Mecatrónica

Mecatrónica
Módulo 10: Robótica
Libro de Texto
Ejercicios
Solución
(Concepto)
Petr Blecha
Zdeněk Kolíbal
Radek Knoflíček
Aleš Pochylý
Tomáš Kubela
Radim Blecha
Tomáš Březina
Universidad Tecnológica de Brno,
República Checa
Proyecto ampliado de transferencia del concepto europeo para la
calificación agregada de la Mecatrónica las fuerzas especializadas en la
producción industrial globalizada
Proyecto EU Nr. 2005-146319 „MINOS“, Plazo: 2005 hasta 2007
Proyecto EU Nr. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 „MINOS**“,
Plazo: 2008 hasta 2010
El presente proyecto ha sido financiado con el apoyo
de la Comisión Europea. Esta publicación
(comunicación) es responsabilidad exclusiva de su
autor. La Comisión no es responsable del uso que
pueda hacerse da la información aquí difundida.
www.minos-mechatronic.eu
Colaboradores en la elaboración y aprobación del concepto conjunto
de eseñanza:
Technische Universität Chemnitz, Institut für Werkzeugmaschinen und
Produktionsprozesse, Deutschland – Projektleitung
 Corvinus Universität Budapest, Institut für Informationstechnologien, Ungarn
 Universität Stockholm, Institut für Soziologie, Schweden
 Technische Universität Wroclaw, Institut für Produktionstechnik und
Automatisierung, Polen
 Henschke Consulting Dresden, Deutschland
 Christian Stöhr Unternehmensberatung, Deutschland
 Neugebauer und Partner OHG Dresden, Deutschland
 Korff Isomatic sp.z.o.o. Wroclaw, Polen
 Euroregionale Industrie- und Handelskammer Jelenia Gora, Polen
 Dunaferr Metallwerke Dunajvaros, Ungarn
 Knorr-Bremse Kft. Kecskemet, Ungarn
 Nationales Institut für berufliche Bildung Budapest, Ungarn
 IMH, Spanien
 VUT Brno, Tschechische Republik
 CICma rgune, Spanien
 University of Naples, Italien
 Uni s, Tschechische Republik
 Blumenbecker, Tschechische Republik
 Tower Automotive, Italien
 Bildungs-Werkstatt gGmbH, Deutschland
 VEMAS, Deutschland

