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INDICE Practica N°4 ......................................................................................................................................... 4
1. Tema: Medición o configuración de la herramienta del robot. .................................................. 4
2. OBJETIVOS ................................................................................................................................... 4
3. MATERIALES Y EQUIPOS .............................................................................................................. 4
4. MARCO TEORICO ......................................................................................................................... 5
4.1 VENTAJAS DE MEDICIÓN DE LA HERRAMIENTA: (Ing.Acuña) ............................................. 5
4.2 Métodos de medición de la Herramienta (KUKA) ............................................................... 7
Métodos para la determinación de la posición ........................................................................... 8
Métodos para la determinación de la orientación...................................................................... 8
Entre estos métodos figuran “ABC -- 2 Puntos”y“ABC--WORLD”. .............................................. 8
ABC -- 2 -- puntos ............................................................................................................................... 8
ABC--WORLD (5D) ........................................................................................................................... 8
ABC--WORLD (6D) ........................................................................................................................... 8
XYZ -- 4 -- Puntos ......................................................................................................................... 8
XYZ – Referencia .......................................................................................................................... 9
ABC--2--Puntos .......................................................................................................................... 10
El método “ABC -- World (5D)” .................................................................................................. 11
El método “ABC -- World (6D)” ................................................................................................. 11
Entrada numérica ...................................................................................................................... 11
4.3 Datos de carga de la herramienta (KUKA) ......................................................................... 12
5. PROCEDIMIENTO (Ing.Acuña) ................................................................................................... 14
5.1 Realice los siguientes pasos: ............................................................................................. 14
5.2 Activación de la Herramienta y Base (Ing.Acuña) ............................................................. 15
6. ANALISIS DE RESULTADOS ........................................................................................................ 16
Ventajas ..................................................................................................................................... 17
Desventajas ............................................................................................................................... 17
7. CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 17
8. RECOMENDACIONES ................................................................................................................. 17
9. BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................ 17
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INDICE DE ILUSTACIONES
Ilustración 1 Desplazamiento del TCP en la dirección de trabajo....................................................... 6
Ilustración 2 Rotación del TCP manteniendo fija la posición ............................................................. 6
Ilustración 3 Servicio de programa con TCP ...................................................................................... 7
Ilustración 4 Principio de la medición TCP ........................................................................................ 7
Ilustración 5 Medición XYZ-4 puntos .................................................................................................. 9
Ilustración 6 Esquema Medición 4--Puntos ............................................................................................... 9
Ilustración 7 Principio del método XYZ- referencia ............................................................................. 9
Ilustración 8 Principio de medición ABC – world (5D) ...................................................................... 11
Ilustración 9 Principio de medición ABC-WORLD (6D) ...................................................................... 11
Ilustración 10 Entrada numérica ....................................................................................................... 12
Ilustración 11 Cargas de la herramienta ........................................................................................... 13
Ilustración 12 carga adicional ............................................................................................................ 13
Ilustración 13 Dirección 1 .................................................................................................................. 14
Ilustración 14 Dirección 2 .................................................................................................................. 15
Ilustración 15 dirección 3 y 4 ............................................................................................................ 15
Ilustración 16 Activar la herramienta y la base ................................................................................. 16
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Materiales y Equipos .............................................................................................................. 4
Tabla 2 Programas para la medición de Herramientas ....................................................................... 8
Tabla 3 Parámetros ........................................................................................................................... 13
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PRACTICA N°4
1. TEMA: Medición o configuración de la herramienta del robot.
2. OBJETIVOS
Mediante el desarrollo de esta práctica se pretenden lograr los siguientes objetivos:
Medir o Configurar el sistema de coordenadas de la Herramienta del robot
Desplazar el robot en el sistema de coordenadas de la herramienta
3. MATERIALES Y EQUIPOS Tabla 1 Materiales y Equipos
Materiales y Equipos Características
Manuales de operación del robot KUKA KR5
Brazo robótico KUKA KR5
Control KCP (KUKA Control Panel)
5
Mesa posicionadora de soldadura
4. MARCO TEORICO
En la medición de la herramienta, el usuario asigna a una herramienta montada en la brida de acople del
Robot, un sistema de coordenadas cartesianas (sistema de coordenadas TOOL).
En la medición de la herramienta, el usuario asigna a una herramienta montada en la brida de acople
del robot, un sistema de coordenadas cartesianas (sistema de coordenadas TOOL).
El sistema de coordenadas TOOL tiene su origen en un punto definido por el usuario.
Este se denomina TCP (Tool Center Point) y por regla general, es colocado en el punto
de trabajo de la herramienta. Si la herramienta es fija, no puede utilizarse el procedimiento aquí
descrito. Para herramientas fijas debe utilizarse un tipo de medición propio.
4.1 VENTAJAS DE MEDICIÓN DE LA HERRAMIENTA: (Ing.Acuña)
1. La herramienta puede ser desplazada en forma recta en la dirección de trabajo, de ataque o
penetración.
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Ilustración 1 Desplazamiento del TCP en la dirección de trabajo
2. La herramienta puede ser girada alrededor del TCP sin que la posición del TCP varíe.
Ilustración 2 Rotación del TCP manteniendo fija la posición
3. En el servicio con el programa, la velocidad programada se mantiene en el TCP a lo largo de toda
la trayectoria.
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Ilustración 3 Servicio de programa con TCP
4. Se pueden guardar como máximo 16 sistemas de coordenadas TOOL. Variable: TOOL_DATA
[1…16]
Se memorizan los siguientes datos:
X, Y, Z: Origen del sistema de coordenadas TOOL, referido al sistema de coordenadas
FLANGE.
A, B, C: Orientación del sistema de coordenadas TOOL, referido al sistema de coordenadas
FLANGE.
Ilustración 4 Principio de la medición TCP
4.2 Métodos de medición de la Herramienta (KUKA)
Con estos métodos se determina la posición del TCP respecto al origen del sistema de coordenadas de la brida del
robot.
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Tabla 2 Programas para la medición de Herramientas
Métodos para la determinación de la posición
Entre ellos figuran los programas de medición “XYZ--4 Puntos”y“XYZ-- Referencia”.
Métodos para la determinación de la orientación
Con estos métodos se determina el giro (A, B, C según los ángulos Euler Z--Y--X) del sistema de coordenadas de la
herramienta respecto al sistema de coordenadas de la brida del robot.
Entre estos métodos figuran “ABC -- 2 Puntos”y“ABC--WORLD”.
ABC -- 2 -- puntos
Este método es utilizado cuando para el posicionamiento y guiado se necesita una orientación exacta de los tres ejes de
la herramienta. Precisa la existencia de puntos marcados sobre el lado positivo del plano XY y sobre el lado negativo del
eje X de la herramienta.
ABC--WORLD (5D)
Este método se utiliza cuando para el posicionamiento y guiado sólo se necesita la dirección de trabajo de la herramienta
(soldadura Mig--Mag, aplicaciones con láser o corte por chorro de agua).
ABC--WORLD (6D)
Este método se utiliza cuando se necesita la orientación de los tres ejes de la herramienta para el posicionamiento y
guiado (por ej. pinzas de soldadura, garra, pistolas de aplicación de pegamentos, etc).
Método para la orientación de la herramienta (TOOL)
Si se conoce una herramienta, se indicarán sus medidas y posiciones angulares. Esto se realiza a través del punto de menú “Entrada numérica”
XYZ -- 4 -- Puntos
En el “método de los 4 puntos”, se desplaza y posiciona la herramienta con su TCP sobre un punto de referencia, desde
cuatro posiciones distintas (por eso, “método de los 4 puntos”).
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Ilustración 5 Medición XYZ-4 puntos
A continuación, la posición del TCP se calcula en base a las distintas posiciones de la brida y sus direcciones.