Concepto conjunto de enseñanza:
Libro de texto, libro de ejercicios y libro de soluciones
Módulo 1-8: Fundamentos / Competencia intercultural y administración de proyectos /
Técnica de fluidos / Accionamiento y mandos eléctricos / Componentes mecatrónicos /
Sistemas y funciones de la mecatrónica / La puesta en marcha, seguridad y teleservicio /
Mantenimiento y diagnóstico
Módulo 9-12: Prototipado Rápido/ Robótica/ Migración Europea/ Interfaces
Todos los módulos están disponibles en los siguientes idiomas: Alemán, Inglés,
español, italiano, polaco, checo, húngaro
Más Información
Dr.-Ing. Andreas Hirsch
Technische Universität Chemnitz
Reichenhainer Straße 70, 09107 Chemnitz, Deutschland
Tel: + 49(0)371 531-23500
Fax: + 49(0)371 531-23509
Email: [email protected]
Internet: www.tu-chemnitz.de/mb/WerkzMasch oder www.minos-mechatronic.eu
Mecatrónica
Módulo 10: Robótica
Libro de Texto
(Concepto)
Petr Blecha
Zdenêk Kolíbal
Radek Knoflícek
Ales Pochylý
Tomas Kubela
Radim Blecha
Tomas Brezina
Universidad Politécnica de Brno,
República Checa
Proyecto ampliado de transferencia del concepto europeo para la
calificación agregada de la Mecatrónica las fuerzas especializadas en la
producción industrial globalizada
Proyecto EU Nr. 2005-146319 „MINOS“, Plazo: 2005 hasta 2007
Proyecto EU Nr. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 „MINOS**“,
Plazo: 2008 hasta 2010
El presente proyecto ha sido financiado con el apoyo
de la Comisión Europea. Esta publicación
(comunicación) es responsabilidad exclusiva de su
autor. La Comisión no es responsable del uso que
pueda hacerse da la información aquí difundida.
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CONTENIDO
1
HISTORIA, EL DESARROLLO Y LA DEFINICIÓN DE ROBOTS...................... 3
1.1
DE COMPONENTES MECÁNICOS A ROBOTS.............................................................................. 3
1.2
DEFINICIÓN DE ROBOTS.................................................................................................................. 7
2 LA ESTRUCTURA DE MANIPULADORES Y ROBOTS INDUSTRIALES
(IR&M) ........................................................................................................................ 9
2.1
ESTRUCTURA cinemática de IR&M .................................................................................................. 9
2.1.1
Sistema de accionamiento de papelería IR&M .................................................................................... 9
2.1.2
Cinemática de pares en la construcción de IR&M ............................................................................. 10
2.1.3
Robots industriales con cinemática de serie....................................................................................... 11
2.1.4
La problemática de la precisión en el posicionamiento de los tipos de IR&M básicos ..................... 17
2.1.5
Robots industriales con cinemática paralela ...................................................................................... 19
2.1.6
Vehículos guiados automáticamente – AGV ..................................................................................... 22
2.2
EJEMPLOS DE LOS REPRESENTANTES IR&M TÍPICOS DE LA CONSTRUCCIÓN
PUNTO DE VISTA............................................................................................................................................. 23
2.2.1
Tipos básicos de los robots industriales ............................................................................................. 23
2.2.2
Derivados, robots industriales............................................................................................................ 24
2.2.3
IR&M tipos de combinaciones de derivados de pares cinemáticas.................................................... 27
3
EFECTORES TERMINALES ............................................................................ 29
3.1
Objeto y división de efectores terminales ........................................................................................... 29
3.2
Producción tecnológica de cabezas..................................................................................................... 29
3.3
Manipulación de las cabezas de salida - Pinzas.................................................................................. 30
3.3.1
La producción combinada con cabezas.............................................................................................. 40
3.3.2
Especiales cabezas de salida .............................................................................................................. 41
3.3.3
Las fuerzas que actúan sobre los objetos se apoderó en el movimiento del robot ............................. 42
3.3.4
Automática, efectores terminales de cambio...................................................................................... 45
3.4
Dispositivos periféricos para IR&M ................................................................................................... 47
3.4.1
Introducción, clasificación, efectos de uso......................................................................................... 47
3.4.2
Clasificación de la EP, según su función ........................................................................................... 48
3.4.3
Clasificación de la EP de acuerdo a las características de construcción característicos..................... 48
Transportadores........................................................................................................................................ 49
Soldadura posicionado res y aparatos .................................................................................................. 53
3.4.4
Clasificación de la EP en función de su colocación en el lugar de trabajo robotizado ...................... 55
4
LUGARES DE TRABAJO ROBOTIZADO........................................................ 58
4.1
Elementos básicos de un puesto de trabajo robotizado ..................................................................... 58
4.2
El lugar de trabajo de control.............................................................................................................. 60
4.3
Tipos de lugares de trabajo robotizado............................................................................................... 62
4.3.1
Soldadura ........................................................................................................................................... 62
4.3.2
Manipulación ..................................................................................................................................... 65
4.3.3
Revestimiento, Capa, Baño ................................................................................................................ 68
1
4.3.4
5
5.1
Tecnología de operaciones................................................................................................................. 70
ROBOTS INDUSTRIALES PROGRAMACIÓN ................................................ 74
Introducción .......................................................................................................................................... 74
5.2
En línea de programación .................................................................................................................... 74
5.2.1
Interfaz de usuario - enseñar-colgantes.............................................................................................. 75
5.2.2
6 DOF robots industriales .................................................................................................................. 77
5.2.3
Principales tipos de movimiento ........................................................................................................ 80
5.2.4
Propuesta de aproximación ................................................................................................................ 82
5.2.5
Descripción general básica de instrucciones para los robots ABB .................................................... 84
5.2.6
Descripción general básica de instrucciones para los robots KUKA ................................................. 86
5.2.7
Estudio de caso: la tarea de paletización............................................................................................ 86
5.3
6
6.1
Programación fuera de línea................................................................................................................ 90
EGURIDAD DE LOS LUGARES DE TRABAJO ROBOTIZADO ..................... 93
Términos básicos y definiciones........................................................................................................... 93
6.2
Requisitos relativos a la construcción de robots................................................................................. 94
6.2.1
Componentes de la transmisión de energía ........................................................................................ 94
6.2.2
Corte de energía de suministro o la variación .................................................................................... 95
6.2.3
Fuente de alimentación ...................................................................................................................... 95
6.2.4
Latente de energía .............................................................................................................................. 95
6.2.5
Compatibilidad electromagnética (EMC) .......................................................................................... 95
6.2.6
Equipamiento eléctrico ...................................................................................................................... 95
6.2.7
Elementos de control.......................................................................................................................... 95
6.3
Las necesidades de piezas relacionadas con la seguridad de los sistemas de control...................... 96
6.3.1
Función de parada de emergencia ...................................................................................................... 96
6.3.2
Parada de seguridad ........................................................................................................................... 97
6.3.3
Reducción de la velocidad ................................................................................................................. 97
6.3.4
Modos de operación ........................................................................................................................... 97
6.3.5
Control por medio de un colgante-enseñanza .................................................................................... 98
6.3.6
La demanda de la cooperación operativa ........................................................................................... 98
6.4
Descripción de las categorías de partes relacionadas con la seguridad de los sistemas de control 99
6.4.1
Categoría B ........................................................................................................................................ 99
6.4.2
Categoría 1 ....................................................................................................................................... 100
6.4.3
Categoría 2 ....................................................................................................................................... 101
6.4.4
Categoría 3 ....................................................................................................................................... 101
6.4.5
Categoría 4 ....................................................................................................................................... 102
6.5
Seguridad Equipos de protección ...................................................................................................... 103
6.5.1
Dispositivo de parada de emergencia............................................................................................... 103
6.5.2
Cortinas de seguridad....................................................................................................................... 103
6.5.3
Examen de seguridad láser............................................................................................................... 105
6.5.4
Sólidos barreras................................................................................................................................ 106
6.5.5
Sensores de seguridad la puerta ....................................................................................................... 107
6.5.6
Alfombras de seguridad ................................................................................................................... 108
6.6
Ejemplo de mantenimiento de un lugar de trabajo robotizado ...................................................... 108
2
1 HISTORIA, EL DESARROLLO Y LA DEFINICIÓN DE
ROBOTS
1.1 DE COMPONENTES MECÁNICOS A ROBOTS
La tendencia a adoptar o máquinas humanoides o máquinas semejantes organismos vivos
en el servicio del hombre es casi tan antiguo como la cultura humana. La historia de la
construcción de figuras en movimiento se remonta al período bizantino antiguo. Tan pronto
como la Ilíada de Homero, se menciona que Hefesto, uno de los dioses olímpicos, sirvientas
empleadas forjado en oro puro en su casa. En 400-365 a. C., crearon un modelo Archytus
paloma de madera. La paloma se dice que contiene un globo pequeño en sus entrañas.
Herón de Alejandría, un mecánico y constructor de famosas figuras movidas por vapor y
electricidad inducida por el calor de una serie de sustancias, Fe el mercurio, el constructor
de construcciones etapa de automatización, los mecanismos para la apertura de puertas del
templo, etc. vapor y aire caliente para la conducción. Como ejemplo sirve el aparato altar
muestra en la figura. 1-1. Cuando el fuego se enciende en el altar, el agua en un tazón (A)
se calienta, el vapor que se escapa aplica presión sobre la superficie del agua en la parte
inferior del altar, diseñado como un depósito. El agua es empujada a través de los tubos (L)
en los tazones de fuente, en poder de las manos de las estatuas. Después de que las copas
se han llenado, la inclinación de las manos y el agua derramada de los cuencos extingue el
fuego en el altar.
a
b
c
La figura. 1 1: Ejemplos de autómatas históricos
a. Ejemplo de un antiguo altar con figuras de forma automática vertiendo agua sobre el
fuego del sacrificio
b. Autómata mecánico de Jacquete Droze
c. Autómata mecánico de Hosokawa
El gran artista y el técnico Leonardo da Vinci (1452-1519) no se quedan cortos en la historia
de autómatas. Para dar la bienvenida al rey Ludwig XII. en Milán, construyó un león
mecánico, que se acercó al trono del rey y lo saludó por el movimiento de una pata.
Las construcciones mecánicas más sobresalientes de los seres humanos artificiales
realizadas en el siglo 18 están relacionadas con Biorobótica. Acerca de 1738, el mecánico
francés Jacques de Vaucanson construyó un robot prácticamente un robot para trabajar - un
flautista capaz de tocar 12 piezas musicales. Se produce el sonido simplemente soplando
aire a través de su boca en la abertura principal de la flauta y cambiado los tonos, colocando
sus dedos sobre las aberturas de todo el instrumento.
3
En 1772, Jacquet Droz construyó un autómata con forma de niño (ver fig. 1-1b), operado por
levas y tirada por resortes, que fue capaz de escribir textos extractos utilizando un lápiz real.
En 1796 otro autómata conocido, el chico del té de carga (ver fig. 1-1c), fue construido por
Hosokawa de Japón.
Importantes constructores de las ciencias naturales proporcionan constructores de
autómatas con medios más competentes. El conocimiento de lo acústico permitido la
construcción de mecanismos que emiten sonidos simples, por ejemplo, instrumentos de
música automático y figurillas de habla.
En el período posterior a WW1, los robots no se pueden negar de ninguna mejora técnica.
Llevaban la forma de armigers, movían sus manos y sus respuestas a preguntas sencillas
en voz reproducida de un disco de gramófono. Los robots adquirieron propulsión eléctrica,
que podría ser más inteligente que ser operados y manejadas, con levas y resortes. Por
ejemplo, el robot Televox, construido por R. RJ 1927 por el británico Wensly fue capaz de
coger el auricular del teléfono a silbar y respuesta en una voz humana. El estadounidense
Zase Whitman creó un "radiohuman" oculta. Fue destinado a fines militares, a saber, para la
destrucción de otras barricadas y la superación de ciertos bloques militares.
La palabra "robot" se deriva de la vieja madre eslava "-rob-", que también pueden rastrearse
en las palabras checas "robota", que significa duro, el trabajo obligatorio y agotador ", Robit"
(para trabajar), sino también en "výroba" (producción, fabricación), "obrábět" (para trabajar,
la máquina, la herramienta), etc. El genial escritor checo Karel Čapek usó la palabra para
nombrar a los seres creados artificialmente en su 1920 obra "RUR" La sigla "RUR" significa:
"Universal Rosum de los robots", traducido libremente como "Universální roboti Rozuma
pana" (la palabra "rozum" se entiende como el cerebro o el intelecto en checo).
Originalmente, Karel Čapek quería el nombre de su Robots "Trabajos" (obviamente con el
objetivo de utilizar la palabra latina "labore", con el tiempo la palabra Inglés "trabajo" duro =,
o al menos ocupar plenamente el trabajo) y que era su hermano, el pintor Josef Čapek,
quien le aconsejó usar la palabra "robot". Sin embargo, es un hecho que a partir de 1921,
cuando fue puesta en escena por primera vez, el juego de Capek "RUR" se convierten
rápidamente en popular en todo el mundo y, con ella, la palabra checa "robot". Por ejemplo
los niños en Japón se les enseñan acerca del origen checo de la palabra "robot" en las
escuelas.
Desde entonces ha sido la palabra de uso común para referirse a cualquier dispositivo de
automatización o mecanización, desde procesadores de alimentos a los pilotos automáticos.
Inevitablemente, se aplicó también a los muchos intentos, se producen repetidamente a lo
largo de la historia, en la construcción artificial de "androides" semejante a los seres
humanos, principalmente en el principio mecanicista. Cabe señalar que el principio era ajeno
a Karel Čapek, el concepto de su "Robots" que se dedicaba exclusivamente a una
bioquímica. No obstante, clasificamos los robots en máquinas inanimadas, por tanto,
también modulan de acuerdo con el paradigma de lo inanimado "Hrad".
En la industria de producción masiva, sin embargo, las máquinas que se emplean para
asumir algunas funciones normalmente desempeñadas por el hombre no son generalmente
llamados robots, pero autómatas. Esto se debe a los autómatas, en términos de su aspecto,
se parecen muy poco al hombre y sus funciones son en su mayoría altamente
especializadas (auto-operadores, de una sola función manipuladores).
La figura. 1-3 muestra el desarrollo histórico de la producción de máquinas industriales y robots. A
pesar de que el desarrollo histórico de las máquinas industriales comenzó mucho antes: a finales de la
XV. y XVI. siglo se estima que el período se inicia aquí. El desarrollo real de las máquinas
industriales, incluyendo su mejora gradual y la mecanización, así como concepciones ficticia de un ser
artificial (Golem) hacia los robots de Čapek la obra "RUR", se puede observar. Estas dos corrientes
4
están conectadas a través de la invención de Control Numérico (NC) en el medio del siglo XX y
comparten un destino común. Las máquinas de control numérico industrial junto con manipuladores
equipados con NC - robots industriales - empezaron a hacer las ideas de producción automática
realidad.
Fue en 1961 cuando la empresa estadounidense AMF (American Machine y Foundry
Corporation) introdujo al mercado un autómata de usos múltiples con el nombre de
"Versatran Industrial Robot" (Versatil de transferencia) que funciona como un hombre en una
máquina de fabricación, aunque no se parece al hombre, que era un jet-inicio de su
desarrollo posterior. La simbiosis de los robots industriales y máquinas de fabricación de
Carolina del Norte a comienzos del siglo XX. y XXI. dio lugar a las fábricas totalmente
automatizadas, como el que dirige la empresa japonesa FANUC. Otros robots industriales
encontraron su lugar en aplicaciones que no sean de fabricación, incluyendo la agricultura.
La parte de la figura. 1-2 que se enmarca en rojo representa una selección de los típicos
diseños de robots industriales. La de la izquierda es programada por adquisición rápida, es
decir, al principio, en el "ENSEÑAR" régimen, está guiada por el programador lo largo de la
ruta deseada, que se registra en el sistema de control, y después de la activación de los
registrados programa, el robot sigue repitiendo la actividad aprendidas en el "REPEAT"
régimen y otra vez. Este robot puede ser utilizado principalmente en la soldadura continua a
lo largo de un camino necesario, o para la aplicación de pintura o recubrimiento de
protección. El de la derecha está programado implícitamente por medio de una enseñanpendiente, donde el programador guías siempre el robot hasta el punto deseado. Después
de haber memorizado, el robot realiza un trabajo individual o entre los puntos en estos
puntos de acuerdo a la actividad pre-establecidos. Este robot es muy apropiado, por
ejemplo, para la soldadura por puntos a favor de carrocerías de automóviles en las fábricas
de automóviles.
5
La figura. 1 2: el aprendizaje de un robot industrial
La figura. 1 3: Esquema de Desarrollos de máquinas y robots industriales
Biorobotic (protético) aplicaciones, operado por los sistemas maestro-esclavo, en última
instancia por el nervio EMG (elektromyogrammetric) señales, es desarrollado como una
cierta rama de fuera de control NC. Sin embargo, el desarrollo directo de la robótica sigue el
camino más fantástico, que es el desarrollo de móviles, a pie y los robots humanoides (Fe
HONDA). Estos dispositivos tienen un parecido sorprendente con la fictatious Golem, e
incluso la adquisición rápida de los robots industriales, que son guiados por su componente
final, y el registro de este movimiento en el sistema de control, nos puede recordar el traer
Golem a la vida por medio de una misteriosa "Sem", insertada en la cabeza.
6
El pianista del profesor Ichiro Kato de la universidad en Tokio Wased acompañó a la
orquesta sinfónica completa en la Exposición Mundial de Osaka. El robot humanoide de
Honda, así como otros androides "puede subir por las escaleras, transportar objetos, danza
ect., por el que bien su nombre," roboti "en checo.
1.2 DEFINICIÓN DE ROBOTS
Las siguientes categorías pueden servir para la comparación general de las propiedades de
una máquina con las del hombre en el proceso de producción:
- Propiedades físicas
-Las posibilidades funcionales
- Nivel de inteligencia
La conciencia humana constituye la frontera del nivel de inteligencia, necesario y
posible para el proceso de producción. En el presente caso, es sobre todo la percepción, la
aprehensión y la toma de decisiones, la memoria y la lógica. Las posibilidades funcionales
incluyen la adaptabilidad, la universalidad, la movilidad en el espacio, etc. manipulabilidad
de las propiedades físicas, potencia, velocidad, la capacidad de trabajo permanente, la
estabilidad de las características, durabilidad, fiabilidad y otros pueden no ser identificado.
Las tres categorías mencionadas se pueden visualizar por medio de un diagrama de espacio
en coordenadas cartesianas x, y, z. [4; p.38]
La figura. 1 4: Comparación esquemática del hombre y la máquina en el proceso de
producción [NODA; s.XX]
La figura. 1-4 presenta una depictacion muy esquemática del hombre en un proceso de producción,
que se caracteriza por un alto nivel de inteligencia (necesario para el proceso de producción en
cuestión), nivel muy alto de posibilidades funcionales, pero las propiedades físicas son muy bajas. El
hombre era consciente de ello desde el comienzo de los tiempos, razón por la cual todas las máquinas
anteriores eran prácticamente para ayudar al hombre principalmente para ampliar estas posibilidades
físicas. Ellos se visualizan sólo como una dimensión, sobre el eje que representa las posibilidades
físicas.
La maquinaria para la construcción y máquinas "themalike", controlado y operado
directamente por el hombre, por ejemplo, excavadoras, raspadores, o incluso
balanceadores, etc. Los teleoperadores representan dos máquinas de dimensiones en el
plano dado por los ejes de las posibilidades físicas y las posibilidades ficcionales.
Por otro lado, las máquinas de información matemática y themalike (computadoras,
sistemas de control) también son de dos dimensiones en el diagrama anterior, pero éstas no
7
disponen de movilidad en el plano dado por los ejes de posibilidades físicas y el nivel de
intelecto.
Sólo la conexión, o más bien la penetración, de los dos tipos de máquinas se ha demostrado
anteriormente da lugar a un manipulador industrial - robot, lo que representa una máquina
idéntica a la ilustración en tres dimensiones del hombre en el proceso de producción en este
régimen.
El estudio de la robótica, naturalmente, implica la búsqueda de una definición adecuada de
ambos manipuladores y robots ellos mismos. Las definiciones de la noción de "robot" que se
encuentra en la literatura mundial están lejos de estar unidos, aunque algunas definiciones
deriva del número de grados de libertad de tal dispositivo, tales como: "El robot es un
dispositivo con más de tres grados de libertad , los dispositivos con menos grados de
libertad de tres se llaman manipuladores ", o" El robot industrial es un dispositivo de
manipulación automática de libre configuración en tres ejes de transporte con las manos
(pinzas) o instrumentos tecnológicos, para su uso en la industria "da prueba de la falta de
comprensión de la filosofía fundamental de los robots. Sin embargo, la última definición
mencionada plantea otra cuestión, a saber, si un robot y un robot industrial son dispositivos
idénticos. El atributo "industrial" en sí mismo sugiere, lo que significa la última parte de la
definición: un robot industrial que es un subconjunto de los robots como tal. Para el concepto
general de "robot" es posible adoptar la definición por el Ing.. Ivan M. Havel, CSc. [2], como
se cita en [3, p. 20]:
"El robot es un sistema automatizado, o controlado por ordenador, sistema
integrado, capaz de interacción autónoma, orientado a objetivos con el medio
ambiente natural basado en las instrucciones por el hombre. La interacción consiste
en la detección y el reconocimiento del medio ambiente y en la manipulación de
objetos, o moverse, en el entorno.”
La definición anterior, sin duda, se puede aplicar a una serie de sistemas robóticos para
varios, no sólo industriales, aplicaciones. La naturaleza de un robot industrial "ha sido bien
definido por el Prof. Ing.. P. N. Beljanin [1]:
"El robot industrial es un funcionamiento de forma autónoma de una máquina autómata, diseñado para reproducir algunas de las funciones de locomoción e
intelectual del hombre al ejecutar las operaciones de fabricación auxiliar y de base sin
la asistencia inmediata por el hombre y que está equipado, con este fin, con algunas
de las capacidades del hombre ( la audición, vista, tacto, memoria, etc.), capacidad de
auto aprendizaje, auto-organizarse y adaptarse, la adaptabilidad es decir, al entorno
determinado.”
El dispositivo que se define de hecho es la sustitución deseada del hombre en el proceso de
producción. Ya se trate de un robot industrial o manipulador, debe ser determinado con base
en un análisis de su nivel de inteligencia, es decir, su sistema de control. Según el texto que
acompaña a la figura. 1-4, no existe un criterio unificado que permita una estricta división de
manipuladores y robots industriales.
8
2 LA ESTRUCTURA DE MANIPULADORES Y ROBOTS
INDUSTRIALES (IR&M)
2.1 ESTRUCTURA cinemática de IR&M
2.1.1 Sistema de accionamiento de papelería IR&M
Sobre la base de las definiciones antes mencionados son de robots y de una de vista
general sobre estos complicados dispositivos puede concluir claramente, que los robots
industriales debe ser entendida como un cierto subconjunto de los robots como tal. Estos
están representados sobre todo por robots móviles utilizando varios tipos de chasis o del
bastidor con ruedas cinturón para viajar, o robots con patas, a veces incluso construidos
para parecerse a los animales o androides. Particularmente en los sistemas móviles de
robótica, el brazo de manipulación representa un mecanismo que es, desde un punto de
vista global, prácticamente un sistema de accionamiento en sí mismo. Puede ser utilizado
como un robot industriales fijas y puede estar dotado de un mecanismo de locomoción ya
sea simple o compleja.
En términos de construcción puede ser el sistema de accionamiento IR&M se divide
de la siguiente:
- Mecanismo de locomoción
- Mecanismo de posicionamiento
- Orientación al mecanismo de
- Efectores terminales
Un punto de referencia "H." está situado entre la colocación y el mecanismo de orientación
por concluida la cadena cinemática de base (CB), que consiste en el mecanismo de
posicionamiento, a veces también se extiende hacia el mecanismo de locomoción. La
cadena cinemática (KC) a continuación, incluye la cadena cinemática de base y el
mecanismo de orientación. Un compensador de la posición a veces se instala entre el
mecanismo de orientación y el efector final. Una clasificación de las muestras del sistema de
accionamiento de un robot equipado con un mecanismo de locomoción lineal se presenta en
la figura. 2-5.
a.
b.
La figura. 2 5: Ejemplo de la clasificación del sistema de
actuación de un robot industrial fijo.
a. Adaptable robots industriales abril-20 VUKOV-PRE SOV (SK)
b. Industrial robot Beroe RB-321 (BG)
X - mecanismo de locomoción
mecanismo de alineación - CBB '(abril-20), czy (Beroe PO-321)
Br - punto de referencia
9
A0, B0, C0 - mecanismo de orientación (posible con cita previa)
Nota: X, Y, Z - traslación a lo largo de x, y, z ejes
A, B, C - rotación a lo largo de x, y, z ejes
A0, B0, C0 - rotación a lo largo de los ejes del mecanismo de
orientación.
2.1.2 Cinemática de pares en la construcción de IR&M
El sistema de accionamiento de los robots industriales y manipuladores (IR&M) está en vigor
un mecanismo de movimiento que consiste en una serie de vínculos binarios entre sí por
medio de pares cinemáticas (PK). Cada uno de los pares cinemáticas tiene sobre todo un
grado de libertad, pares cinemáticas con varios grados de libertad (por ejemplo, un plano o
cilíndrica KP) teniendo elementos típicos en la construcción IR&M. Lo mismo se aplica a la
combinación de dos pares cinemáticas de rotación en una sola toma conjunta de un par
esférico cinemática que se puede encontrar sólo en raras ocasiones lo hace de diseño tales
que no sea adecuado para la instalación de motores servo.
La construcción IR&M utiliza con mayor frecuencia lineal (de traslación) y revolutas (de
rotación) los pares cinemáticas. Como a menudo es necesario (para más fines de este
trabajo sólo) para representar las estructuras de cinemática IR&M en varias posiciones, un
sistema de símbolos esquemáticos se ha adoptado sobre la base de las características
típicas de su diseño.
Trasnacional cinemática par (T)
Una representación de este par cinemática es relativamente simple que no requiere más
que imitar el movimiento lineal a lo largo de dos cuerpos entre sí. Sin embargo, la relatividad
del movimiento posible de los dos cuerpos que se mueven debe ser tenido en cuenta:
a) un cuerpo corto se está moviendo a lo largo de un carril-guía de largo - el diseño de
apoyo (ver fig. 2-6a)
b) un cuerpo largo que se desplazan dentro de una guía breve - diseño de diapositiva (ver
fig. 2-6b)
c) ampliar, o el diseño telescópico (véase Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden
werden.c)
a)
b)
c)
La figura. 2 6: Esquema de la traslación del PK: a) transporte, b) deslizamiento del calzado,
c) que se extiende
Sin utilizar ningún símbolo especial, se supone que el elemento móvil en el par cinemática
en la figura. 2.2 no se pueden girar al mismo tiempo.
Pares cinemáticas de rotación (R)
Al representar rotación KP, se debe tener en cuenta sus características específicas, que
implican tanto la rotación alrededor de su propio eje o un brazo, con una longitud "r", que
10
giran alrededor de un eje excéntrico (articulación) y la dirección de la vista (frontal, plan, o
vista lateral) de la rotación conjunta.
La figura. 2-7: rotacional pares cinemáticas un ángulo de rotación ilimitada:
a), c) - con "r" brazo y b), d) - en torno a su propio eje (r = 0)
Cabe señalar que incluso una simple representación esquemática transmite una idea de
construcción del movimiento de rotación posible y gracias a su enfoque ya restrinja el
movimiento rotatorio o representado da una idea de la posible rotación alrededor del eje sin
restricciones.
Los ejemplos típicos se muestran en la figura. 2-7 y la figura. 2-8.
La figura. 2 8: Las articulaciones (PK rotación con "r" brazo) en la vista frontal y el plano:
a) con un ángulo de rotación ilimitada b) con una rotación limitada
2.1.3 Robots industriales con cinemática de serie
Caden cinemática básica de IR&M - mecanismo de alineación
Todas las estructuras básicas comunes cinemática de cadenas cinemáticas (mecanismo de
alineación) de robots industrial son estructuras con cinemática de serie. Esto viene dado por
el uso del citado pares cinemáticas (traslación o rotación), cada uno teniendo siempre un
grado de libertad, que por turnos o giran de forma independiente el uno del otro. El
movimiento resultante se arma de un conjunto de movimientos en cada uno de estos pares
cinemáticas. Este principio constituye la base de la cinemática de serie no sólo en sistemas
robóticos, pero también en máquinas de fabricación, donde un tipo de estructura que ha
armado principalmente de traslación de pares cinemáticas, estructura cartesiana es decir,
prevalece, mientras que las estructuras variadas que se encuentran el uso en la morfología
de los robots industriales.
El mecanismo de posicionamiento se utiliza para establecer la posición deseada del punto
de referencia B. Por su posición o movimiento a lo largo de una línea (vector) o una curva
(círculo) a sólo 1 grado de libertad - que es o de traslación (T) o de rotación (R) - será
suficiente, mientras que para la colocación del punto de referencia Br sobre una superficie o
en un plano, una cierta combinación de dos pares cinemáticas se requiere. Es sólo después
de un par cinemática tercero ha añadido que el punto de referencia en una cadena
11
cinemática de base se puede mover en el espacio en función de la combinación general de
PK en BKC.
En términos de aplicación práctica en los primeros años de la robótica de desarrollo los
siguientes cuatro, uno puede llamar a base de combinaciones PK, han sido ampliamente
utilizados:
1. Tres de traslación del PK:
TTT
2. Uno de rotación y de traslación tres PK:
3. Dos de rotación y de traslación un KP:
4. Árbol de rotación del PK:
RRR
TRT
RRT
Por coincidencia, la estructura de estas cuatro combinaciones de base muestra una
tendencia a reemplazar gradualmente traslación de rotaciones, con el sobre de trabajo que
resulte estar en los cuatro ejemplos anteriores de la siguiente manera:
1. Rectangular (cartesiano) sobre el trabajo
2. Segmento cilíndrico
3. Segmento esférico
4. Torus (combinado, antropomorfas, angulares) Serie de sesiones.
La figura. 2-9 ad proporciona una visión general de campo de trabajo determinado por la combinación
básica de tres pares cinemáticas.
La figura. 2 9: Representación de campo de trabajo de los tipos básicos de los robots
industriales:
a. Cartesianas (rectangulares) sobre el trabajo (tipo "K")
b. Campo de trabajo cilíndrica (TIPO "C")
c. Campo de trabajo esférico (TIPO "S")
d. Combinados (antropomorfos, toro, angular) sobre el trabajo (TIPO "A“)
La utilización más práctica y la supervisión del desarrollo dejo en manifiesto la aparición de
robots industriales con estructuras de combinación KP diferentes de los correspondientes al
campo de trabajo de base. Un ejemplo de ello es el robot industrial "UM-160, la estructura
de la BKP que se puede expresar mediante la combinación TTR de pares cinemáticas,
como se ve en la figura. 2-9, de manera similar como en el robot RENAULT - Horizontal
Escriba o 5-PROB. Estas estructuras de cinemática de robots industriales se conocen como
estructuras derivadas.
12
a)
b)
La figura. 2 10: Metamorfosis de las estructuras de los robots industriales concebidos como
combinaciones de TRR
a. Diagrama y esquema del robot de la UM-160 industrial (RUS)
b. Diagrama y esquema del robot industrial PROB-5 (CZ)
donde: X, Z. ... que atraviesan a lo largo de los ejes x, z, A, A ', C, C' ... rotación alrededor
de los ejes x, z y punto de referencia Br ...
La práctica probó la teoría de juegos para n-grados de libertad el número de posibles
combinaciones de pares cinemáticas T y R:
m = 2n ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... (2,1)
donde n es un número natural.
Para un número práctico y común de n grados de libertad = 3 el número de combinaciones
posibles de base se extiende al total de m = 23 = 8 grupos como se muestra en la Tabla 2.1:
Tabla 2.1: Básico y derivados combinaciones KP
Este esquema ya se ciñe a la mencionada estructura de los robots se muestra en la figura.
2-10 (TRR), por lo que es posible hacer referencia a una estructura derivada de la cadena
cinemática básica de este robot, en virtud de la conexión de sus pares cinemáticas.
En contraste con el ejemplo de la estructura del robot industrial ver figura. 2-10, la estructura
de la cadena cinemática de robots de base industrial de la "SCARA" tipo (GEC ROBOTS
DEL CUERPO, BOSCH SR-800) no representa la combinación RTT básico, sin embargo, en
contra de la combinación de base más amplia empleados en robots industriales de este tipo,
la conexión con el campo de trabajo esférico (por ejemplo, Unimate) es evidente, como lo
muestra en la figura. 2-11.
13
Fig. 2-1: Metamorfosis de varios tipos de robots industriales en todo momento las diferentes
arreglos PK en la combinación TSR
a) Diagrama y esquema de la "Unimate" (CBY) robot industrial
b) Diagrama y esquema de la "SCARA" (CC'Z) robot industrial
Es, sin embargo, imposible de distinguir la estructura básica de la cadena cinemática CC'Z
utilizados en el robot industrial mencionado "SCARA" de la estructura del tipo CBY base en
la combinación TSR (por ejemplo, Unimate) puramente en virtud del Protocolo de Kioto de
Análisis combinaciones, aunque tanto los tipos muestran grandes diferencias. La razón de
esto es que, debido a la diferente disposición de los pares cinemáticas, metamorfosis de la
esférica a la tipo cilíndrico se llevó a cabo en esta combinación. Las estructuras que se ve
en la figura. 2-10 diseñado en la combinación de recursos tradicionales son similares. Se
trata de un ejemplo práctico del hecho de que cada uno de los pares cinemáticas empleados
en la cadena cinemática básica puede ser orientado en una de las tres direcciones
diferentes dada por el sistema de coordinación cartesianas x, y, z, es decir,.:
- traslación (T) a lo largo de las coordenadas X, Y, Z,
- rotación (R) en torno a las coordenadas A, B, C,
Haciendo las combinaciones respectivas, varios nuevos acuerdos se originan, egTx, Ty, Tz
(X, Y, Z), frente a Tx, Tz, Ty (X, Z, Y), etc. En teoría, hay w3teor = 165 del Dicho régimen
distinto para el número de grados de libertad n = 3, de los cuales w3prakt cca = 13 son
prácticamente utilizadas.
La combinación y disposición de PK en la cadena cinemática básica (mecanismo de
alineación) juega un papel crucial en la evaluación de la morfología de un robot industrial en
particular, por tanto sirven como criterios de clasificación para el robot que se clasifican en
tipos básicos o derivados (véase el capítulo 2.2 ).
Orientación del mecanismo
Los diferentes tipos de robots industriales introducido anteriormente han mostrado, entre
otros, que el mecanismo de posicionamiento de cualquier tipo de sistema de coordenadas
IR&M con tres DOF transmitirá el punto de referencia "B" a la posición deseada en el campo
de trabajo. El mecanismo de orientación debe ser entonces utilizado para asegurar la
orientación correcta de la presa y manipular objetos. En la práctica, el mecanismo no afecta
fundamentalmente a la arquitectura del robot, gracias en buena medida determinada por el
mecanismo de alineación. El mecanismo de orientación tiene una función complementaria
únicamente garantizar que no sólo la posición correcta del objeto, sino su clara orientación
es la que también.
Así, en teoría, la estructura de la cadena cinemática de IR&M debe tener (para las
combinaciones básicas de PK) de la características que se muestran en la Tabla 2.2:
14
Tabla 2.2 1: Uso incorrecto de PK en el mecanismo de orientación
Posicionamiento
mecanismo
TTT
RTT
RRT
RRR
Orientación
mecanismo
RRR
TRR
TTR
TTT
Evaluación
- NO!
- NO!
- NO!
Aunque, en general, la posición de un cuerpo en el espacio viene dada por seis grados de
libertad, de los cuales tres son de traslación y tres son de rotación, es imposible que
siempre use esta combinación para los propósitos de manipulación. Si pares cinemáticas
trasnacionales están empleados en el mecanismo de alineación, rotación pares deben ser
utilizados en el mecanismo de orientación para la orientación general. Si, no obstante, de
rotación pares cinemáticas se emplean en el mecanismo de posicionamiento, el mecanismo
de orientación, como parte de la cadena cinemática de un robot industrial, también debe
contener pares cinemáticas de rotación, lo que permite que el robot de reorientar el objeto
en la dirección original una vez el robot se haya convertido.
Así, en el cuadro 2.2 sólo la primera, subrayó, la línea es correcta representa una combinación
de tres pares de translación cinemática (TTT). La estructura correcta de las cadenas
cinemáticas de IR&M deben cumplir con la tabla 2.3.
1
La negrita de los pares cinemáticos en el mecanismo de posicionamiento frente al mecanismo de
orientación es poner de relieve las diferencias en su diseño de construcción, que establece en Thein convirtiendo
poco a poco menos robusta.
15
Tabla 2.3: El uso correcto de PK en el mecanismo de orientación
Posicionamiento
mecanismo
TTT
RTT
RRT
RRR
Orientación
mecanismo
RR(R)
RR(R)
RR(R)
RR(R)
Por lo tanto, se puede concluir que el mecanismo de orientación de IR&M sólo debe ser
construido a partir de rotación pares cinemáticas. Las excepciones pueden ser necesarias
por una necesidad particular especiales.
El mecanismo de orientación de IR&M general puede tener cualquier número de grados de
libertad (DOF), que se añade al número de grados de libertad del mecanismo de
posicionamiento de lo que se obtiene el número total de grados de libertad de la cadena
cinemática de un robot industrial. Sin embargo, usando la tercera rotación, básicamente,
sólo gira el objeto manipulado en torno al eje de la cadena cinemática, que suele ser
redundante (en particular, en la manipulación de las piezas comunes de rotación). Como
resultado, los mecanismos de orientación de los robots industriales suelen contener sólo dos
de rotación PK con el fin de anular el giro del mecanismo de alineación y la tercera rotación
alrededor del eje del objeto manipulado se descarta. Esto se representa en la Tabla 2.3 del
R entre paréntesis.
Sin embargo, usando los tres pares cinemáticas de rotación puede ser ventajoso para la
orientación de los objetos, por ejemplo, durante el montaje de un alfiler con una lengua o
surcos, colocándolo en el agujero en su caso se espera que el objeto girado a ser puesto en
la rotación eje del fin par cinemática. En otro lugar para el final cinemática puede estar
equipado con un brazo que tiene, por ejemplo, una punta de soldadura en su extremo. Es
evidente que la teoría mecanismo de orientación tiene estrecha relación con su aplicación
práctica.
El análisis anterior ha demostrado que el diseño de un par de rotación cinemática en el
mecanismo de orientación pueden (de manera similar como en el mecanismo de alineación)
se refieren a cualquiera de rotación alrededor de su propio eje (sin rotación de un brazo
adicional) o equipados con un brazo "r" ( v. fig. 2-12). Hereat, es difícil determinar su
pertinencia a la x, y o z eje en el mecanismo de orientación, ya que se trata de un acuerdo
considerablemente móvil. Designando pares cinemáticas de rotación en el mecanismo de
orientación como j 1, j 2, 3 j, etc. .... es más apropiado.
La figura. 2 12: Realización de un par
cinemática en el mecanismo de
rotación de IR&M
a) con un eje
b), c) con un brazo de rotación
La figura. 2 13: Dos variantes arreglo básico
de tres pares de rotación
cinemática en el mecanismo de
orientación de IR&M
a) los ejes paralelos de la primera y tercera
del Protocolo de Kioto en el
positrón de base,
b) los ejes perpendiculares
Recíprocamente de los tres KP
16
La figura. 2 14 El arreglo más común en la combinación de dos PK en el mecanismo de
orientación de IR&M
Las rotaciones, naturalmente, cambia de dirección cuando varios pares cinemáticas se
combinan. Una vez más, de manera similar como en el mecanismo de alineación, debemos
mantener el control de su arreglo. seguimiento coherente de ejes paralelos no es tan
importante como lo es en el mecanismo de posicionamiento, ya que la actividad del
mecanismo de orientación en varios puntos de trabajo se presume. En principio, el régimen
se muestra en la figura. 2-14 se utilizan en la combinación de dos pares de rotación
cinemática en el mecanismo de orientación.
En una combinación de tres pares cinemáticas, el número de grados da lugar a otros
posibles aumentos de forma similar a como en el mecanismo de posicionamiento, sin
embargo, en el uso práctico las dos variantes son las más comúnmente empleadas (ver fig.
2-13). En el ejemplo que se muestra en la figura. 2-13a, el tercero se convierte en PK, cejar
en el primer Protocolo de Kioto después de la segunda par cinemática se ha convertido un
poco.
Los diseños particulares del mecanismo de orientación de IR&M están estrechamente
relacionados con sus respectivas soluciones de construcción modular o integrado.
2.1.4 La problemática de la precisión en el posicionamiento de los tipos
de IR&M básicos
Las holguras en el mecanismo de locomoción de un par cinemática se pueden dividir en vz
autorizaciones y certificaciones básicas ocurre cuando se usan vo. El aclaramiento total del
mecanismo de locomoción de la pareja cinemática después de la carrera inicial y un
determinado período de trabajo es, entonces: vc = vz + vo = n . vz, donde n. .... coeficiente,
cuya magnitud es proporcional a la duración del período ha sido utilizado para el par. En un
sistema de serie de ordenar los pares cinemáticas de IR&M, cada una de las cuales muestra
un error i, el error resultante c viene dada por la suma geométrica de los errores de cada
uno de coordenadas (1, 2 , 3 ....... ). El error total de tres grados de libertad es: c = 1 +
2 + 3. No puede exceder el valor de inacurracy admisible en la posición (orientación) c <
c dov.
En el sistema de coordenadas rectangulares (K) se muestra en la Fehler! Verweisquelle
konnte nicht gefunden werden.a and Fig. 2-2a, hay un error en cada uno de coordenadas: x
= 1 = x2 – x1; y = 2 = y2 – y1; z = 3 = z2 – z1
donde x2, y2, z2 son las coordenadas de la posición deseada y A2
x1, y1, z1 son las coordenadas de la posición real A1
El error total en el sistema (K) es:
 cK  A1A 2 
x 2  x1 2  y 2  y1 2  z 2  z1 2 ……………………………………………...(2.2)
17
Dado el supuesto simplificador de que los errores en las coordenadas individuales iguales:
x = y = z = , el error resultante se puede expresar como: cK = A1 A2 = 1,73 . La
magnitud del error no depende, dada la suposición de que la precisión de la producción - y
por la simplificación también el desgaste - se mantiene en el mismo nivel en toda la longitud
del elemento de propulsión (p.ej. un perno o una leva), en la distancia de la posición
resultante de la salida de la cabeza hasta el punto inicial del sistema de coordenadas.
En el sistema cilíndrico (C) se muestra en la Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden
werden.b y Fig. 2-2b no son las coordenadas de la posición deseada A2 ( r +  r, z + z , z
+ z ) y las coordenadas de la posición real A1 (r, z,z). Dado el supuesto simplificador de
que z = 0, z = r, z = 0 el error resultante después de la sustitución en la ecuación (2,2)
es:


 cC  A1A 2  2  r 2  2  1  cos  z   r  r  r 2 ……………………………………….(2.3)
La magnitud del error cC depende de la distancia r desde la posición resultante de la salida
de la cabeza hasta el punto inicial del sistema de coordenadas. A mayor distancia, mayor
será el error resultante.
En el sistema esférica (S) se muestra en la Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden
werden.c and Fig. 2-2c las coordenadas de los puntos A1 and A2 se expresan como:
A1 ( r, z , x ), A2 ( r +  r, x + x , z + x ). Dado el supuesto simplificador de que x = 0
a z = 0 and x = x = , el error resultante después de la sustitución en la ecuación
(2,2) es:


 cC  A1A 2  2  r 2  r  r  sin 2   r 2 …………………………………………......(2.4)
Del mismo modo en el sistema cilíndrico, el error resultante es en este caso depende de la
magnitud de la distancia r de la salida de la cabeza hasta el punto inicial del sistema de
coordenadas. A mayor distancia, mayor será el error resultante.
a.
b.
c.
d.
Fig. 2-2 Posicionamiento en el cartesiano (a), cilíndrica (b), esférica (c) y antropomorfas (d)
sistema de coordenadas
En el antropomorfas (multiangulares) sistema (A) se muestra en la Fehler! Verweisquelle
konnte nicht gefunden werden.d no son las coordenadas de la posición deseada A2 ( R1 , x +
x , z + z , R2 ,  +  ) y las coordenadas de la posición real A1 (R1 , x , z, R2,  ), las
opiniones rectangulares de los cuales, de acuerdo con Fig.2.10d, se:
1. Para el punto A1:
x1 = [ R1 cos x + R2 cos (  -  + x ) ] cos z
y1 = [ R1 cos x + R2 cos (  -  + x ) ] cos z
z1 = R1 cos x + R2 cos (  -  + x )
18
2. Para el punto A2:
x2 = cos (z + z ) R1 cos (x + x ) + R2 cos ( -  + x + x +  )
y2 = sin (z + z ) R1 cos (x + x ) + R2 cos ( -  + x + x +  )
z2 = R1 sin (x + x ) + R2 sin ( -  + x + x +  )
En este caso, el cambio de la posición del punto de referencia Br, encuentra en el extremo
del brazo R2 , está influenciada no sólo por el cambio del ángulo z y el ángulo , que
contiene los brazos R2 y R1, pero también por el cambio del ángulo x , y que, sin cambiar el
ángulo . El valor de este ángulo  influye en la magnitud de la distancia desde el punto de
referencia Br hasta el punto inicial del sistema de coordenadas, el valor absoluto de los
cuales también se ve influida por la longitud de los brazos R1 y R2. Dado el supuesto
simplificador de que z = 0 y x = 0, que comparado con otros casos similares anteriores
sólo significa que el sistema de coordenadas se convertirá para permitir la identificación del
eje x con el brazo de la rotación de base R (R1) del sistema cinemática de base, y teniendo
en cuenta otras hipótesis de simplificación que x =  = , R1 = R2 = R, y, finalmente,  =
, lo que significa que el brazo R2 se coloca en el alargamiento del brazo R1 en el eje x, que
causan la distancia máxima desde el punto de referencia Br hasta el punto inicial del sistema
de coordinación, el error total resultante después de la sustitución en la ecuación (2,2) es:
 cA  A1A 2 
R  cos   cos   cos 2   2R 2 
 R  sin   cos   cos 2   R  sin   sin 2 
2
2
después de la corrección:
 cA  2  R sin 2   0,5  sin   sin 2  0,5  cos   cos 2  0,5 …………….(2.5)
F.e. para R = 1 000 mm,  = 10,  = 0,1 mm el resultado después de la sustitución en la
ecuación (2,2 - 2,5) es:
cK = 0,2 mm, cC = 2,9 mm, cS = 4,1 mm, cA = 10,5 mm y la comparación de la precisión
alcanzable en los sistemas de posicionamiento individual en el más desfavorable de la
mayor distancia desde el punto de referencia Br hasta el punto inicial del sistema de
coordenadas y partía de la hipótesis de que el sistema en una vinculación sumas abrir la
siguiente:
cA = 52,5 cK
cS = 20,5 cK
cC = 14,5 cK
El análisis complejo de los cuatro sistemas de posicionamiento demuestra que, dada la
exactitud producción misma de los componentes de los pares cinemáticas, el robot
industriales que operan sin posicionamiento con retroalimentación al control, compuesto por
unidades de ajuste en el sistema TTT, es decir, el posicionamiento en el sistema de
coordenadas cartesianas "K", será la más acertada.
2.1.5 Robots industriales con cinemática paralela
Recientemente, las construcciones interesantes encontradas en la aplicación en la
construcción de maquinaria de fabricación, es decir, centros de mecanizado, la explotación
de una idea original de la fijación de la herramienta de corte a un dispositivo de sujeción
(plataforma) suspendió en tres suspensiones de longitud variable y unidos por una
articulación que hará posible rotar y cambiar la orientación de la plataforma en relación con
el trabajo. Debido a que por lo menos 3 suspensiones son necesarios para definir la posición
de la plataforma y utilizando 6 suspensiones demostrado ser un óptimo, la construcción se
refiere popularmente como hexápodo. La primera construcción conocida de hexápodo,
19
diseñado por V. Gogh, viene de 1949. En 1965, D. Stewart describe las propiedades de un
hexápodo simple, por lo tanto, la corriente, término común "plataforma de Stewart".
A diferencia de las máquinas todavía utiliza la cinemática de serie, es decir, una
combinación de movimientos de rotación y de traslación, el movimiento resultante en un
hexápodo se da en el funcionamiento simultáneo y el control de la circulación de seis (sin
embargo, en general, por lo menos tres) suspensiones de longitud variable, unidos por
articulaciones que se mueven a la posición de la plataforma de Stewart en el espacio. Estas
son entonces las máquinas con una estructura de cinemática paralela. En el año 1970-1990,
varios modelos de estas máquinas fueron construidas, sin embargo, los problemas se
produjeron principalmente en el hardware y las áreas de software. Un avance en este campo
ha sido realizado por dos fabricantes: Geodesia e INGERSOLL.
Aparte de la cinemática totalmente paralelo de máquinas con seis grados de libertad, tales
como los hexápodos ha mencionado anteriormente, un centro de mecanizado Dyna-M con
una estructura de propulsión híbrido ha sido desarrollado y construido en el marco del
proyecto común BMBF DYNAMIL. En la actualidad, estos nuevos principios de la utilización
de estructuras paralelas cinemática no podría haber dejado la construcción de robots
industriales afectados. El robot industrial TRICEPT HP 1, presentó en la feria EMO-95
internacionales en Milán por COMAU-División de Robótica, Torino, tiene un mecanismo de
orientación que consiste en una combinación común de rotación pares cinemáticas. Esta es,
sin embargo, montado en una brida, suspendido y se coloca como una plataforma de
Stewart por tres puntales de longitud variable controlada suspendido de soportes articulados
en forma de horquillas giratorias. La estructura de soporte de HP TRICEPT un robot
industrial con una estructura paralela cinemática del mecanismo de posicionamiento
consiste en una columna montada firmemente en la placa base. El extremo superior de la
columna, que es rectangular en sección transversal, tiene un carácter horizontal en forma de
U cruzada de brazos, a la que las secciones de la parte superior de los tres brazos
verticales - lineal (de traslación) unidades de maniobra - se unen a través de las
articulaciones. El mecanismo de posicionamiento estándar (una secuencia de serie de pares
cinemáticas y las unidades de actuación), debe ser sustituido en este robot con un sistema
de barras espacial de las unidades de accionamiento lineal, que son, en el extremo inferior,
unidos por articulaciones a la plataforma de Stewart. Las articulaciones se encuentran en el
archivo adjunto puntos geométricos que corresponden a los vértices de un triángulo
equilátero en el centro de la cual el punto de referencia "H." de la cadena cinemática de
base se encuentra, que es el punto geométrico para conectar el mecanismo de orientación
del robot. El mecanismo de orientación es impulsado por un sistema de engranajes alojados
en el tubo vertical situado en el centro del conjunto de las unidades de actuación tres (ver
Fig. 2.11b). Aunque, en términos morfológicos, el dispositivo en su conjunto puede ser
clasificado como una estructura con cinemática híbrida (véase el esquema que aparece en
Fig. 2-3a), es un mecanismo de alineación está diseñado como una estructura
puramente cinemática paralela.
20
a.
b.
Fig. 2-3 Clasificación morfológica de las estructuras de cinemática de la máquina y la
construcción del robot (a) y la HP TRICEPT un robot industrial con una estructura
híbrida cinemática del mecanismo de posicionamiento (b)
21
2.1.6 Vehículos guiados automáticamente – AGV
La primera etapa en el desarrollo de robots móviles estuvo representada por un vehículo
automatizado guiada (AGV), construido como un dispositivo de manipulación interpretativo,
utilizados en sistemas de fabricación flexible (FMS). AGVs se utilizan para el transporte de
elementos pesados o de componentes, herramientas, producción, etc. ayudas, por ejemplo,
de máquina de tratamiento de una a otra centros de mecanizado (principalmente - MC). Su
desventaja es un camino predefinido, en la mayoría de los casos vasta formado por un
conductor - Seguimiento inductiva de la AGV, empotrados en el suelo.
La figura. 2 17 Medios de orientación de La figura. 2 18 Principio de la trayectoria de
AGVs:
escaneo:
1-exploración de la antena con una bobina,
1-conductor, 2-slot
2-integrado por cable,
3-campo electromagnético, 4-bobina
3-operativo del sistema electrónico,
4-amplificación, 5-control de la dirección,
6-campo magnético
La figura. 2 19 Principio de la navegación láser de AGVs
AGVs son alimentados por baterías de acumuladores de tracción, recarga a través de una
conexión automática, ya sea suelo (fig. 2-20), o vertical (fig. 2-21) de conexión.
Alternativamente, puede ser instalado por un sistema de carga a bordo y de forma manual o
automáticamente conectados.
Fig. 2-4 Recarga a través de conexión
automática piso:
Fig. 2-21 de recarga a través de conexión vertical
automática:
22
1-enchufe, 2-cargador 3 batería
1-enchufe, 2-cargador, 3 - a bordo charger,
4-bateria
Cuando la capacidad de la batería se acerca a su estado mínimo, el sistema de control de la
batería emite una señal. El Estado mínimo se elige adecuadamente para permitir que el
vehículo para terminar su actividad y tire hacia arriba de la estación de carga.
2.2 EJEMPLOS DE LOS REPRESENTANTES IR&M TÍPICOS DE LA
CONSTRUCCIÓN PUNTO DE VISTA
2.2.1 Tipos básicos de los robots industriales
Como los tipos básicos de robots manipuladores industriales y se puede considerar que
estos dispositivos, la cadena cinemática de base que se deriva de la combinación básica de
los pares cinemáticas a) TTT, b) RTT, c) RRT, d) RRR en diseños que permitan alcanzar el
campo de trabajo de base sobre la base de la figura. 2-9.
aa) La base XYZ diseño en la combinación TTT se caracteriza por el movimiento vertical de
la componente final de su BKC. El sobre explotada está formado por un paralelepípedo. El
diseño es muy frecuente se dio cuenta de que un diseño de portal de un solo lado (ver fig. 222a, b), o un diseño completo portal (ver fig. 2-22c, d, e, f, g). traslacional par cinemática del
movimiento horizontal Y es por lo general ya sea del tipo deslizante (vea la figura. 2-6a),
como con el robot MANTA (ver fig. 2-22a), o del tipo de apoyo (véase la figura 2. 6b- ), como
con el robot PRKM-20 (ver fig. 2-22b).
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
La figura. 2-22 Esquema de un robot de portal (a) MANTA (J) y el diseño PRKM-20 robots
(pero en Brno - República Checa) (b), un robot industrial francés RENAULT Pórtico-80 (c, d),
REIS Alemán (e ) y KUKA (f) y el sueco robot ABB (g):
b bis) La czy (CZX) trazado en el RTT combinación de base no tienen el movimiento vertical
del componente final, sin embargo, su representante es el primero de los robots industriales,
Versatran-500 (ver fig. 2-23a). Es un tipo mucho más extensas (véase, por ejemplo el robot
23
Beroe en la figura. 5b-2 y la figura. 2-23B) con muchas modificaciones de la extensión
horizontal. La dotación operado está formado por una serie de sesiones sobre la base de la
figura cilíndrica. 2-9b.
ca) El representante típico de la base CBX (CAY) trazado en el Tribunal de Revisión
combinación básica es el robot industrial Unimate (EE.UU.). El sobre explotada está
formado por una esfera (pelota) segmento en función de la figura. 2-9 quater.
a.
b.
c.
La figura. 2 23 Los esquemas de robots industriales:
a. Versatran-500 (GB); b. Beroe RB-321 (BG), c. Unimate-2000 (EE.UU.)
da) En la base CAA '() CBB diseño, robots industriales de las empresas conocidas en el
mundo, por ejemplo, ABB ASEA y (S), KUKA y REIS (D), FANUC (J) y otros, son
concebidos. La mayoría es programada por la instrucción mediada por el noruego TRALLFA
(hoy PA) robot, o la japonesa MITSUBISHI robot, es programada por instrucción directa (ver
fig. 1-2).
a.
b.
c.
d.
La figura. 2 24 Esquema y diseño de la sueca ASEA-6 robot industrial (a, b), el diseño de la
alemana KUKA KR-125 robot y el original TRALLFA Noruego (d), hoy ABB (S) Robot
2.2.2 Derivados, robots industriales
Tipos derivados de las combinaciones de base mediante un esquema diferente KP
Como los más importantes tipos derivados IR&M, se originó en las combinaciones de base,
se consideran los tipos derivados en el TTT (XZY y ZXY) la combinación, el tipo con un
voladizo en el RTT (CYZ) y la combinación SCARA (CC'Z) Tipo en la combinación TSR.
Dentro de la combinación de TTT, tres diseños IR&M se analizaron, de la cual puede ser el
diseño de XYZ, sobre todo en el diseño del portal, considerado como la distribución
primaria, las otras dos, y XZY ZXY, representan los diseños derivados.
24
ab) El XZY (TTT) diseño tiene, en contraste con el tipo de base, el movimiento en el eje
vertical z en el centro de la cadena cinemática de base. Un aumento de la demanda de
dimensionamiento, en particular de la unidad de este recorrido vertical, con lo que se
plantea. Sin embargo, esta es una situación que comúnmente se produce incluso con, por
ejemplo el tipo de base en la combinación Versatran RTT (ver fig. 2-23a), y este tipo de
robots, por lo tanto, también se produce con frecuencia en la combinación de TTT. Es
posible que lo demuestren en el ROBOLANG-50 robot industrial de la compañía francesa,
LANGUEPIN, en la figura. 2-25a.
bb) El ZXY (TTT) diseño se caracteriza por la particularidad que tiene el movimiento vertical
en el comienzo de su cadena cinemática básica (en el eje z) y, en esta coordenada hay,
pues las demandas excepcionales en el dimensionamiento de la unidad. Tal esquema
general parece inusual, pero es sin embargo utilizada en algunos casos. Un ejemplo es el
LIMAT-2000 robot industrial de la empresa austriaca, IGM (ver fig. 2-25b, c).
a.
b.
c.
La figura. 2 25 Esquema y diseño de robots industriales: a. LANGUEPIN ROBOLANG-50 (F)
y el IGM-2000 LIMAT robot industrial (A) (b,c)
cb) El CYZ (RTT) de diseño es un diseño "con una montaña" (O). Análoga a la de tipo
básico en la combinación de TTT, tiene el movimiento vertical en el eje z en el extremo de la
cadena cinemática básica (en contraste con su relación con el tipo de base en lo observado
Versatran combinación RTT). Desde el punto de vista práctico, esta disposición es
aconsejable, ya que con frecuencia por una cosa, tiene menores exigencias en la
construcción del componente final de BKC, y por otro, puede operar un sobre más allá de
una obstrucción vertical. Sin embargo, no se menciona entre los fabricados por mucho
tiempo. En la figura. 2-26 uno de los componentes del sistema modular robótico abril-2, 5,
de la empresa VUKOV de Prešov, se representa, a saber su tipo 03.
La figura. 2 26 Régimen y el modelo del 03 abril 2,5 modular (de construcción) de robots
industriales (SK)
25
db) El CC'Z (TSR) de diseño Análogo a la disposición anterior del tipo derivado de la
combinación RTT, este diseño deriva de la combinación TSR originalmente no ocurren en la
práctica, y apareció en 1986 cca en varias empresas, casi simultáneamente con el tipo muy
propagado de un robot de montaje industrial en virtud de la entonces recién introducido el
nombre, "SCARA".
a.
b.
c.
La figura. 2 27 Robots industriales de la "SCARA" tipo
a.: SR BOSCH 800 (D), nacido el: GEC "BODY" (GB), c.: Pana-robot HR-155C (J)
El robot, en contraste con las transformaciones que pertenece a la combinación TSR, que
en el esquema básico representa un sistema del tipo esférica Unimate, operado de su
dotación al sistema cilíndrico. Por lo tanto, una metamorfosis de la distribución esférica del
robot en el diseño cilíndrico se produce, y dentro de la combinación de base KD TSR, que
es específica.
e ter) El ABZ (TSR) de diseño es un diseño deriva directamente del tipo Unimate básica, sin
embargo, es un tapiz secundarios de tipo. Una solución práctica es, por ejemplo, el robot
KAWASAKI-Unimate (colgando de tipo) se cuelga de esta manera. Un problema técnico
puede ser especialmente las cuestiones relacionadas con los componentes hidráulicos de
cierre y de la dinámica de la re-transforman movimientos con respecto a la gravedad. El
ahorcamiento de tipo de los robots industriales Unimate, instalado encima de una línea de
soldadura para carrocerías de automóvil, se representa en la figura. 2-28.
KAWASAKIUNIMATE
Hanginig type
Fig. 2-5 Soldadura línea para carrocerías
de automóviles con los robots en el
Unimate básicos y los diseños colgantes
(J)
Fig. 2-6 Industrial robot KUKA KR 125
"Wandrobot“
fb) La ABB () BAA diseño es un diseño deriva directamente del tipo básico de la
combinación KD RRR. Un colgante lado de tipo similar a la de la ad.eb caso anterior) era, es
decir, derivado de la tipo de robot KUKA de base (ver fig. 2-30c) que tiene pares
26
cinemáticas "la CAA" la disposición en la RRR de base conjunto (es por ejemplo, con los
tipos básicos en esta combinación, ASEA, TRALLFA etc.), la derivada es el robot KUKA KR
125 de pared robot industrial (D) con los de ABB (BAA) diseño de pares cinemáticas. El uso
de un contrapeso con este tipo es notable desde el punto de vista morfológico y de la
construcción - ver fig. 2-29.
2.2.3 IR&M tipos de combinaciones de derivados de pares cinemáticas
ac) El ZCY (RTR) de diseño es un diseño que sigue de cerca el tipo IR&M básicos en la
combinación TSR (Versatran). Sólo los dos primeros pares cinemáticas se intercambian. Se
trata de un intercambio similar, que se realiza en la combinación TTT dentro de la trama, en
este caso es lo mismo dentro de la combinación. A medida que el primer movimiento, por lo
tanto, la traducción vertical en la dirección del eje z se ejecuta, como es el caso de la IGM2000 LIMAT robot, que es más bien una excepción en su categoría de la "K" de tipo, sin
embargo. Por el contrario, hay muchos tipos relativamente objetiva derivada de la
combinación RTR derivados en la práctica, y los robots con frecuencia se ven incluido por
error entre los básicos "C" tipos. El carácter cilíndrica de campo de trabajo del robot, es
decir, no cambia con ellos en todo, en contra de los tipos básicos; sólo es necesario
dimensionar el movimiento vertical suficiente. Dado que los sistemas con soluciones
conocidas son sistemas más simples en su mayoría con accionamiento neumático, esta
condición no representa un problema más serio. Incluso el original de Checoslovaquia
robots industriales PR 16-P, de la empresa VUKOV de Prešov, fue construido en este
sistema. La compañía sueca, Elektrolux, puede ser considerado el fabricante de robots
como prioridad.
a.
b.
c.
d.
La figura. 2 30 La generación de los robots industriales Elektrolux - UMH (S) y un robot de
VUKOV
a.: MHU Minior; b.: MHU Junior; c.: MHU Senior; d.: PR-16P
En otros derivados TTR y combinaciones de RTR, constructivamente se analizan posibles
trazados, sin embargo, su uso práctico, no se conoce todavía. Los diseños más interesantes
derivadas nacen de la combinación TRR derivados y se corresponden con la distribución
derivada de la combinación CC'Z TSR básicos de una manera interesante.
bc) La ZCC (TRR) de diseño es básicamente el tipo SCARA, pero con la transferencia de
movimiento vertical al final de la cadena cinemática de base. Esta disposición es similar a lo
que el diseño ZXY derivados (IGM-2000 LIMAT robot) de la combinación TTT básica (ver
fig. 2 25 ter, c), pero contrario a ella, se ha extendido mucho recientemente. Uno de los
primeros modelos de este tipo fue desarrollado por la compañía francesa, Renault, bajo el
nombre de ROBOT HORIZONTAL 80 (ver fig. 2,27). Este robot industrial es típica de su
concepción de construcción, contrariamente a lo que el robot original Checoslovaca de la
misma naturaleza pero de un no-construcción (integrado) concepción PROB-5 z CZM
Strakonice (ver fig. 2-10b).
27
cc) El XAA (TRR) de diseño es una modificación muy interesante del diseño de los últimos
ZCC. Es prácticamente su re-orientación dentro de la misma combinación a la posición
horizontal.
Fig. 2-7 RENAULT HORIZONTAL-80 (F)
Robot industrial
a.
Fig. 2-8 Vista del robot
a. UM-160 (RUS)
b. GE-ROBO R-60 (J)
b.
Desde el sistema y vista axonométrica del robot de la UM-160 en la figura. 2-10a y la figura.
2-32a se desprende que se trata de un dispositivo que opera con los brazos de giro, al igual
que los sistemas de la combinación de RRR (ASEA, TRALLFA etc.), sin embargo, en lugar
de la primera rotación, movimiento en línea recta en la dirección de la ejes de las rotaciones
tanto se utiliza el siguiente. Metamorfosis de la dotación de trabajo, que ha permitido
reanudar transformado de un toro (antropomorfos, angular, multi-angular) la formación de
rotación a un segmento cilíndrico común, lo que ha ocurrido, como en el caso ad.bc arriba
mencionado). El diseño actual práctica de este tipo de robot está representada por ejemplo
por
los
japoneses
GE-ROBO
robot
R-60
en
la
figura.
2-32.
28
3 Efectores terminales
3.1 Objeto y división de efectores terminales
La cadena cinemática abierta de robots industriales y manipuladores se cierra con aparatos
de maniobra en sí mismo (final del cuerpo de funcionamiento - efector - Salida de la
cabeza), que se ajusta a la forma de ajuste. Con los robots industriales y manipuladores, es
particularmente la aplicación que importa:
1. Inserción de objetos en el campo de trabajo de fabricación de equipos y su
extracción;
2. Interstage la manipulación;
3. Operaciones tecnológicas;
4. Control de las operaciones;
5. Las tareas especiales.
Por lo tanto, el término "pinza", como el término con frecuencia para el robot manipulador
industrial y efector final, no es muy exacto y hay que entenderlo como el nombre de una
parte de la gama global de la producción IR&M cabezas (fin efectores), que proporcionan las
operaciones previstas. La final-efector se puede aplicar a un robot diversamente concebido,
y análoga a la orientación del aparato, que básicamente no afecta a la estructura
morfológica (arquitectura robot).
El IR&M efectores terminales puede ser, en términos de construcción, divididos en la
siguientes salidas de cabezas:
- tecnológica
- manipulación (pinzas)
- combinado
- especiales
La automatización ha sido necesario avanzar en otro nivel, que es su intercambio
automático durante el proceso de operación, pero sobre todo su adaptabilidad como uno de
los elementos significativos del aumento de autonomista y cognitivista, y por consiguiente el
aumento de los sistemas de inteligencia artificial en robótica.
3.2 Producción tecnológica de cabezas
Una operación típica tecnológica, que es el objeto de solicitudes de robots industriales, es la
soldadura eléctrica, y la difusión de los materiales de recubrimiento de protección y, o,
eventualmente, operaciones tecnológicas, en los que el robot industrial está directamente
presente en la operación dada, ya que lleva a cabo esta operación en sí misma por medio
de una herramienta personalizada o de la máquina (por ejemplo máquina eléctrica manual
de moler, etc.).
29
Las cabezas IR&M tecnológicas de salida se dividen así en la salida:
-
soldadura por fusión eléctrica: - Soldadura por arco (ver fig. 3-33a)
- Resistencia a la soldadura por puntos (ver fig. 3-33b)
- Pulverización de protección y materiales de revestimiento (ver fig. 1-2)
- Corte por medio de la operación del equipo personalizado (ver fig. 3-33c)
- Las operaciones de montaje, a saber:
- A través de montaje simple, es decir, montaje de los componentes
(Esto es prácticamente una operación de manipulación)
- A través de juntas por medio de los autómatas respectivos operación (máquina de
grapar, clavar la máquina, etc.)
- A través de los adhesivos
- Las operaciones de control
- Tareas especiales
a.
b.
c.
La figura. 3 33 Los ejemplos de la producción tecnológica cabezas IR&M
a. a. la cabeza de soldadura por puntos
b. b. Soldadura por arco cabeza
c. c. Aplicación de la máquina de corte (material eléctrico)
El uso más elevado de estas cabezas en el futuro exige la aplicación de sensores para la
operación de los sistemas de control adaptativo.
3.3 Manipulación de las cabezas de salida - Pinzas
Agarrando componentes de división
Manipulación (agarre) de salida cabezas sirven para agarrar objetos con el fin de la
manipulación más con ellos. Las cabezas son en gran medida diseñadas para las diversas
aplicaciones directamente por los usuarios de robots industriales y manipuladores. Las
cabezas de las piezas que entran en contacto inmediato con los objetos transferidos se
denominan "elementos de agarre". Basado en el personaje del contacto a ejercer la fuerza
de agarre, estos componentes se dividen en:
- mecánica
- magnética
- vacío
Al mismo tiempo, es posible dividir los componentes de agarre en:
- pasiva
- activos
30
Los componentes pasivos de agarre en sí mismos no permiten el control de la fuerza de
agarre, en contra de componentes activos. Agarrando cabezas construidos a partir de
componentes pasivos sólo son generalmente capaces de agarrar un objeto, pero su
lanzamiento se puede hacer únicamente por una acción exterior.
En base a estos aspectos, el sistema de clasificación se aplica a los siguientes
componentes de agarre:
Agarrando componentes:
mecánico:
magnético:
vacío:
- pasivo:
- apoyos fijos y ajustables
- Mandíbulas flexibles y suspendido
- activo:
- con un motor hidráulico
- Con un motor neumático
- Con un motor eléctrico
- Con un electroimán
- pasivo:
- Imanes permanentes
- activo:
- Electroimanes
- pasivo:
- Pastillas de deformación de vacío
- activo:
(alternativas: con una válvula auxiliar)
- con una bomba de vacío
- Con un eyector
especial
Agarre pasivo de componentes:
1. Mecánica de agarre de componentes pasivos
Además de los componentes pasivos más simple mecánica, como varios asientos
prismáticos una utilería, que prácticamente sirve para reunir, transferir y guardar una parte,
también hay construcciones interesantes con mandíbulas flexibles o suspendido o pinzas de
agarre de acuerdo a la figura. 3-34.
F
a.
b.
31
La figura. 3 34 Los ejemplos de Hradě mecánica salida pasiva
uno: con mandíbulas flexibles, b: con mandíbulas suspendida
El diseño de pinza de agarre (con mandíbulas flexibles) se representa en la figura. 3-34a. El
agarre de una determinada parte se lleva a cabo por medio del funcionamiento de las
mandíbulas flexibles en la superficie exterior de la parte (la parte superior de la figura - 1 por encima del eje), o sobre la superficie interna de la parte (la más baja parte de la figura 2 - por debajo del eje). el movimiento del brazo robot se utiliza para el agarre, porque su
liberación es posible utilizar el brazo de lucha contra el movimiento después de que el objeto
se apoderó por otro manipulador, o juntando en el aparato de sujeción de la máquina,
tirando hacia abajo por el cerrojo unidireccional en el etc. alimentador veces la pinza de
agarre se puede complementar con un eyector, que empuja la parte de las fauces. Es
posible utilizar por ejemplo un cilindro neumático, etc. sujeción cabezas pinza (pinzas) son
adecuados para las piezas más pequeño y ligero de dimensiones relativamente precisa, y
con superficies lisas.
En la figura. 3-34 ter no es un ejemplo de una cabeza con un par de mandíbulas en
suspensión que son rotacionalmente colocados y vinculados entre sí con un engranaje. El
principio de sujeción y liberación es similar a los jefes pinza de agarre. Así como la
superficie de la pieza no está dañada después de ejecutar en él, hay poleas en los extremos
de las mandíbulas. El comunicado de las mandíbulas también se puede hacer por medio de
una palanca con una rueda que abre las mandíbulas después de correr en la plantilla debido
a la fuerza F ejercida.
2. Componentes de agarre magnética pasiva
Estos son componentes de agarre con imanes permanentes. Se utilizan para la
manipulación de objetos magnéticos, de menores dimensiones y menor peso, en su mayor
parte. Son, por ejemplo, hojas de metal prensado piezas, aros, almohadillas, etc. Su gran
ventaja es, sobre todo, una construcción simple, que generalmente es un sistema montado a
partir incorporado en imanes permanentes varilla. El número y las posiciones de los imanes
son simplemente ajustarse a la forma del objeto y la fuerza de agarre necesario. Una
desventaja de pinzas magnéticas pasivo es aumento de las necesidades en nuevos
mecanismos para la separación de los objetos se apoderó de las pinzas. En los casos más
simples se lleva a la liberación de los objetos se apoderó de 'cabo por medio del número de
radios desplegable de la pinza del objeto por el movimiento del brazo robot, mientras que el
objeto se ve limitado por un tope o en la espalda de parada, o capturada, junto con él la
comunicación del dispositivo. La gran mayoría de las pinzas magnéticas de imanes
permanentes utiliza su propio mecanismo de la liberación de los objetos se apoderó. Esta
función adicional es controlada por programa, y la fase de liberación se convierte así en
activo. La pinza en la figura. 3-35 tiene los imanes permanentes de almacenamiento en
cajas aparte adjunta a la estructura de soporte de la pinza. Para la expulsión de los objetos
se apoderó de un cilindro neumático se utiliza, que se orienta en los objetos se apoderó, y el
vástago de la cual se conecta con el panel de despliegue depositado en el cableado
muebles de la estructura de soporte.
32
Fig. 3-9 pinza magnética con un eyector de lanzamiento:
1 – caja con imanes permanentes, 2 - panel de despliegue
Una desventaja es que la cabeza también las capturas de otros objetos magnéticos, sobre
todo las partículas pequeñas, que en algunos casos puede tener un efecto negativo, en
particular, ya que puede influir en la posición correcta del objeto.
3. Ventosas de vacío componentes pasivos
El vacío de agarre tiene componentes pasivos con flexibles ventosas que se deforman. El
agarre de un objeto se produce por medio de presionar el botón de vacío en su superficie,
porque debido a la deformación ventosa, el tamaño de su espacio interno disminuye y, a
continuación de nuevo aumenta en cierta medida después de agarre debido a la elasticidad,
y el propósito de vacío así creado. La fuerza ejercida agarre depende también de la forma
que la almohadilla y solidez, además de la superficie de contacto con el objeto. La fuerza de
agarre no puede ser determinado sin duda un experimento, si bien es necesario seguir las
almohadillas de vacío de información del fabricante.
La alta proximidad de contacto es una condición esencial para el agarre de seguridad de un
objeto. La cercanía es contingente sobre una superficie lisa y de alta calidad, por encima de
todo. Por estas razones, la deformación de las ventosas se utilizan con las cabezas de
agarre a la manipulación con objetos como pantallas planas, por ejemplo los paneles de
chapa metálica y paneles de vidrio, etc. viscosa sustancias líquidas se utilizan a veces con
el fin de garantizar la adhesión cerca de la almohadilla de vacío sobre la superficie del
objeto, estas sustancias son rociados en el área de contacto antes de la que la ventosa
llegue.
Dos diseños básicos de las ventosas se utilizan. Un ejemplo de una almohadilla de goma de
vacío con cierre de la deformación del pivote se da en la figura. 3-36a. Un componente
cilíndrico más elástica permite la adaptación, incluso a una superficie ligeramente curvada
del objeto manipulado.
Si una superficie lo suficientemente lisa del objeto no está garantizado, es posible utilizar el
diseño basado en la figura. 3-36b. tamaño flexible de la parte interna se crea como un
cilindro con un pistón suspendido. Dependiendo del tamaño de la parte interna flexible, es
posible sostener incluso con vacío algunos de los contactos entre la banda de goma y la
superficie del objeto. Magnitud de la fuerza de agarre se puede ajustar con la misma
superficie de funcionamiento de la copa por medio de un cambio de la elasticidad de la
primavera.
El lanzamiento de objetos fuera de las ventosas se realiza del mismo modo que con otros
tipos de componentes pasivos de agarre, preferiblemente por medio de movimiento en la
33
dirección tangencial. Con las ventosas de deformación, es posible llevar a cabo el
lanzamiento también de un modo indicado en la figura. 3-37 (guarnición de las almohadillas
de vacío con válvulas auxiliares).
a.
b.
Fig. 3-10 Diseños básicos de las ventosas
deformación:
a. deformación de goma de vacío
almohadilla con un pivote de
sujeción
b. Almohadilla de vacío con un pistón de
suspensión
a.
b.
Fig. 3-11 Deformación ventosas con válvulas
auxiliares:
a. Objeto de la liberación por medio de la
anulación de la señal de
accionamiento
b. Objeto de la liberación por medio de la
inducción de la señal de accionamiento
En la figura. 3-37a es una ventosa complementa con una válvula auxiliar controlado por
medio de una membrana, que se desvía en dirección a la baja debido a la presión de aire
(de accionamiento de la señal), y por lo tanto se cierra la cámara de vacío de la ventosa
contra el muelle de la fuerza. Tras la anulación de la señal de accionamiento neumático por
encima de la membrana, la membrana se equilibra, un camino señalado por una flecha para
equilibrar la presión dentro de la ventosa con el entorno es lo que se abrió, y la fuerza de
agarre se aborta sin la necesidad de romper el almohadilla de vacío. Una solución con una
válvula controlada por un electroimán se puede hacer de una manera similar. Con el diseño
basado en la figura. 3-37b, un impulso de presión neumática se establece en virtud de la
membrana en el lanzamiento de objetos. Además de la anulación del vacío dentro de la
ventosa, arrancando de los objetos más livianos, en particular, que de otro modo puede
adherirse a la plataforma de vacío, se consigue al mismo.
Componentes activos de agarre:
1. Mecánica de agarre componentes activos
Mecánica de agarre cabezas activos son los mecanismos, que son justamente se llama
"pinzas" en el caso dado. Ellos suelen estar equipados con mandíbulas movibles - activo
componentes de agarre, el movimiento de los cuales pueden ser ejercidas por diversos tipos
y tipos de motores.
El órgano de agarre más adecuado es una mano humana, la simulación técnica de la cual
es muy difícil, sin embargo. La solución de tres dedos que se basan en la figura. 3-47 parece
óptimo. A los efectos de la manipulación de objetos ordinarios, sin embargo, dos
componentes (mandíbulas), que se mueven el uno al otro ya sea de forma lineal (trasversal)
o rotatorio, generalmente son suficientes. Los motores que se mueven estos componentes
activos son también bien lineal (neumático especial y cilindros hidráulicos, electroimanes
con armadura móvil) o rotativos (los motores hidráulicos y neumáticos, motores eléctricos,
electroimanes de rotación). Entre el motor y la mandíbula, es necesario instalar una unidad
de transformación, que lleva a cabo la transmisión del motor desplazable (de rotación) el
movimiento para recorrer las mandíbulas "(rotación). Las siguientes tablas, 3,1 a 3,4,
muestran distintas alternativas de estructuras de cinemática de las pinzas en las
34
transformaciones individuales T1 a la T4, a la que ejemplos posibles soluciones se les
asigna en la figura. 3-38a-e.
Tabla 3.1: estructura cinemática de agarre
Tabla 3.2: Estructura de la
cinemática
T1 con la T2 transmisión
efectores con los efectores de transmisión
Tabla 3.3: estructura cinemática de agarre
efectores con la transmisión
Tabla 3.4: estructura cinemática de
agarre
con la transmisión T3 T4
En la figura siguiente. 3-38, algunos ejemplos de soluciones específicas de los jefes de
salida en las transformaciones individuales T1 a la T4 con el número de tipo de transmisión
en el cuadro correspondiente se representan.
a.
35
b.
c.
d.
e.
La figura. 3 38 Los ejemplos específicos de las pinzas en las transformaciones T1 a la T4
a. T1 tipo pinza accionado por un motor neumático lineal y con mandíbulas transitable de
sentido opuesto (tipo de transmisión de 3)
b. pinza tipo T2 accionado por un cilindro hidráulico y con las quijadas de rotación,
inaugurado por los resortes de extensión (tipo de transmisión 2)
c. pinza tipo T2 accionado por un electroimán lineal y con paralelogramo celebrada
mandíbulas de rotación, cerrada por un resorte de compresión (tipo de transmisión de 8)
d. pinza tipo T3 (tipo de transmisión 2) con las mandíbulas transitable propulsado por un
motor eléctrico de rotación a través de un embrague de fricción, por medio de la cual es
posible ajustar la fuerza necesaria de agarre de las mordazas
e. T4 pinza tipo con una transmisión de engranajes (tipo de transmisión 1) y un motor
eléctrico de giro: 1 - motor eléctrico, 2 - embrague de fricción cónicas, 3 - la transmisión
de engranajes cónicos, 4 - la transmisión de engranajes delanteros, 5 - preparó el brazo,
6 – mandíbulas
2. Componentes activos de agarre magnética 2
Cabezas magnéticas de agarre activos utilizan electroimanes, la mayoría alimentadas con
corriente directa, mientras que su función es similar a los jefes pasivos que utilizan imanes
permanentes, sólo en cuanto a la liberación de las piezas se refiere, no es necesario destruir
las partes fuera, pero la interrupción de la corriente que al electroimán, la unidad de
liquidación de la que a veces directamente en la placa de unión, debería ser suficiente.
Debido a la actividad del campo magnético de corriente continua, el objeto magnetiza al
agarre, lo cual puede causar problemas a su liberación. Por lo tanto, desmagnetización por
medio de la reversión temporal de la dirección de la corriente en las bobinas magnéticas
generalmente se hace después del aborto de la actual oferta. magnetismo remanente en el
objeto es lo que aborta y el lanzamiento de objetos de la cabeza se facilita.
2
Cabezas magnéticas activas de agarre con electroimanes no pueden intercambiarse con
las cabezas de agarre mecánico (pinzas) que sólo se controla por electroimanes!
36
La figura. 3 39 pinza electromagnética con un par de unidades de agarre
La pinza en la figura. 3-39 utiliza una aplicación específica de dos unidades de agarre
creado de electroimanes de sección circular, atornillada al brazo, que está equipado con un
optimizado (tanto en términos de forma y dimensiones) que conecta la cabeza de fijación al
robot.
3. Ventosas de vacío componentes activos
Entre los IR&M salida de agarre activa cabezas hay sistemas de vacío que también se
llaman cámaras de vacío, que utilizan bombas de vacío o eyectores para su funcionamiento.
Una expulsión es un dispositivo de escape o de bombeo accionado por una boquilla de
agua, gas o vapor actual. Cuando una bomba de vacío se utiliza, más cámaras de vacío se
pueden conectar a la salida del régimen común. La magnitud de vacío se establece por el
tipo de bomba de vacío, el rango normal es de 30 a 80 kPa. Con las cabezas de agarre con
una expulsión, ya sea la conexión de varias cámaras de vacío de un eyector común se usa,
o la cámara de cada uno está equipado con un eyector separado. En el segundo caso, la
cámara de vacío y el eyector en general, forman una unidad (ver fig. 3-40a).
La ventaja de las cabezas de vacío del eyector, con respecto a la solución de la bomba de
vacío, es un costo incomparablemente menor, por el otro lado, sin embargo, hay un
consumo elevado de manera desfavorable la presión del aire. Eyectores son por tanto
idóneo para las pequeñas cabezas de agarre. El control de la cabeza de un eyector de
vacío, equipado con un supresor de ruido en el tubo de escape, es en la figura. 3-40 B, la
unidad de expulsión se complementa con otra entrada, a través del cual es posible alimentar
a la presión del aire a la cámara de vacío si es necesario para liberar el apoderó de objetos
de manera rápida.
a.
b.
c.
La figura. 3 40 Los ejemplos de componentes activos de vacío
a. Integrado ventosa con un eyector: 1 - la cabeza ventosa, 2 - eyector
b. Ejemplo del control del lanzador ventosa: 1 - la cabeza del eyector, 2 - taza de agarre,
37
3 - supresor de ruido
c. De vacío de diseño de componentes activos con equilibrio o en superávit en un pivote de
bolas
Un problema común en el uso de cabezas de vacío para la manipulación de chapas es la
separación de las chapas individuales después de agarre. Este problema puede resolverse
mediante la inclusión de movimiento en la dirección tangencial en el ciclo de la
manipulación, en este tipo de movimiento de la chapa superior se desliza cada vez.
La construcción de cámaras de vacío en sí es simple. Con diseños más simples, es posible
crear la cámara de vacío de una rueda de goma, que se deforma en un embudo después de
haberla sacado entre pastillas de metal. El sistema de escape está conectado a un tornillo
de erección con un por-agujero. cámaras de vacío formada industrialmente en vulcanización
formas son más perfectas, sobre todo en cuanto a estanqueidad al vacío se refiere. Un
cabezal de toma de vacío se compone de una o más cámaras de vacío con la colocación y
el equipo adecuados. Un ejemplo del diseño de componentes de vacío está en la figura. 340c. La parte principal es la cámara de vacío 1, que está diseñado como una copa de goma,
montado en el cuerpo de la bola del pivote 2, que permite el ajuste de la posición de la
superficie del objeto.
4. Especial componentes de agarre
Como el típico componentes de agarre especiales pueden ser considerados para los
componentes de ejemplo utilizando el principio de la deformación en forma de cuerpos
huecos. Los cuerpos son de un material elástico con perfil asimétrico de corte transversal,
con el uso de refuerzos distribuidos asimétricamente, etc. forma asimétrica como olas Al ser
llenado con medio de presión, los componentes finales interactivo diseñado como éste
realizar movimientos espaciales (en el lado de la pared más delgada) en la dirección de la
superficie del objeto se apoderó de, ajuste a su forma externa y en la fase final del
movimiento ejercen la fuerza de agarre (ver fig. 3-41a).
a.
b.
La figura. 3 41 componentes de agarre especiales (a) y su uso con una pinza para piezas
largas (b)
38
La figura. 3 42 Pinzas con una unidad integrada y función de los componentes de agarre
Diseños en la que el componente de acción combina la función con el componente de
agarre son interesantes. Desde el punto de vista de la complejidad de la estructura pinza,
estos diseños son óptimas. Las pinzas pueden ser conceptualmente establecido en el
principio de la utilización de un motor de fluido y la médula (Fig. 3-42a), o más precisamente
una banda de acero elástica (Fig. 3-42b1 - externo de agarre y b2 - interna agarre).
Otro ejemplo de aplicación de componentes especiales de agarre es su configuración
compleja en las pinzas para la manipulación de objetos con formas complejas (ver fig. 3-43).
Este efector es conceptualmente diseñado a través de componentes depositados de agarre
que se empujan en contacto con el objeto manipulado a través de un cinturón de fuerza,
activado por unidad (tensión de la correa) en contra de resortes de compresión. En el
momento de contacto de todos los componentes de agarre con la superficie del objeto, una
tensión de la correa incluso a lo largo de toda su extensión.
a.
b.
c.
La figura. 3 43 efectores terminales para la manipulación de objetos
con formas complejas para exteriores (a, b) e interna (c) de agarre
Un tipo específico está compuesto por pinzas es para el cambio de ritmo de la posición de
las mandíbulas del mecanismo de agarre. La pinza basado en el diseño de la figura. 3-44
tiene un trinquete mueble 1, que es atraído por el electroimán 2 (la mandíbula se cierra), o 3
(la mandíbula se abre), en cada posición está asegurada la mandíbula por un resorte de
compresión. Con la pinza basado en el diseño de la figura. 3-44b, apertura y cierre de los
maxilares se lleva a cabo mediante la conexión de 1 o 2 electroimanes, mantener en su
posición está garantizada por los imanes permanentes 3, o 4. La pinza es adecuada en
forma de estrechas bandas, y la ventaja del diseño es que el mantenimiento de la fuerza de
agarre se lleva a cabo por los componentes de pasivo con un efecto de tiempo ilimitado.
39
La figura. 3 44 Pinzas con el cambio de paso de la posición de los maxilares con una
detención de la primaria (a) o los imanes (b)
3.3.1 La producción combinada con cabezas
Salida combinada con cabezas son combinaciones de efectores de agarre (pinzas) y de
explotación tecnológica cabezas.
Estas soluciones se utilizan con frecuencia en la automatización de la manipulación con
piezas de fundición con las máquinas de compactación de los plásticos. La pinza en la
figura. 3-45a se monta de cuatro cámaras de vacío 1 y un dispositivo de mando neumático
de corte (tijeras) 2. Las mandíbulas 3 de la 2 tijeras están destinados a la corte-apagado de
la pieza intermedia de entrada de la pieza de fundición.
a.
b.
La figura. 3 45 combinada efectores terminales
a. pinza combinada para la manipulación de piezas de fundición a presión
b. efector combinada para la manipulación y la calefacción del objeto manipulado
40
Otro ejemplo puede ser un efector combinada para la manipulación y la tecnología de
tratamiento térmico, o más precisamente la tecnología de conformación en caliente en la
figura. 3-45b. El efector es conceptualmente diseñado como una pinza (brazo de agarre 3,
titular de la mandíbula 2, agarre componente - la mandíbula 1) y al mismo tiempo como jefe
tecnológico (la mandíbula 1), destinado para el calentamiento de la superficie del objeto
manipulado de (objeto 5). Geometría de los maxilares (1) en el punto de contacto con el
objeto (5), a propósito adaptado a la forma externa y las dimensiones del objeto manipulado
(5) y puede ser diseñado como intercambiables. La mandíbula está hecho de un material
eléctricamente conductivo bien, mientras que la sección transversal se dimensiona sobre la
base de la demanda de la conducción de transmisión de corriente, y también la demanda de
la fuerza de agarre. El efector está equipado con un sistema de refrigeración (refrigerador 4)
a los efectos del calor de escape. La mecánica es efector eléctricamente y con aislamiento
térmico-.
3.3.2 Especiales cabezas de salida
Los efectores especiales realizan tareas que no se puede normalmente, desde el punto de
vista enfoque de sistema, incluido en la gama de funciones que figuran en las categorías
anteriores efectores. Son particularmente efectores robots con aplicaciones especiales, o
más precisamente con las aplicaciones de robots de servicio. Equipar a los efectores con los
sensores apropiados (escáneres, detectores) es un requisito previo para el desarrollo de la
adaptabilidad robots y sistemas robóticos.
a.
b.
La figura. 3 46 cabezas de salida especial
a. efector especiales para la operación bajo el agua:
1 - fuentes de las aleaciones con memoria de forma (SMA), 2 - colector de aspiración, 3 dedos rascador, 4 - tubo de aspiración, 5 - sensor de ultrasonidos, 6 - exploración de la
cámara
b. Sensorial de la pinza Unimate (EE.UU.) Robot de adaptación
Fuera de todos los sensores de montaje automático y la adaptabilidad de los robots, el
sensor táctil es el más importante. Los sensores actuales táctiles son básicamente la fuerza
sofisticada, o más precisamente detectores de presión, que escanear la fuerza y los valores
de presión y los convierte a la tensión de impulsos. El jefe de agarre desarrollado para la
adaptabilidad de los robots Unimate 'también está equipado con este tipo de sensores. El
diseño de una cabeza de adaptación especial se representa en la figura. 3-46b.
41
3.3.3 Las fuerzas que actúan sobre los objetos se apoderó en el
movimiento del robot
Un objeto atrapado por el robot industrial, por ejemplo, según la figura. 3-47, se actuará por
fuerzas externas e inerciales.
La figura. 3 47 Robot pinza dedo
La figura. 3 48 Plan de acción de las fuerzas
en una doble pinza de agarre
Entre las fuerzas externas en este caso particularmente la fuerza de gravedad del objeto:
Fg = m . g [N]……………………………………………………………………..……………….(2.6),
donde m [kg] es la masa del objeto y g = 9,81 [ms-2] es la aceleración y la fuerza de
rozamiento geocéntrica (eventualmente una suma de fuerzas de fricción):
Ft = Fn . f [N]……………………………………………………………..…….……………….…(2.7),
donde Fn [N] es el prensado (normal) la fuerza de las mandíbulas, perpendicular a la
superficie del objeto y f [1] es el coeficiente de fricción.
Al lineal (línea recta) de movimiento horizontal, la fuerza de inercia comienza a actuar sobre
el objeto durante la aceleración y desaceleración:
Fx (Fy) = m . ax (ay) [N]……………...………………………………………………………..…..(2.8),
donde ax , (ay) [m.s-2] son las aceleraciones/desaceleraciones respectivas de la
velocidad en la dirección horizontal.
Al movimiento vertical lineal, la fuerza de inercia comienza a actuar sobre el objeto durante
la aceleración (desaceleración):
Fz = m . az - Fg (sgn az . sgn vz) [N]……………………………………….………….……….(2.9),
donde az [m.s-2] es la aceleración / deceleración en la dirección vertical y
sgn az = (+)para la aceleración, sgn az = (-)de desaceleración y
sgn vz = (+)para el movimiento hacia arriba y sgn vz = (-) para el movimiento a la baja.
42
Al girar el objeto se apoderó de masa m [kg] a lo largo de la ruta de acceso supone circular
de] m de radio r [a una velocidad v circunferencial [ms-1], el cambio de dirección del vector
de velocidad, y por tanto, también la curvatura de trayectoria, se lleva acerca de la fuerza
centrípeta Fd [N] de magnitud:
Fd = m . v2 / r [N]…………………..……………….…………………………….………………(2.10)
La velocidad circunferencial v [m.s-1] depende de la radio r [m] y la velocidad angular ω
[rad.s-1] basado en la fórmula:
v = ω / r [m.s-1]…………………………….………………..……………………………..…..…(2.11)
y por tanto también:
Fd = m . r . ω2 [N]……………..…………….…………….……………………...………………(2.12)
La velocidad angular ω [rad.s-1] depende de las revoluciones n [s-1] basado en la fórmula:
ω = 2 . π . n [rad.s-1]……………………………………….………………………...................(2.13)
En el marco de referencia no inerciales de rotación se genera la fuerza centrífuga para, que
con frecuencia se denota como la reacción a la fuerza centrípeta en el sistema de referencia
inercial. En este caso la magnitud de la fuerza centrífuga es la misma que la magnitud de la
fuerza centrípeta Fd. La fuerza centrífuga que se dirige desde el centro de la curvatura
trayectoria del cuerpo (desde el centro del círculo). El resultado de la fuerza centrífuga es la
ao la aceleración centrífuga.
La fuerza centrípeta Fd es capturado por los distintos tipos de mordazas y accesorios de los
mecanismos de agarre de los robots industriales "efectores terminales, en el caso
basándose en la figura. 3-47 es la suma de fuerzas de rozamiento que actúa sobre el objeto
presa. Las fuerzas de rozamiento depende de las fuerzas normales en los maxilares, y su
cálculo es análogo al cálculo de resistencia de los maxilares y los apoyos mencionados.
Para ejercer la fuerza necesaria agarre existe la necesidad de un motor (con el tiempo un
momento) del motor utilizado en función de la transformación utilizado (transmisión) del
motor a las mandíbulas de agarre.
Para el cálculo del diámetro del fluido lineal (neumática o hidráulica) de motor, destinados a
la instancia para una pinza con la mecánica basado en la figura. 3-48, es posible recurrir al
procedimiento derivado de la determinación de la fuerza motriz Fv, a los que se aplica la
siguiente fórmula:
Fv  p.
.D2
.v ………………………..………………………………………………………….(2.14)
4
donde D es el diámetro del motor de alta potencia, h v es la eficiencia del motor de
fluido. Para la proporción de la fuerza impulsora Fv y la fuerza de agarre Fu se aplica la
siguiente fórmula:
Fv 2b