Ilustración 6 Esquema Medición 4--Puntos
XYZ – Referencia
En este método, se determinan los datos de una herramienta a medir, por comparación con una
herramienta conocida, desplazándola a un punto de referencia. Para ello debe desplazarse una
herramienta, cuyas medidas se conocen, a un punto de referencia desde una dirección cualquiera. A
continuación, se monta la herramienta a medir sobre la brida del robot. También con esta
herramienta debe desplazarse a este punto de referencia desde una dirección cualquiera.
Ilustración 7 Principio del método XYZ- referencia
En base a las distintas posiciones y ángulos de la brida del robot y las medidas ya conocidas de la
primera herramienta utilizada, la unidad de control del robot puede calcular ahora las medidas de la
herramienta a medir.
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ABC--2--Puntos
Por medio de este método, se determina la orientación del sistema de coordenadas de la herramienta en dos pasos:
En el primer paso se indica a la unidad de control la dirección de trabajo de la herramienta.
Para ello, primero se debe desplazar la herramienta con su TCP a un punto de referencia cualquiera (2).
Ahora debe desplazarse el robot al punto de referencia con un punto sobre la herramienta que se encuentre sobre
el sentido opuesto a la dirección de trabajo (3). Con ello se determina la dirección de trabajo de la herramienta.
El plano YZ aún puede rotar libremente alrededor del eje X (dirección de trabajo), y se determina en el segundo
Paso. Para ello, debe desplazarse la herramienta de modo tal que el punto de referencia con valor Y positivo, esté colocado en el plano XY futuro de la herramienta (4)
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El método “ABC -- World (5D)”
En este método debe colocarse la herramienta en su dirección de trabajo, en forma paralela al eje Z del sistema de coordenadas universales. La orientación de los ejes Y y Z es realizada por la unidad de control. La orientación de los ejes no siempre es sencilla y de fácil predicción, pero es exactamente igual para cada medición.
Condición:
X paralelo a Z0
o
Z paralelo a Z0
Ilustración 8 Principio de medición ABC – world (5D)
El método “ABC -- World (6D)”
En este método, debe posicionarse la herramienta respecto al sistema de coordenadas universales.
Los ejes del sistema de coordenadas de la herramienta deben estar colocados en forma paralela a los ejes del sistema de coordenadas universales. Deben cumplirse las siguientes condiciones:
X paralelo a Z0
Y paralelo a Y0
Z paralelo a X0
Ilustración 9 Principio de medición ABC-WORLD (6D)
Entrada numérica
Este punto del menú posibilita la entrada de valores numéricos para una herramienta fija. Con la instrucción [ Inicial. ›
Medición › Herramienta › Entrada numérica ] se abre a continuación la ventana de diálogo correspondiente:
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Ilustración 10 Entrada numérica
Seleccione con la tecla de estado correspondiente el número de herramienta [ W. Nr. 1 ]...[ W.
Nr.16 ]. Pulse el softkey [Continuar ] para poder editar los datos de esta herramienta. Se abre la
ventana de diálogo para realizar las entradas correspondientes. Las abreviaturas de la ventana de
diálogo tienen el siguiente significado: X, Y, Z Posición del TCP con respecto al origen del sistema
de coordenadas de la brida del robot (está sobre el centro de la brida). A, B, C Orientación del TCP
respecto al sistema de coordenadas de la brida del robot.
4.3 Datos de carga de la herramienta (KUKA)
Los datos de carga se integran en el cálculo de las trayectorias y aportan a la
optimización del tiempo de ciclo. Los datos de carga deben ser declarados en la unidad
de control del robot.
Advertencia. Si un robot se hace funcionar con datos de carga erróneos o
incorrectos, existe riesgo de que el sistema de robot sufra daños considerables,
y que el personal sufra lesiones o incluso existe peligro de muerte.
Cada robot dispone de un diagrama de cargas útiles, que permiten comprobar con rapidez, si la
carga útil del robot es apropiada. Pero el diagrama no reemplaza el
control de la carga con KUKA.Load
Para poder utilizar en forma óptima los momentos máximos disponibles de las aceleraciones de los
ejes del robot, es posible indicar a la unidad de control los datos de carga de la herramienta
utilizada.
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Ilustración 11 Cargas de la herramienta
Datos de carga adicional Todos los datos de cargas adicionales presentes en el robot deben
comunicarse al sistema.
Ilustración 12 carga adicional
(1) Carga adicional eje 1
(2) Carga adicional eje 2
(3) Carga adicional eje 3
Datos de carga: Todos los datos de carga (brida del robot o carga adicional) se definen mediante los siguientes
parámetros:
Tabla 3 Parámetros
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5. PROCEDIMIENTO (ING.ACUÑA)
5.1 Realice los siguientes pasos:
1. Seleccionar la secuencia de menú Inicial > Medición > Herramienta > XYZ 4Puntos
2. Indicar un número y un nombre para la herramienta que se desea medir. Pulsar
Continuar.
3. Alinear la herramienta (TCP) a un punto de referencia (Dirección1). Pulsar Medición,
después Continuar.
Ilustración 13 Dirección 1
4. Alinear la herramienta (TCP) a un punto de referencia (Dirección2). Pulsar
Medición, después Continuar.
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Ilustración 14 Dirección 2
5. Repetir el paso 3.4 dos veces.
Ilustración 15 dirección 3 y 4
6. Pulsar Guardar.
Antes de guardar se debe verificar que exista un error menor al 1% para que la herramienta
se encuentre bien configurada y pueda trabajar sin problemas en la práctica se obtuvo un
error del 2%
5.2 Activación de la Herramienta y Base (Ing.Acuña)
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Para un desplazamiento cartesiano debe seleccionarse una herramienta (sistema de
coordenadas TOOL) y una Base (sistema de coordenadas BASE).
1. Seleccionar la secuencia de menú Configurar > Actual Herramienta/Base
2. En el campo Herramienta Num., declarar el número de herramienta deseado.
3. En el campo Base Num., declarar el número de la base deseada.
4. En la barra de teclas de función seleccionar si se ha de trabajar con una herramienta
fija:
Herramienta: La herramienta se encuentra montada sobre la brida de acople.
Herr. Extern: La herramienta es una herramienta fija.
5. Pulsar OK
Ilustración 16 Activar la herramienta y la base
6. ANALISIS DE RESULTADOS
Después de culminar con éxito este ejercicio, Usted tiene la competencia necesaria para
efectuar las siguientes tareas:
Activar la herramienta medida.
Medición de una herramienta con el método XYZ-4-puntos.
Desplazamiento en el sistema de coordenadas de la herramienta.
Desplazamiento en dirección de avance de la herramienta.
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Reorientación de la herramienta alrededor de Tool Center Point (TCP).
Ventajas
Se puede medir un total de 16 herramientas y guardar su medición para utilizar en cualquier
aplicación en este caso la herramienta 16 Torcha para soldadura
Se puede obtener una mayor exactitud, con este método de medición siempre y cuando el
error sea menor al 1%.
Tenemos mejor control para el momento de realizar operaciones de gran exactitud.
Desventajas
Se pueden ingresar errores al momento de realizar la medición si la base es movida.
Pueden aparecer conflictos de numeración al momento de ingresar las 16 diferentes
herramientas
7. CONCLUSIONES
Se puede configurar la herramienta con el método de los 4 puntos con una
precisión considerable, teniendo en cuenta que la repetitividad es importante
dado que se debe guardar un error menor al 1%.
8. RECOMENDACIONES
Se recomienda guardar la herramienta con un número que la identifique de otras
herramientas para no tener problemas en su utilización, a su vez Verificar que no existan
impedimentos con numeraciones ya guardadas por otros equipos de trabajo.
9. BIBLIOGRAFIA
Ing.Acuña, F. (s.f.). Guía de laboratorio de Robótica Industrial.
KUKA, M. D. (s.f.). Método de los tres puntos. Obtenido de
http://www.infoplc.net/files/descargas/kuka/infoplc_net_manualKUKA54.pdf