. cos 2  …….…………………………………………………………………………….(2.15)
Fu
a
43
y al cálculo del diámetro necesario del motor de alta potencia (en coche) se aplica la
siguiente fórmula:
D  4. cos .
Fu .b
………….……………………………………………………………..(2.16)
a..p.v .i
donde g es el ángulo de transmisión, h i es la eficiencia del mecanismo de transmisión entre
la barra de salida del motor de pistón y la mandíbula.
Las pinzas creado con el uso de cabezas de vacío pasiva (almohadillas deformación de
vacío), basado en la figura. 3-49, tienen la fuerza de agarre depende de los tamaños de los
activos (efectivo) de agarre (contacto) las superficies de vasos, y sobre las formas y e
inelasticidades (parámetro 0,6 a 0,8) de tazas deformación activa.
Fig. 3-12 la cabeza de vacío deformación taza
La fuerza de agarre normal que pasa por el centro de gravedad de la superficie de contacto
se determina mediante la fórmula:
V 
.D02 
.1  1  ………………….………………………………………………………….(2.17)
4 
V0 
donde D0 es el diámetro de la copa contacto activo no deforme la almohadilla de vacío, la
proporción de V1/V0 interior de la taza de volúmenes es usualmente en el rango de 0,2 a
0,5.
Fnp  
El depende normales de agarre fuerza Fna ejercida por p vacío D sobre la superficie efectiva
de Se que la almohadilla de la Copa de contacto (0,6 a 0,7), la superficie se adjuntaba la
línea de contacto de la taza de la almohadilla de vacío con el objeto (en mm2), y la
diferencia del pv presión interna (en MPa) y el pa presión externa (la presión atmosférica, en
MPa), sino que se determina a partir de la fórmula:
Fna  k e .S e pa  p v  ………………………………………………………………..……………..(2.18)
El vacío creado está dada por la diferencia de las presiones (para los cojines de vacío sin
anillos de compresión, para los jefes no regulados, con anillos de compresión que está en el
rango 0.030 – 0.035 MPa)
p  pa  p v
La fuerza de sujeción tangencial se determina en función de la kf coeficiente (1,00 a 1,25),
teniendo en cuenta el diseño de la superficie de contacto de taza de la almohadilla de vacío,
teniendo en cuenta la calidad y el estado de la superficie del objeto se apoderó, y
dependiendo de la fricción material coeficiente m 0 (0,25 - 0,60) entre la copa de la ventosa
y el objeto se apoderó en el punto de su contacto directo
Ft  k f . 0 .Fn ……………………………….………………………………………………………(2.19)
El número de ventosas necesarias para un agarre seguro del objeto manipulado, al cumplir
con las fuerzas de agarre necesario, se determina a partir de la fórmula:
44
n
Fu
k t .p.S ………………………………………………………………………………..……..(2.20)
donde kt es el coeficiente de forma (por una forma circular en el rango de 0,8 a 0,9).
Las pinzas creado con el uso de cabezas magnéticas en la base de imanes pasivos, que
son perpendiculares a las superficies de contacto, tienen la fuerza normal de agarre Fnp:
Fnp  (
Bž
)2 . S ž …………….………………………………………………………………..(2.21)
3
1,6.10
donde BZ es la inducción magnética en las extensiones de polo, SZ es la superficie de
sección transversal de las extensiones del poste (en m2).
La sección transversal del imán activa (en m2) instalado entre las extensiones polares
Sm  k r .
B ž .S ž
Bm ………..………………………………………………………………………….(2.22)
depende del coeficiente de dispersión kr (1.1 a 1.2) y en la inducción magnética del imán
permanente activa Bm.
La fuerza de sujeción tangencial es determinado con base en la fórmula aplicada a la fuerza
tangencial de los jefes de vacío. Dimensionamiento de cabezas magnéticas pasiva se basa
en la determinación del número de unidades de base, y sobre el control de la fuerza de
agarre en general en relación con el valor necesario de esta fuerza Fu resultantes de los
efectos externos dinámicos y estáticos.
Las pinzas creado con el uso de cabezas magnéticas en la base de imanes activos tienen la
fuerza normal de agarre Fna:
l.n
2
Fna  2.
 0 .Sp
.
1
Rm1  Rm2  Rm3  ………….……………………………………………………(2.23)
donde I es la corriente eléctrica de la bobina de excitación del electroimán, el n es el número
de vueltas de la bobina de excitación, m 0 es la permeabilidad del vacío, Ing. es la superficie
del frontal de la unidad electromagnética de (la superficie de las extensiones de polo), Rm1
es la magnética la resistencia del núcleo del electroimán, el RM2 es la resistencia magnética
del espacio de aire, RM3 es la resistencia magnética del material ferromagnético se apoderó
de.
3.3.4 Automática, efectores terminales de cambio
El sistema automático efectores terminales de cambio contribuye a la utilización flexible de
los robots industriales. El intercambio automático efectores terminales constituye el
procedimiento fundamental para robots industriales, que se basa en la concepción de un
robot de llevar a cabo varias operaciones de manipulación y tecnológicos. ventaja de este
sistema es la posibilidad de adaptarse a un cambio en las dimensiones y formas de los
objetos manipulados o un cambio en las operaciones tecnológicas sin la interrupción del
ciclo de funcionamiento automático. El robot, basado en el programa en particular, fija la
45
herramienta necesaria en sí misma, y después de la operación se complete, de nuevo lleva
a cabo el intercambio automático efector.
Fig. 3-13 Principio del mecanismo
automático de cambio
Fig. 3-14 Detalle de la efectores terminales
mecanismo de fijación
El principio consiste en que todos los fines de cada efector cuenta con un efector de
conexión brida, que se corresponde con la brida de conexión común situada en el extremo
de la cadena cinemática de robots industriales. Las pestañas al mismo tiempo tiene que
asegurar la conexión de la fuerza y los medios de control para las necesidades de la función
del mecanismo automático de agarre en sí, y también para las necesidades de la función de
aplicar efectores terminales, es decir, la superficie de contacto de sus frentes tiene que ser ,
en su caso, equipado con conectores, o cruces con mayor precisión para la conducción
automática de un medio de presión (hidráulica, neumática), para la conducción de alta
potencia de corriente eléctrica, para la conducción de señales eléctricas para el mando y las
necesidades de la función del mecanismo automático de agarre en sí, y las necesidades de
la función de aplicar efectores terminales. Una brida de conexión del sistema, desarrollado
en ÚVSSR FSI VUT en Brno (Brno University of Technology, de la Facultad de Ingeniería
Mecánica del Instituto de Máquinas de Producción, Sistemas y Robótica), se representa en
la figura. 3-51 como ejemplo.
Se trata de un principio mecánico del efector de cambio automático. El sistema se controla
neumáticamente. El principio de este intercambio automático se basa en un mecanismo de
gancho. Gancho 1 se fija en un pivote que permite su rotación. La posición del gancho está
determinada por una válvula de corredera 2 móviles con un eje cilíndrico, perpendicular al
eje de la válvula de corredera, que se inserta en el orificio en el gancho. El sistema de
control de válvulas neumáticas, que se encuentra en un punto diferente del robot, se abre la
entrada de aire a presión que se lleva a cabo hasta el 5 cilindros neumáticos por el sistema
de presión. Los actos neumáticos medio en el pistón neumático 3 e inicia su movimiento
vertical a la segunda posición marginal. El pistón neumático se fija en la válvula de
diapositivas con un conjunto atornillado, y que transmite la acción de la fuerza sobre él. En
el otro extremo de la válvula corredera hay una fuente que permite el movimiento. El
movimiento del pivote cilíndrico de la válvula de diapositiva gira el gancho alrededor del eje
central. El gancho ocupa la posición marginal segundo (que está marcado con una línea de
puntos y guiones en la figura). En este momento la brida del robot está listo para fijar la brida
del efector. Centrado está garantizada por la longitud del corte en la parte cilíndrica de la
brida del efector, y los pernos de centrado 6. A lo lejos conjunto de las pestañas tanto, el
aborto se produce piensos. El sistema neumático se descomprime, el mecanismo entero
vuelve a la posición original por la fuerza del muelle 4 y el gancho de sujeción del pivote
sujeta el efector y asegura su posición. En el caso de desatar, el proceso inverso se aplica.
En el caso de pérdida de presión, la brida efector sigue siendo agarrado con la misma
fuerza.
46
Los sistemas automáticos de intercambio de efectores terminales representan una
alternativa a los robots polivalentes y universales. Tras la implementación de una línea de
fabricación, es necesario examinar, en la que el sistema representa la mejor solución para
un fin determinado. El sistema de intercambio automático, es decir, trae además ventajas
que supone también mayores costes de compra y un mayor riesgo de fracaso.
3.4 Dispositivos periféricos para IR&M
3.4.1 Introducción, clasificación, efectos de uso
El propósito de los dispositivos periféricos (PD) para IR&M (también llamados medios
auxiliares de manipulación o mecanismos interpretativo) es realizar un fácil transporte del
objeto de la robotización (por ejemplo la pieza de trabajo, la fundición, soldadura, parte de la
reunión, etc.) para llegar a los lugares de del brazo del robot estacionario industrial (IR) o
manipulador (M). Eso significa que el movimiento PD mediar entre la operación de trabajo
individual en el marco de los lugares de trabajo robotizado (RW), que puede ser envuelto por
el robot, ni tampoco el manipulador, y por otra parte, también producen el suministro
necesario de los objetos o cambiar su orientación en el espacio . PD permitir el transporte y
el almacenamiento de objetos, etc. PD fácil manipulación hacen que la programación del
sistema operativo de RW mucho menos difícil, y además, permiten la utilización de M o de
infrarrojos con menos grados de libertad o menos complejo, los parámetros técnicos.
La cooperación de un manipulador o un robot industrial con velocidades de dispositivos
periféricos a los procesos de manipulación, acortando los tiempos necesarios para la
manipulación, sin embargo, a menudo aportan un mayor precisión en el posicionamiento del
objeto también. Mayor precisión se puede llegar debido a las periferias utilizando nos
permite:



la posición del objeto manipulado con precisión, por ejemplo en los aparatos,
construir con mayor solidez las periferias de la M IR y dispongan ellos mismos,
IR&M uso con un menor número de pares cinemáticas (rotación o traslación) que
forman la cadena cinemática básica.
Existe una amplia gama de soluciones para la construcción de dispositivos disponibles
periférica y en la mayoría de los casos en que su adaptación a un determinado proyecto
particular, RW, debido a que es difícil encontrar la base para su clasificación. A pesar de
ello, los dispositivos periféricos se pueden clasificar de acuerdo a varios aspectos, a saber,:
1. la función que realizan
2. rasgos característicos de la construcción
3. colocación en el lugar de trabajo robotizado.
Los dispositivos periféricos se pueden clasificar en tres grupos básicos según su función:
a) la periferia se mueve el objeto, cambiar la posición de su centro de gravedad, pero la
orientación en el espacio se mantiene constante
b) la periferia cambia la orientación del objeto, es decir, que gira alrededor del eje en su
centro de gravedad, pero el objeto no se trasladó
c) los cambios periferia tanto la posición de su centro de gravedad y la orientación del
objeto.
47
De acuerdo a sus características de construcción característicos, los dispositivos periféricos
se pueden clasificar en:






transportadores,
rotatorio y compuestos mesas,
dispositivos de elevación y transporte,
las compañías con silo y tolva,
paletas,
La transferencia de carros.
Los dispositivos periféricos son claramente una parte esencial de los lugares de trabajo
diseñado y realizado robotizado, donde sólo una parte es producido en serie. Su
construcción y la producción con frecuencia se ajustan a la necesidad de la RW para el
propósito particular de la manipulación, soldadura, aplicación de pintura, etc. De esta
manera, PD menudo se convierte en una máquina de una sola función (junto con algunos
efectores terminales).
3.4.2 Clasificación de la EP, según su función
En este caso, la EP se utiliza para cambiar la posición del centro de gravedad de un objeto.
El traslado del objeto se realiza cambiando la posición del centro de gravedad, mientras que
la orientación del objeto se mantiene constante. Reconocemos el PD siguientes con el
cambio del centro de gravedad (ordenados según su posición:




Posición del centro de gravedad cambia a lo largo de una línea,
Posición del centro de gravedad cambia a lo largo de un círculo,
Posición del centro de gravedad cambia en un plano,
Posición del centro de gravedad cambia en el espacio
Ejemplo de la EP para cambiar la posición del centro de gravedad del objeto a lo largo de
una línea - este tipo de PD sirve para el movimiento de realización de un período
determinado de una línea - como se ve en la figura. 1, sin cambiar la orientación del objeto.
Este es uno de los grupos más importantes.
La figura. 3 52 El Movimiento de Objetos uno lo largo de Una Línea, Donde la Orientación sí
mantiene Constante (Movimiento de las Naciones Unidas Período de t)
3.4.3 Clasificación de la EP de acuerdo a las características de
construcción característicos
Existe una amplia gama de soluciones de construcción de dispositivos periféricos
disponibles y siempre están adaptadas a la máquina de producción en particular,
manipulador o robot industrial, pero principalmente para el propósito del lugar de trabajo -,
sino también con el objeto de robotización (su forma, tamaño, peso, número de piezas, etc.)
En las siguientes páginas, ilustraciones de la construcción y el uso de la EP en el OR se
enumerarán.
48
Transportadores
Transportadores es un elemento fundamental en el transporte de componentes y piezas
(objetos de la manipulación) y pueden ser de varios diseños y tipos. Representan un vínculo
entre las máquinas IMPORTANTE DE individuales, lugares de trabajo y talleres. Los
transportes y productos semielaborados, piezas preformadas, instrumentos, herramientas de
producción, las asambleas o los residuos. Más utilizados son:
 Transportadores de correa,
 transportadores de cadena,
 transportador aéreo,
 transportadores vibrantes,
 en la producción de cintas transportadoras automáticas y líneas de montaje,
 rodillo pistas
Fig. 3-15 Ejemplo de una cinta transportadora proporcionar alimentación de los
componentes para la manipulación del robot de seguimiento en el uso
Fig. 3-16 Ejemplo de una cinta transportadora con eslabones de la cadena de plástico
manipulación de pizzas (la industria de procesamiento de alimentos) en uso
49
Además de la correa y transportadores de cadena mencionados anteriormente, los nuevos
tipos se utilizan, por ejemplo los cinturones de plástico modular, que a menudo se utilizan
para el transporte de mercancías ligeras y medianas pesados en diversos campos de la
industria. Una gran ventaja es la alta flexibilidad en la reconstrucción de las líneas en
diferentes formas y facilidad de mantenimiento a bajo costo - ver Fig. de abajo.
La figura. 3 55 Manufactura línea de lentes de vidrio - transportadores con
bandas modulares
Fig. 3-17 Transportador de cadena - construcción de aleación de aluminio, correderas
curvas, las elevadas fuerzas de dibujo, material de la cadena enlace: de plástico o
de acero
50
Fig. 3-18 Transportador de cadena con una guía lateral regulable
Fig. 3-19 Transportador de cadena, deslizando la orientación de la cadena de enlace en el
diseño plástico
Fig. 3-20 Ejemplo de transportador aéreo de uso en estos dos proyectos, una solución de
diseño común para la carga transportada suspendido hasta 80 kg se ha utilizado en
la cinta transportadora con cabeza.
51
Fig. 3-21 Ejemplo de vías de rodillos en el OR - manipulación y apilamiento de placas base
de madera
Fig. 3-22 Ejemplo de vías de rodillos en el OR en uso - la manipulación y almacenaje de
cajas de cartón
52
Fig. 3-23 transportadores de rodillos interpretativo en la producción de discos de aleación
ligera de automóviles
Fig. 3-24 Ilustración de los transportadores de rodillos en el OR con los manipuladores de
puente
Soldadura posicionado res y aparatos
La cifra que abajo se muestra un RW de soldadura que utiliza una especialmente construido
y fabricado mesa con un aparato de soldadura para la soldadura de posicionamiento.
53
Fig. 3-25 El posicionador y el aparato de soldadura como un dispositivo periférico para la
soldadura de arco robótica. Dos IR tipo RRR realizar la soldadura por puntos
eléctricos, mientras que el posicionador lleva a cabo de agarre (fijación) de la
soldadura y los movimientos simples en relación con los movimientos de los brazos
de ambos robots industriales.
Fig. 3-26 Dispositivo para la soldadura de arco Periférica robot - posicionador fijando la
soldadura y la realización de movimientos simples en relación con el grupo de IR
con la cabeza tecnológica - punta de soldadura para la soldadura de arco
54
Fig. 3-27 la producción automatizada de las horquillas para carretillas elevadoras tenedor
con módulos programables libremente retráctil de rotación (como un dispositivo
periférico de RW) y el portal de robot con voladizo.
3.4.4 Clasificación de la EP en función de su colocación en el lugar de
trabajo robotizado
Como se mencionó en la introducción, estos dispositivos se desarrollan a menudo en la
construcción de diversas oficinas y de proyección, después de lo cual se producen para las
necesidades de la RW o el cliente. En la práctica, depende del constructor y el proyectante,
de qué manera va a resolver el problema particular de diseñar una técnica adecuada de PD.
Basándose en experiencias anteriores, es posible afirmar que los tipos de dispositivos
periféricos individual rara vez se repite en los lugares de trabajo se dio cuenta de
robotizadas (cca frecuencia de 5 a 10%). En los casos restantes, las periferias son
especialmente diseñada o ajustado en gran medida, de carácter de un nuevo dispositivo
(una sola función).
Fig. 3-28 La interconexión de los centros de trabajo robotizado por medio de cintas
transportadoras. Descripción de la distribución interior del lugar de trabajo
robotizada tecnológico (VAM) en la ilustración: Hay tres tipos de IR - RRR y el tipo
55
SCARA serie estructuras cinemáticas y TRÍPODE tipo de estructuras de cinemática
paralela. La tarea de los robots es llevar a cabo la manipulación y el montaje con
componentes pequeños y ligeros, para lo cual este tipo particular de la EP es
perfectamente ajustada. Transportadores proporcionar vínculos entre el conjunto
filial de los lugares de trabajo individuales.
Fig. 3-29 Continua y de entrada-salida del transportador en un lugar de trabajo robotizada.
Descripción de la distribución interior del lugar de trabajo robotizada tecnológico
(VAM) en la ilustración: los robots están realizando TRÍPODE tipo de manipulación
en atmósfera controlada (imagen de la izquierda) y objetos acomodando en un
palet EURO (foto a la derecha).
Fig. 3-30 Entrada y salida de los transportadores de apilamiento piezas en cajas y dejando
a un lado las molduras de plástico. Descripción de la distribución interior del lugar
de trabajo robotizada tecnológico (VAM) en la ilustración: PD está llevando a cabo
la manipulación de los componentes mediante la eliminación de ellos desde el
alimentador, que también realiza la función de alcanzar un transportador, y apilado
en cajas transportadas por una cinta transportadora ( imagen de la izquierda),
mientras que IR está realizando º descarga de piezas presionado (parachoques) y
su manipulación en la salida de la línea compuesta de máquinas de inyección
(imagen de la derecha).
56
Fig. 3-31 Ilustración de un puesto de trabajo robotizado más complejos con los dispositivos
periféricos de la tecnología para trabajar el metal (cuadros de relevo, alimentadores
de insumo-producto). Descripción de la distribución interior del lugar de trabajo
robotizada tecnológico (VAM) en la ilustración: PR sirve tanto para la manipulación
de funcionamiento y interpretativo con semielaborados y productos terminados a
partir del flujo de moldeo de campo en la industria del automóvil.
57
4 LUGARES DE TRABAJO robotizado
Loa lugares de trabajo robotizado puede ser visto como un sistema muy complejo que
abarca toda una gama de diversos elementos. Para que el trabajo conjunto para que
funcionen correctamente, es necesario que estos elementos correctamente puedan
cooperar entre sí. Por ejemplo, en el caso de una tarea de paletización simple la velocidad
de movimiento del robot tiene que estar debidamente sincronizado con la velocidad del
alimentador utilizado. El espectro de actividades industriales, que pueden ser exitosamente
robotizado, es muy amplio. Durante la aplicación de los lugares de trabajo robotizada en la
práctica, varias ramas de perfil en el que la robotización se utiliza más que en otros, y fija los
procedimientos de diseño se puede aplicar tanto en ellos, sin embargo, es recomendable
acercarse a cada nueva tarea individual, tratar de incluir todos los factores que influyen y en
consecuencia adaptar la solución resultante. Los factores que afectan el empleo de trabajo
robotizada se puede dividir en tres grupos principales, que son mutuamente interconectados
y en parte se influyen entre sí.
En primer lugar, es la última función del lugar de trabajo, donde un robot industrial se va a
emplear. Tenemos que considerar el tipo de robot industrial que mejor se adapte a la
situación dada, la periferia es necesario, y en particular la idoneidad de la aplicación y la
viabilidad de la robotización.
Los factores limitantes del medio ambiente están íntimamente relacionados con eso. Estos
son la temperatura, la demanda de energía, si es necesario para mantener la limpieza
entorno determinado (por ejemplo, las operaciones de la industria alimentaria), en qué
medida el medio ambiente es variable, etc.
Y por último, que es el costo, o posibilidades económicas del cliente, que es posible pagar
por el lugar de trabajo determinado. Un tipo de tarea, es decir, se pueden resolver de
muchas maneras. Por ejemplo, el costo de un lugar de trabajo totalmente automatizado
puede ser mayor que la de un lugar de trabajo que opera con la ayuda de un operador
humano en el modo semi-automático.
Por lo tanto, ya se ha dicho una norma a partir de los resultados de la mencionada, es decir,
es necesario acercarse a cada lugar de trabajo individual y tratar de desarrollar sus propios
procedimientos. Especialmente hoy en día cuando la cada vez menor costo de los lugares
de trabajo robotizada equipo sensorial abre nuevas posibilidades de solución de tareas ya
establecidas.
4.1 Elementos básicos de un puesto de trabajo robotizado
El elemento principal de un puesto de trabajo robotizado es, por supuesto, un robot industrial
con un sistema de control apropiado y colgante enseñar. Por medio de la enseñan-colgante
es posible mover el robot en el espacio y así registrar el camino que el robot debe seguir en
el modo automático (para obtener más información, véase el capítulo 5). Además del control
del robot primaria, el sistema de control de la vivienda también incluye convertidores de
frecuencia de las unidades de los ejes individuales, circuitos de seguridad para las
condiciones de error de análisis, y las periferias de otra índole necesarias para la conexión
del sistema de control para el entorno. Estas periferias se puede por ejemplo, tarjetas de
expansión para la conexión de distintos tipos de autobuses industrial (Profibus, DeviceNet,
etc.), o simplemente juegos de entradas y salidas digitales.
Es posible obtener una idea del tamaño de estos elementos al mirar la figura. 4-71. En la
figura. 4-72 se puede ver la estructura de los sistemas de control KUKA Robot.
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Fig. 4-32 El robot sistema básico: robot (1), la conexión de la línea (2), sistema de
control (3), enseñan-colgante (4); fuente - KUKA Robots industriales
Fig. 4-33 La estructura de los robots KUKA de control del sistema; fuente - KUKA
Robots industriales
Otro elemento esencial es el efector que se encuentra en la cabeza y responde al propósito
de realizar operaciones con una aplicación determinada. Este efector puede ser en forma de
simples pinzas de agarre, una boquilla de soldadura, sellado pistola, o en grano, finalmente
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cortar la cabeza. Hay toda una serie de efectores terminales y otras nuevas continuamente
se producen; este tema se aborda en el capítulo 3 con más detalle.
La mayor ventaja de los lugares de trabajo robotizada es su serialidad y fiabilidad, con las
que operan con un volumen de producción. Por lo tanto, una conclusión necesaria es que el
transporte de los materiales esenciales para la fabricación del producto final debe ser lo más
suave posible. Varios tipos de alimentadores y roldas que así sea. Este tema se aborda en
el capítulo 3.4 en más detalle. Hay lugares de trabajo, sin embargo, cuando el flujo de
material no llega a esos volúmenes y donde la alimentación de los productos individuales
semi-acabados es competencia de los humanos. Estos lugares de trabajo están
generalmente equipados con plataformas o un puesto de receptor garantizados por los
sensores de tal manera que sea sólo un ser humano o un robot sólo puede estar presente
en el puesto en un momento. Esta precaución se ha establecido con motivo de la seguridad
laboral.
El robot industrial propiamente dicho no tiene ningún tipo de control sensorias los
alrededores en su equipo básico, con excepción de los sensores para las unidades de
control. Para que el trabajo conjunto para ser capaces de operar con la suficiente fiabilidad
en el modo automático, es necesario dotarlo de sensores apropiados conocidos de
automatización industrial en general (por ejemplo, la cortina de luz de seguridad, sensores
de inducción, sensores de puertas estrecho contacto). Ejemplos de sensores se encuentran
en la figura. 4-73.
Fig. 4-34 Ejemplos de sensores utilizados en la automatización industrial; fuente Siemens
Como ya se ha indicado anteriormente, es necesario para asegurar el lugar de trabajo lo
suficientemente contra toda colisión accidental con un ser humano. Este tema se aborda en
el capítulo 6 con mayor detalle, sin embargo, puede ser breve, dijo que en este relato más
lugares de trabajo son, al menos, delimitada por una cerca de malla que evita que el
operador humano se acercara al robot durante su operación. Si es necesario que el
operador humano para estar en la vecindad inmediata del robot, aunque (por ejemplo, a
causa de la trayectoria de programación), la célula robotizada asegurado puede acceder a
través de sensores está asegurado la puerta, que para el robot industrial y desactiva el
modo automático al abrir.
4.2 El lugar de trabajo de control
Un lugar de trabajo robotizada se puede controlar de varias maneras sobre la base de la
complejidad de la tarea que se supone que el robot o una línea de robots en completarse.
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La forma más sencilla es utilizar el sistema de control de robot industrial en sí mismo y
conectar con los sensores y los elementos de control a su lugar de trabajo entradas y
salidas digitales. De esta manera podemos controlar tareas sencillas, como poner las
botellas en las cajas de botellas, varios tipos de paletización, despaletización, etc. La ventaja
de este sistema es reducir los costos iniciales y también en cierta medida una mayor
flexibilidad, sin embargo, a la expansión potencial en el futuro del lugar de trabajo nos
enfrentaremos a los límites, en cuanto al número de entradas y salidas, la variabilidad del
programa, etc. Este tipo de control se puede ver en la figura. 4-74.
Fig. 4-35 Control de un puesto de trabajo robótico sólo con el uso del sistema de control
del robot
Si se requiere de la máxima flexibilidad de trabajo del programa de fabricación, control a
distancia y una visualización detallada de todo el proceso, es posible controlar el lugar de
trabajo conjunto en el ejemplo anterior de forma remota a través de Ethernet y el servidor
OPC llamada a la terminal de ordenador conectado. Desde allí es posible llevar a cabo la
modificación de producción, control de almacén, etc. Es el llamado CIM (Computer
Integrated Manufacturing) de los métodos. Este método es muy flexible ya, sin embargo, el
momento de su aplicación es necesario registrar el máximo de la condición en la cual el
sistema dado puede ser, y modificar su funcionamiento en consecuencia. El costo a
continuación, se ajusta a esta necesidad.
Fig. 4-36 Robótica de control de línea a través de Ethernet
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Fig. 4-37 Ejemplo de control a través de una serie de PLCs interconectados en el bus
DeviceNet, fuente - Phoenix Contact Inc.
Otra opción es aumentar el número de entradas y salidas a través de la conexión de un PLC
externo a través de los distintos tipos de autobuses industrial (DeviceNet, Profibus, etc.). De
esta forma es posible interconectar varios robots u otras máquinas de procesamiento en un
lugar de trabajo y de control de forma centralizada por medio de un superior PLC (por
ejemplo, Siemens Simatic) en tiempo real. Se puede por lo general que este método es el
más utilizado en la práctica una.
4.3 Tipos de lugares de trabajo robotizado
4.3.1 Soldadura
El lugar de trabajo de soldadura se puede dividir en dos tipos basados en el método de la
tecnología. Estos dos métodos requieren también la aplicación de las periferias variada.
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Un lugar de trabajo de soldadura por arco es, con excepción de los equipos básicos, como
generador de soldadura, soldadura de arco y la unidad de alimentación de alambre, también
está equipado con componentes adicionales, que aumentan la automatización operación.
Por razones de seguridad un sensor de colisión se utiliza en la brida del robot que cambia el
valor lógico de su señal de salida en el caso de un contacto accidental de la antorcha de
soldadura con un obstáculo. Este cambio es entonces analizarse más detenidamente como
condición de error en el sistema de control de robots y unidades de todos los cesar de
inmediato. Con un lugar de trabajo equipada con un sensor de colisión, por lo tanto, el daño
de un componente mucho más caros, como la antorcha de soldadura, no tiene por qué
ocurrir. Si el robot soldado continuamente, un error causado por la obstrucción progresiva de
la cabeza de la soldadura que se acumulan, y la calidad de juntas soldadas por lo tanto
podría empeorar considerablemente. En esta cuenta los lugares de trabajo de soldadura
suelen estar equipados con un soplete de soldadura y limpieza de alambre de soldadura de
corte unidades. Opcionalmente estas unidades suelen ser equipado también con TCP
(punta de la herramienta en el centro) de calibración automática. Después de cada hecho
algunas juntas soldadas el robot se mueve a esta unidad y el mantenimiento automático se
lleva a cabo. A continuación, el robot está de nuevo lista para soldar. Estos componentes se
muestran en la figura. 4-77.
Fig. 4-38 Equipos de soldadura eléctrica por arco: Generador de soldadura (1), un
soplete de soldador (2), paquete de la manguera (3), unidad de alimentación
de alambre (4), sensor de colisión (5), limpieza de la antorcha de soldadura,
alambre de soldadura de corte y calibración de las unidades de TCP (6-8 ),
equipo de operación de control (9); fuente - ABB
Diversos tipos de posicionadores, los movimientos de los cuales están vinculados con el
movimiento del robot, se usa muy frecuentemente con los lugares de trabajo de soldadura
por arco. A continuación el robot suelda continuamente, mientras que la pieza soldada se
celebró en el posicionador se mueve de forma simultánea. Varios fabricantes de robots
industriales recientemente han estado ofreciendo tipos simples de la soldadura lugares de
trabajo donde todos los componentes, incluyendo posicionadores y sensores de seguridad,
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se integran en una sola celda. Una célula de soldadura robotizada para un robot con un
posicionador uniaxiales se puede ver en la figura. 4-78; esta célula es un producto ofrecido
por ABB.
Fig. 4-39 Integrado robótico de células para la soldadura de arco, de origen - ABB
En cuanto a la soldadura por puntos, la situación es bastante diferente, en cuanto a
equipamiento se refiere. La herramienta es completamente diferente en el primer lugar.
pinzas de soldadura por puntos (fig. 4-79) son mucho más grandes y más pesados que un
soplete de soldadura por arco. En esta robots cuenta con mayor capacidad de carga se
utilizan generalmente para la soldadura por puntos. Es sobre todo necesario para enfriar las
tenazas suficientemente durante la operación. Esto se hace generalmente por medio de un
circuito de refrigeración de agua adicional.
Fig. 4-40 Spot pinzas de soldadura;
Un robot destinado a la soldadura por puntos tiene que estar equipado con una unidad de
proceso, que normalmente se encuentra en su base y asegura un circuito regular y de
control de refrigeración líquida. Sus detalles se puede ver en Fig. 4-41.
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Fig. 4-41 Detalle de la fuente de la unidad de proceso para la soldadura por puntos
robots ABB; - ABB
Aunque puede parecer que la soldadura por puntos es tecnológicamente más exigente con
respecto a las instalaciones robots industriales, por ejemplo, en la industria del automóvil es
mucho más extendida. En general se puede decir que c. 70-80% de las uniones soldadas se
lleva a cabo por medio de soldadura por puntos. El equipo básico necesario se representa
en la figura. 4-81.
Fig. 4-42 Equipo básico para la soldadura por puntos robots KUKA, fuente - KUKA
Robots industriales
4.3.2 Manipulación
El robot industrial se utiliza con frecuencia a los efectos de la manipulación con piezas de
trabajo en el proceso de fabricación. Es particularmente en el caso de comercialización de
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productos semielaborados en la máquina de procesamiento. Una célula de robot integrado
destinado para este tipo de operación se puede ver en la figura. 4-82. El transporte de
productos semi-terminados se realiza de forma manual por medio de los coches de
transporte. Estas células generalmente son también equipados con sistemas de visión
mecánica para la detección automática de la posición de piezas de trabajo y los sistemas de
intercambio automático de las pinzas de agarre, dado que la mayor capacidad de
adaptación posible de la célula para los productos manufacturados se requiere.
Fig. 4-43 Integrado robótico de células de comercialización de productos
semielaborados en la máquina herramienta; fuente - Fastems
Otro tipo de operación de manipulación es sencilla y despaletización paletización de los
productos al final o al principio del proceso de fabricación. Con una tarea tan simple que no
es necesario cambiar la orientación del componente manipulado en todos los ejes. Por esta
razón, un robot con un reducido número de ejes se utiliza en estos casos (ver fig. 4-83). Su
ventaja es simplificar cinemática inversa en el sistema de control de robots y una mayor
capacidad de carga que utiliza el paralelogramo es capaz de proporcionar. El robot es capaz
de ejecutar tanto el movimiento de traslación a lo largo de los tres ejes, sin embargo, es
capaz de ejecutar sólo la rotación a lo largo del eje que es perpendicular a la base del robot.
Por lo general, es la "z" eje del mundo el sistema de coordenadas (para una elaboración
más detallada de los sistemas de coordenadas, vea el capítulo 5).
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Fig. 4-44 La paletización robot con un reducido número de ejes; fuente - KUKA Robots
industriales
67
Una célula de paletización con dos puntos de entrega se representa en la figura. 14. Al ver
que con este tipo de lugares de trabajo del operador con frecuencia entra en la zona de
trabajo del robot con motivo de la extracción de palets llenos, es necesario para garantizar
estas zonas lo suficientemente, por lo que la colisión del robot con otra máquina o el
operador no se produce. Estos lugares de trabajo suelen estar equipados con un cierto tipo
de escáner láser o una cortina de luz de seguridad, cuya misión es vigilar continuamente la
intrusión accidental de estas zonas.
Fig. 4-45 Paletización celda con dos puntos de entrega; - fuente de automatización
Trillium Inc.
4.3.3 Revestimiento, Capa, Baño
El recubrimiento robótica es ideal si los materiales de recubrimiento vapores pueden ser
peligrosos para la salud. Por otra parte, este método permite ahorrar 25 a 30% de los
materiales de recubrimiento en comparación con el método manual. Entre otras ventajas hay
la menor demanda de mantenimiento y aumentar la seguridad mediante la reducción de la
presencia de los operadores en materia de salud áreas peligrosas.
Robots de la construcción más especial, que ya están en su forma básica equipadas con
unidades de proceso, incluyendo un sistema de distribución de las capas de la transferencia
a la cabeza de la pulverización, se han diseñado para esta área. la distribución exterior de
las mangueras y los cables que se utilizó en el pasado es actualmente reemplazado en su
mayoría mediante la integración de estos componentes en los brazos de los robots hueco.
Al ver que no hay objetos deformables exterior, la posición de que no permita saber con
precisión, es obvio que este tipo de construcción permite un aumento del alcance del robot,
minimización de las colisiones y una programación más sencilla.
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Fig. 4-46 Revestimiento lugar de trabajo; fuente - ABB
Los robots fabricantes ofrecen varios fusiles de pulverización para el revestimiento. Por lo
general son de tipo neumático o electrostático. La transferencia de materiales de
recubrimiento se realiza por medio de una bomba de engranajes, y la alimentación es
proporcionada por los reguladores de presión neumática controlada con medición de flujo.
De esta manera la capa de control de la cantidad requerida y espesor de la capa está
garantizada. La bomba de engranajes puede ser para su unidad equipada con un
servomotor clásico, que actúa como el séptimo eje del robot una vez que se conecta a su
sistema de control, y el movimiento del robot puede ser una mejor sincronización con la
cantidad de abrigo. Por otra parte, existe la posibilidad de controlar directamente por medio
de revestimiento de la TechPendant. En el caso de la fumigación con más tipos de
materiales de revestimiento, las válvulas de mando neumático para el cambio rápido del tipo
de pintura se utilizan. Estas válvulas permiten el cambio automático de la pintura dentro de
15-30 segundos, lo que permite una capa de base, primaria y final pinturas en varias partes
de un componente en capas de espesor. El robot mismo está protegido contra el pegado no
intencional de las pinturas y la acumulación de depósitos por medio de un textil
complementario correspondiente (fig. 4-85), sin embargo, por razones de facilidad de
mantenimiento existe recientemente una tendencia a tratar el exterior, así como el ser
interior las superficies con una capa de teflón.
Es necesario dividir los lugares de trabajo también según el tipo de revestimiento de
materiales. Con las pinturas líquidas, que son diluibles en solventes especiales solamente,
hay un alto riesgo de explosión. Por ese motivo el robot tiene que tener una protección
suficiente de sus componentes eléctricos. Por el contrario, la mayoría de las pinturas en
polvo son inexplosivo, pero la capa de velocidad es más lenta, dado a su adhesión más
bajos. En algunos casos, especialmente con la fumigación de los plásticos, otro robot se
utiliza para el ajuste de adhesión a la superficie. La superficie suele ser precalentado por
medio de plasma o la llama en lugar del tradicional lavado con agua.
Como también con otros lugares de trabajo robótico, hay una tendencia a apoyar los
métodos modernos de control. Algunos robots fabricantes ofrecen la aplicación del sistema
de cámaras para la detección de errores tales como burbujas incidentales o grietas en el
revestimiento.
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Fig. 4-47 Enlace de robótica con dos lugares de trabajo de revestimiento; fuente - ABB
Las células son generalmente equipados con un alimentador de suspensión de tipo para la
alimentación de las piezas de producto aplicado, y un lugar donde las partes con una capa
seca. Puede ser a través de un horno ardiente o simplemente un lugar para el secado de
forma gratuita. Un enlace robótico con dos células de revestimiento y otros dos robots, que
proporcionan la alimentación de las piezas en el alimentador y colocando las piezas
barnizadas en el lugar de secado, se puede ver en la figura. 4-86. Los robots están también
con frecuencia pulverización montado en el techo. Este diseño reduce el área urbanizada de
la célula y el robot está menos contaminado por un depósito de pintura no intencional, de la
que también resultan menores costos de su mantenimiento.
4.3.4 Tecnología de operaciones
Entre las acciones tecnológicas existe todo un espectro de operaciones donde se utiliza el
robot industrial directamente como la máquina de proceso. Esta zona está en continua
expansión, que se debe sobre todo a las posibilidades de la precisión de posicionamiento
del robot.
Una de las áreas ya establecidas es el doblado de láminas metálicas o tubería que forma
proceso. En ambos casos, el robot industrial opera como un manipulador auxiliar que
cambia la posición y orientación del componente doblado en la máquina de flexión. Un robot
KUKA industriales a doblar componentes de chapa se puede ver en la figura. 4-87. Por
supuesto, es necesario dotar al lugar de trabajo también con un alimentador automático de
los productos semi-acabados, lo que asegurará su posición exacta antes de que sean
asumidas por el robot. Los sistemas mecánicos de visión para el control automático de
componentes fabricados son de reciente está aplicando en algunos casos.
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Fig. 4-48 Robot KUKA utiliza como un manipulador auxiliar a los componentes de
doblado de láminas metálicas; fuente - KUKA Robots industriales
Una tubería que forman el lugar de trabajo, que está equipado con un alimentador
automático de productos semi-terminados, se puede ver en la figura. 4-88. Los
alimentadores de paso llamada que proporcionan material de alimentación continua se
utilizan generalmente en estos casos.
Fig. 4-49 Célula robot para forma de tubo; fuente - Mewag Innovación
Otra área tecnológica, en la que puede ser el robot industrial usado, es de corte. El uso de
una máxima movilidad a un robot hexa-axial parece lógico, sin embargo, el hecho de que
todavía es una cinemática de serie, y la exactitud máximo alcanzable este modo,
probablemente nunca podrá competir con las clásicas máquinas de corte, hay que tener en
cuenta. En esta cuenta un robot industrial en aplicaciones con menores exigencias en la
precisión final puede ser utilizado para el corte de los propósitos. Una cabeza de corte es
ABB representado en la figura. 4-89.
71
Fig. 4-50 La cabeza de corte de un robot ABB; fuente – ABB
En el ámbito de las operaciones de rectificado, el robot industrial se utiliza muy a menudo,
pero en general es necesario el sensor de fuerza-momento de la llamada, que se encuentra
entre la brida del robot y el efector de molienda, para su funcionamiento. Este sensor mide
las fuerzas y momentos en todas las direcciones, y si se incorpora en el sistema de control,
estamos con su ayuda poder mantener por ejemplo, la fuerza de presión constante aplicada
por la muela en el componente de molido. Llantas de molienda con un robot Fanuc se
representa en la figura. 4-90.
Fig. 4-51 Llantas de molienda; fuente - PushCorp, Inc.
Enlace adhesivo (ver fig. 4-91) se pueden incluir, entre otras operaciones tecnológicas. En
este caso el lugar de trabajo está equipado con un cañón de pegamento, el pegamento de
alimentación automática de la máquina y la estación de calefacción. El robot utiliza este
equipo para mantener la temperatura pistola de aplicación, así como un secado no
intencional de que el adhesivo no se produce si el arma está inactivo durante un período
72
más largo. Por ejemplo, en esas situaciones cuando la alimentación continúa de productos
semi-acabados destinados a los adhesivos no se asegura. Al igual que con los lugares de
trabajo de revestimiento, un segundo robot también es frecuentemente utilizado aquí para el
ajuste de adhesión a la superficie de la pieza. Pre-calentamiento de la superficie de plástico
por medio de una antorcha de plasma se utiliza generalmente para esta operación.
Fig. 4-52 Enlace adhesivo con un robot KUKA, fuente - Blumenbecker Prag sro.
Este tipo de trabajo necesita para su funcionamiento un conjunto de equipos periféricos, que
es esencial para el montaje automatizado. En primer lugar, es el sistema de transporte, así
como las partes individuales, que están orientados con precisión, sistema de indexación.
Varios tipos de alimentadores automáticos en general servir a este fin (véase el capítulo
3.4); en sus salidas, estos alimentadores simultáneamente controlar si el componente
alimentado encaja o no. Los lugares de trabajo están mejor equipados con un número
suficiente de sensores y de visión robótica, que es, sobre la base de la preferencia
individual, utilizado para identificar las piezas, la verificación del montaje correcto de un
producto, o un robot de orientación en el caso de la alimentación de los componentes de
grano no orientado. Por último, pero no, sistemas de visión aumenta considerablemente la
flexibilidad laboral. El robot se utiliza para el control final del producto montado, y de nuevo
depende de una aplicación en particular, lo que es necesario probar los resultados de esto.
Estas pruebas pueden ser básicamente dividido en las pruebas del producto montaje
correcto - por ejemplo, que ponen a prueba la fuerza entre dos componentes, el momento o
la posibilidad de rotación - y las pruebas del producto final funcionalidad.
Como ya se ha indicado, en el caso de las operaciones de montaje hay una tendencia
general para lograr la mayor flexibilidad posible del lugar de trabajo. Viendo que las
posibilidades de efectores de montaje del robot industrial son definitivos, por lo que el peso
se refiere, este tipo de trabajo es con frecuencia equipado con el cambio de herramienta
llamada automática. En consecuencia, si el robot realiza un espectro más amplio de las
operaciones, es útil consignar efectores especializados, lo que se aplicarán
automáticamente en el robot si es necesario, para esas operaciones.
73
5 Robots industriales PROGRAMACIÓN
5.1 Introducción
Los aspectos básicos de la programación de robots industriales se analizarán en los
capítulos siguientes. Sin embargo, hay toda una serie de robots industriales y se pueden
dividir por ejemplo, según el grado de libertad (DOF), la estructura cinemática (serie,
paralelo), el mecanismo de tipo de conducción, etc. Por lo tanto, puede ser un robot
estándar de 6 DOF, 4 robot SCARA DOF, o diversos sistemas cartesianos. Además hay una
serie de fabricantes de robots industriales (KUKA, ABB, Fanuc, Motoman, PANASONIC,
REIS, COMAU, Mitsubishi, etc.) y aquí es necesario decir que cada fabricante utiliza un
lenguaje de programación específico para sus robots. Por lo tanto es imposible cubrir el
tema da simplemente en un nivel general, porque se aplican ciertas especificaciones de
cada fabricante, en cuanto a programación se refiere, incluso una sintaxis diferente del
código del programa.
A los efectos de este capítulo que a continuación se centrará en el típico representante 6DOF robot, que puede ser considerado como el más universal y también el robot más
utilizados en la industria. Se hace mención a los principios generalmente cierto para este
grupo de robots, que se encuentran en la grabación de instrucciones de movimiento, a la
aproximación de movimiento, o la realización de una sencilla aplicación para la manipulación
y tareas de paletización. A continuación nos centraremos en los robots por los dos mayores
fabricantes - KUKA y ABB, y los ejemplos que figuran a continuación se respeten sus
lenguajes de programación en particular - KRL y RAPID.
Los robots industriales pueden ser más programado en diversas formas. En la actualidad el
método más utilizado sigue siendo el método en línea, en cuyo caso el titular lleva a cabo la
programación del robot directamente en el lugar de trabajo por medio de un colgante /
Teach-colgante. Otra posibilidad es el método fuera de línea. Este método se basa
generalmente en un sistema de software que permite la simulación virtual en 3D de un
puesto de trabajo robotizado, donde es posible definir los movimientos y la trayectoria del
robot, y posteriormente exportar a formato de programación de la lengua determinada (KRL,
RAPID etc.) . Así, programa creado (generada fuera de línea) puede ser luego se suben en
el sistema de control del robot. Una ventaja es que no necesita tener el robot en particular
físicamente a nuestra disposición durante la creación del programa. En la actualidad uno
está haciendo lo posible para combinar los dos métodos anteriores (en línea / fuera de línea)
de una manera determinada, y así utilizar sus características beneficiosas en particular.
Los métodos o las opciones de programación de robots industriales antes mencionados se
analizarán con más detalle en los capítulos siguientes, sin embargo, se hace hincapié
especialmente en el método en línea.
Con respecto a las tendencias actuales, es necesario mencionar la llamada programación
interactiva robots industriales. Se trata de un ámbito nuevo basado en la interacción (o de
cooperación) entre el robot y el operador, la interacción humano-robot llamada, la
cooperación humano-robot. Sin embargo, esta materia no se analizará en detalle más
adelante; más se puede encontrar por ejemplo en: www.smerobot.org.
5.2 En línea de programación
El método de programación en línea sigue desempeñando el papel principal en la
programación de robots industriales en la actualidad. El principio general consiste en que el
operador / programador, por medio de una interfaz de usuario (colgante o pendiente
enseñan-), guías del robot o programas de una aplicación determinada directamente en el
lugar de trabajo donde el robot está físicamente presente. En la figura siguiente (fig. 5-92),
los elementos básicos del sistema del robot se ilustran: 6 DOF robot industrial, el sistema de
control correspondientes y el colgante de enseñar. Para la programación del robot, un
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sistema específico fuera de línea también se pueden utilizar y los programas creados sólo
se pueden insertar en el sistema de control del robot (CD-ROM, USB, etc.).
Fig. 5-53 Los componentes principales del sistema de robot
5.2.1 Interfaz de usuario - enseñar-colgantes
Un típico enseñan-colgante es hoy en día todavía interconectado con el sistema de control
del robot por medio de un cable. Sin embargo, una solución inalámbrica (wireless enseñancolgante) se está trabajando, aunque el principal problema sigue estando en el área de
seguridad, las normas internacionales de seguridad, la concepción de la parada de
emergencia llamada inalámbrica, etc.
El actual enseñan-colgantes puede dividirse en dos categorías principales dependiendo de
su concepción y diseño de base:

Diseño de retrato (Fig. 5-54)
Lo característico de este diseño es que tiene altura mayor que el ancho, pantalla
relativamente pequeña situada en la parte superior, en las que se encuentran los botones de
control. El operador por lo general tiene que usar las dos manos para el panel de control
para que funcione correctamente.
Fig. 5-54 Ejemplos del diseño del retrato de enseñar-colgantes (desde la izquierda:
Motoman; Reis; Kawasaki; Fanuc)
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
diseño del paisaje (Fig. 5-55 and Fig. 5-56)
Lo característico de este diseño es una anchura mayor que la altura y por lo general una
pantalla más grande en comparación con el grupo anterior. Una vez más, el operador puede
usar las dos manos, o que sólo puede usar su mano izquierda para sostener la pantalla.
Pendientes en este grupo se suelen contener elementos de entrada para el control manual
del movimiento del robot en el modo manual (el correr así llamada). Se trata principalmente
de un joystick de 3 grados de libertad o un ratón de 6 grados de libertad del espacio, y estos
elementos son entonces generalmente controlados por la mano derecha libre.
Fig. 5-55 Ejemplos de ABB enseñan-colgantes (desde la izquierda: una mayores enseñancolgante para los sistemas de control ABB S4CPlus; una nueva enseñan-pendiente
para ABB IRC5 - el colgante flex)
Fig. 5-56 Ejemplos de KUKA enseñan-colgantes (desde la izquierda: la concepción actual,
el prototipo de un móvil colgante KUKA con una pantalla táctil y la interfaz de voz)
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5.2.2 6 DOF robots industriales
Para el control de movimiento del robot en el modo manual, el operador tiene dos opciones
(modos de movimiento) a la mano:

Eje específico de footing, una moción conjunta
En este modo es posible mover individualmente cada eje en particular (ejes A1 a A6) por
separado - en sentido positivo o negativo (fig. 5-96). El diseño de la construcción, ubicación
y posición de los ejes individuales afectan la dotación general de trabajo del robot. En la
figura siguiente (fig. 5-97) no se muestran ejemplos de las típicas 6 robots DOF sobres de
trabajo con el propósito de la ilustración.
Fig. 5-57 Pliego de condiciones (posición) del individuo 6 ejes del robot industrial DOF
Fig. 5-58 El típico 6 robots DOF campo de trabajo (desde la izquierda: KUKA KR150 K-2:
campo de trabajo definido por los ejes 2 y 3; ABB IRB 4400: campo de trabajo
completa)
77

Cartesiana
En este modo es posible mover el punto central de la herramienta (TCP) - en la dirección
(positiva o negativa) de los ejes individuales (x, y, z) de las coordenadas cartesianas
seleccionado sistema. Además, es posible practicar la rotación de TCP en torno a cada eje
individual x, y, z.
La coordinación de los sistemas de señalización es de nuevo diferente con respecto a los
fabricantes de robots. En las siguientes figuras no son válidas las especificaciones de
sistemas de coordenadas para el KUKA y robots ABB (Fig. 5-98and fig. 5-99), para la
comparación mutua véase el cuadro 5.1. Puede ser general alegó, sin embargo, que hay
tres sistemas de coordenadas cartesianas primaria:
o Sistema de Coordenadas del Mundo
Es el defecto principal sistema de coordenadas cartesianas. El sistema de coordenadas
cartesianas, situado en la base del robot - ROBROOT de los robots KUKA, Robot Base
Sistema de coordenadas para los robots ABB - está relacionado con él. Estos sistemas de
definir la posición del robot relativamente con respecto al mundo el sistema de coordenadas
que se por defecto situado en la base del robot.
o Base del Sistema de Coordenadas
Se trata de un sistema de coordenadas cartesianas (definido por el usuario) que define la
posición de un componente en particular, la pieza de trabajo, plataforma, etc. relativamente
con respecto al mundo el sistema de coordenadas. Kuka utiliza el término Base, ABB utiliza
el Sistema de coordenadas y objeto del Sistema de Coordenadas (fig. 5-99), sin embargo, el
significado y el propósito son los mismos. Base se puede definir por ejemplo, por medio de
tres puntos - método estándar de 3 puntos (ver fig. 5-99, los puntos de X1, X2, Y1).
Fig. 5-59 Sistemas de coordenadas (KUKA)
o Herramienta o Sistema de Coordenadas
78
Este sistema es un sistema de coordenadas cartesianas situado en TCP y es relativa con
respecto a una base de concreto.
Fig. 5-60 Sistemas de coordenadas (ABB)
Tab. 5.1: Comparación de los sistemas de coordenadas se utiliza con el KUKA y ABB robots
Mundial, sistema de
coordenadas
KUKA
- Sistema de
Coordenadas del
Mundo
Robot bas, de sistema de
coordenadas
- ROBROOT
Base, sistema de
coordenadas
- BASE
Herramienta de sistema de
coordenadas
- Herramienta de
sistema de
coordenadas
ABB
- Sistema de Coordenadas
del Mundo
- Robot Base del Sistema de
Coordenadas
- Sistema de coordenadas
- El objeto del Sistema de
Coordenadas
- Herramienta de sistema de
coordenadas
Sistemas de coordenadas cartesianas (véase más arriba) se utilizan sobre todo para facilitar
la programación de robots industriales en sí. El uso de trotar eje específico sólo sería
considerablemente poco práctico. Por lo tanto el sistema de control del robot lleva a cabo la
denominada transformación de coordenadas, mientras que hay más aspectos específicos
determinados en relación con el fabricante de robots (KUKA ABB vs ver fig. 5-100). Si
convertimos los valores individuales a los ejes de coordenadas cartesianas, hablamos de
avance y transformación directa. Si es al contrario, hablamos de transformación inversa.
79
Fig. 5-61 Transformación de coordenadas
5.2.3 Principales tipos de movimiento
Los principales tipos de movimiento son particularmente los siguientes:

General de movimiento (Fig. 5-62)
Fig. 5-62 General de movimiento
80
En este tipo de movimiento del robot se mueve TCP lo más rápido posible desde el punto P1
a P2. En este caso, no es cierto que el camino más rápido completado tiene que ser la más
corta y, por tanto, no es generalmente una línea recta. Propuestas del robot individuales (6
DOF) son los ejes de rotación, lo que significa que, tras varios caminos curvos (en el
espacio en general) es más rápido que siguiendo un camino recto. Además, es necesario
señalar que, después de que el operador guarda las coordenadas de dos puntos dado, y
define el movimiento general entre ellos, el trazado resultante no se conoce de antemano. El
mismo tipo de movimiento se utiliza más o menos para una rápida (auxiliar) de
posicionamiento en el espacio y, en general, donde no hay riesgo de colisión.
KUKA llama a este tipo de movimiento PTP (movimiento PTP, punto a punto), ABB tiene la
MoveJ (articulación se mueva) la orden de movimiento para este tipo de movimiento.

Movimiento lineal (Fig. 5-63)
Fig. 5-63 Movimiento lineal
En este tipo de movimiento del robot se mueve directamente TCP a lo largo de la línea recta
entre los puntos P1 y P2 se define a una velocidad constante definida (mm / s).
KUKA llama a este tipo de movimiento LIN (movimiento LIN), ABB tiene la Movel
(movimiento lineal) la orden de movimiento para este tipo de movimiento.

Movimiento circular (Fig. 5-64)
Fig. 5-64 Movimiento circular
81
En el movimiento circular del robot TCP se mueve a una velocidad constante definida (mm /
s) a lo largo de una trayectoria circular desde el punto inicial hasta el punto de destino o
punto final. El movimiento circular se define en el punto de partida (P inicio), punto final
(PEnd) y el punto auxiliar llamada (Paux, un punto intermedio), que define la trayectoria
circular entre el inicio y punto final.
KUKA llama a este tipo de movimiento CIRC (movimiento CIRC), ABB tiene la MoveC
(movimiento circular) instrucción propuesta de este tipo de movimiento.
5.2.4 Propuesta de aproximación
En general se puede decir que el uso de la base (general, lineales, circulares) propuestas
sólo serían insuficientes para la mayoría de las aplicaciones prácticas. Una característica
común de todas las propuestas anteriores es que en los puntos finales (P2, PEnd, véase
más arriba) la velocidad y la aceleración se aproximan a cero, o más precisamente, el robot
casi se detiene en estos puntos y sólo entonces continúa realizando la instrucción de
movimiento siguiente. De ahí la propuesta de aproximaciones llamada se utilizan. Cuando
se utiliza la aproximación, sin embargo, el robot TCP no va a seguir las coordenadas
exactas en los incisos, sin embargo, el camino recorrido es más suave y más rápido.
Aproximación también está conectada con la reducción de los ciclos de trabajo, que es un
dato de tiempo que puede ser considerado como uno de los principales parámetros en el
diseño de una célula robotizada.

General aproximación de movimiento (Fig. 5-65)
El robot TCP abandona el camino que conduciría directamente al inciso final (P2) y se
mueve más por un camino más rápido en el punto P3. Una vez más, es imposible prever el
carácter de la ruta aproximada con este tipo de movimiento.
Fig. 5-65 General movimiento (PTP, MoveJ), el punto P2 se aproxima

Aproximación lineal de movimiento (Fig. 5-66)
El robot TCP abandona el camino que conduciría directamente al inciso final (P2) y se
mueve más por un camino más rápido en el punto P3. Es posible definir la distancia de
aproximación (radio).
Fig. 5-66 de movimiento lineal (LIN, Movel), el punto P2 se aproxima

Circular aproximación de movimiento (Fig. 5-67)
82
El robot TCP abandona el camino que conduciría directamente al inciso final (PEnd) y se
mueve más por un camino más rápido hasta el punto P. Es posible definir la distancia de
aproximación (radio).
Fig. 5-67 El movimiento circular (CIRC, MoveC), The Pend punto se aproxima

Ejemplo de una ruta de acceso con el movimiento de aproximación
(Fig. 5-68)
Fig. 5-68 Ejemplo de una trayectoria del robot con una aproximación: el punto P1 se
aproxima
Supongamos que la posición inicial del robot está en el punto p0. La grabación código del
programa para completar la ruta desde el punto P0 a P3 (a través de p1, p2) es la siguiente,
a continuación:
1.
2.
3.
MoveL p1, v200, z10, tool1
MoveL p2, v100, fine, tool1
MoveJ p3, v500, fine, tool1
El ejemplo presentado respeta la sintaxis de los robots ABB (lenguaje RAPID). El valor z10
(10 mm de radio) es fundamental para la aproximación. El valor fina se utiliza para
movimientos sin aproximación.
83
5.2.5 Descripción general básica de instrucciones para los robots ABB
robtarget – define el punto de enseñar, o más precisamente, la posición del robot en
el espacio (por ejemplo, véase la figura. 5-108)
La figura. 5 108 Ejemplo de definición de punto - robtarget, el lenguaje rápido, ABB

wobjdata – objeto de trabajo, se determinan las coordenadas de usuario sistema de
posición (cuadro de usuario y el marco de objeto, mientras que el marco de objeto
puede ser cero, para un ejemplo véase la fig. 5-109)
Fig. 5-69 Ejemplo de la definición del trabajo objeto del sistema - wobjdata, el lenguaje
rápido, ABB
84

tooldata – define la herramienta de sistema de coordenadas y sus características
adicionales (por ejemplo, véase Fig. 5-70)
Fig. 5-70 Ejemplo de la definición del trabajo objeto del sistema - wobjdata, el lenguaje
rápido, ABB

Instrucciones de movimiento básicas – movimiento general, el movimiento lineal,
el movimiento circular (para un ejemplo véase la fig. 5-111)
Fig. 5-71 Ejemplo de movimiento de grabación instrucciones, el lenguaje rápido, ABB
85
5.2.6 Descripción general básica de instrucciones para los robots KUKA
La estructura básica del programa de los robots KUKA (lenguaje KRL) se expone a
continuación (Fig. 5-112).
Fig. 5-72 Ejemplo de movimiento de grabación instrucciones, lenguaje KRL, KUKA
5.2.7 Estudio de caso: la tarea de paletización
Misión:
Un sucesivas (irregulares) se alimentan de los componentes para el robot es proporcionada
por dos alimentadores (Feeder_1, Feeder_2). El robot puede obtener componentes de la
posición 1 (Position_1) o la posición 2 (Position_2). La presencia de componentes en las
respectivas posiciones es señalado por sensores ópticos (entradas digitales). La tarea del
robot consiste en colocar el total de 45 componentes en la plataforma y entonces el robot
debe presentar la plataforma a través del enlace para la transformación posterior (Fig. 5113).
86
Fig. 5-73 Lugar de Trabajo régimen para la paletización
Diagrama de flujo, en general,
Creación de la estructura del programa es una parte importante en la resolución de una
tarea determinada. Podemos utilizar un diagrama de flujo estándar, mediante el cual se
divide la tarea en fragmentos / operaciones representadas por símbolos distintos conectados
a través de flechas. Así, proponemos trazar el algoritmo completo, lo cual ayuda
significativamente en la toma el código del programa en sí.
Entre los símbolos básicos que hay un rectángulo, un rectángulo con esquinas
redondeadas, y un diamante (ver ficha. 5,2).
Tab. 5.2: El diagrama de flujo básico símbolos
 inicio o al final del
programa de
procesamiento

 El programa de
ramificación
(condiciones, etc.)
 El programa de
procesamiento de
subpaso /
Funcionamiento
Diagrama de flujo para la tarea de paletización conjunto (Fig. 5-74)
Definimos estas variables, las señales y los procedimientos:
o los 45 componentes de contra - contra
o entradas digitales para los componentes de señalización en las posiciones
1 y 2 DI1 - y Di2
87
o procedimiento para obtener un componente por el robot de las posiciones 1
y 2 Get_From_Pos1 - y Get_From_Pos2
o procedimientos para la puesta de los componentes en la paleta - paletizar
o de salida digital para la liberación de palets - Release_Pallet
Fig. 5-74 Paletización diagrama de flujo de trabajo
88

Paletización programa de trabajo (para ver la estructura del programa fig.
Fig. 5-75)
Fig. 5-75 Ejemplo de la grabación el código del programa para una tarea de paletización ABB sintaxis rápida
89
5.3 Programación fuera de línea
Además de utilizar el estándar de enseñanza-colgante para robots industriales de
programación en línea, es posible utilizar la llamada programación off-line (OLP) método.
Este método se basa en sistemas de software que permiten a un lugar de trabajo robotizada
3D régimen en el ambiente virtual (Fig. 5-116 y la figura. 5-117) basado en la cinemática,
con el tiempo el modelo de simulación dinámica del robot seleccionado. Además, es posible
récord de puntos, definir rutas y otras operaciones de robot con respecto a una aplicación
particular. Sobre la base de la simulación de operaciones dado que es posible, entonces,
modificar y optimizar el funcionamiento de la célula robotizada. En general es posible
controlar el robot total de tiempo de trabajo - el tiempo de ciclo llamada, es posible proyectar
los espacios de trabajo del robot, prueba de accesibilidad del robot para subpuntos,
caminos, etc. componentes Algunos sistemas incluso permiten por ejemplo, generación
automática de ruta para los componentes de forma compleja con respecto a un determinado
objeto CAD. En términos de seguridad de los sistemas OLP también contienen
generalmente la detección de colisión automática. Sin embargo, es no sólo la simulación
célula robotizada, la característica fundamental es la posibilidad de exportar los puntos
creados y caminos del robot en el programa que respete plenamente la sintaxis del lenguaje
de programación del robot en particular (por ejemplo, el lenguaje RAPID para los robots
ABB, KRL idioma de los robots KUKA, etc.) Aunque esta característica es muy importante y
representa el mayor potencial con respecto a la utilización práctica, la mayoría de productos
se basa principalmente en la simulación en sí, y la exportación fuera de línea los programas
es más o menos limitado.
Por medio de la utilización de las funciones antes mencionadas de los sistemas de LPB es
teóricamente posible alcanzar el aumento de la productividad y la calidad, disminución de
costos y tiempos necesarios para la fabricación, el ensamblaje célula de robot, o el cambio
en la industria manufacturera. En la práctica, sin embargo, es sobre todo necesario al menos
parcialmente, modificar los programas generados fuera de línea directamente en el lugar de
trabajo. Es en virtud del hecho de que el modelo creado robótica de simulación de celda no
se ajusta necesariamente a una situación real - la ubicación de varios componentes pueden
ser diferentes. Por lo tanto, lo que en general es esencial la exactitud del modelo de
simulación lugar de trabajo, o más exactamente, en qué medida se ajusta a un lugar de
trabajo real. En consecuencia, la información de estos fabricantes de sistemas de SW, que
es posible cargar programas sólo exportó en el sistema de control del robot y luego ejecutar
el robot, tiene que ser tomado con un grano de sal.
Comercialmente disponible para los sistemas de software de simulación y OLP puede ser
básicamente dividido en dos categorías principales:

Los sistemas desarrollados por los fabricantes de robots industriales
(por ejemplo, ABB, KUKA, etc.)

Los sistemas universal desarrollado por las empresas de software
El primer grupo en general puede usarse con los robots industriales de un determinado
fabricante únicamente, lo cual es una desventaja determinados (no es universal). Por otra
parte, la principal ventaja de estos productos es que son en su mayoría de tierra sobre la
base del controlador virtual llamada, lo que garantiza las posibilidades de programación
mismo que con el robot enseñan-pendiente, e incluso la salida en forma de programas fuera
de línea debe respetar plenamente la sintaxis robots reales y posibilidades de programación.
Los representantes típicos de estos sistemas puede ser, por ejemplo ABB RobotStudio
(http://www.abb.com/), KUKA.Sim (www.kuka.com) y otros.
El segundo grupo representa una solución universal, la ventaja de que es la posibilidad de
utilizar todos los robots disponibles de varios fabricantes con sus diferentes lenguajes de
90
programación, o eventualmente la posibilidad de crear un modelo de robot propios (de los
modelos disponibles CAD). Uno puede fácilmente elegir el robot que se adapte mejor a las
necesidades de una hora de diseñar una célula robotizada. Sin embargo, una desventaja
puede ser una precisión inferior a los cálculos de ciclos de trabajo, y también la ruta
simulada puede mostrar ligeras variaciones en comparación con la trayectoria del robot real:
esto se aplica principalmente a los movimientos generales de los llamados (movimiento
PTP, la articulación se mueva), aunque . Sin embargo, ya que en la práctica la trayectoria
del robot típica compuesta fundamentalmente de movimientos lineales y circulares, una
ligera desviación puede ser insignificante en el movimiento general. Las desviaciones
descritas pueden surgir sobre todo a partir de métodos generales para el cálculo de la
cinemática (con el tiempo la dinámica de robot), porque los fabricantes de robots suelen ser
reacios a dar sus algoritmos a terceros. Los representantes típicos de estos sistemas puede
ser, por ejemplo EASY-ROB (http://www.easy-rob.de/), RobotWorks (http://www.robotworkseu.com), Workspace5 (www.workspace5.com), el dinero electrónico-el lugar de trabajo
(Robcad, http: / / www.robcad.de/), DELMIA (www.delmia.com).
Fig. 5-76 Ejemplo de una simulación lugar de trabajo con un robot de ABB, la aplicación de
la manipulación
91
Fig. 5-77 Ejemplo de una simulación de trabajo con un robot FANUC, aplicación de
soldadura
92
6 EGURIDAD DE LOS LUGARES DE TRABAJO robotizado
Antes de poner un puesto de trabajo robotizado en funcionamiento, un análisis de riesgos
del lugar de trabajo debe ser realizado. El análisis debe incluir la identificación de todos los
peligros relacionados con el ciclo de vida del lugar de trabajo robotizada en cuestión que
puedan ocurrir. Eso significa que debe incluir las siguientes fases de la vida de servicio: el
transporte, montaje e instalación, puesta en funcionamiento, el uso (funcionamiento y
mantenimiento), la puesta fuera de servicio (desmontaje y liquidación). Cuando todos los
peligros han sido identificados, una estimación del riesgo de los riesgos relacionados con
cada peligro se llevarán a cabo. La base para la estimación del riesgo es la determinación
de los posibles daños (lesiones) y la probabilidad de que surjan. En el caso de los riesgos
con el riesgo de tasa alta, las medidas de protección deben ser tomadas para reducir el
riesgo. medidas constructivas serán el medio principal para reducir los riesgos. Si estos no
se pueden aplicar, meassures de seguridad y protección (que abarca, los sensores de
seguridad, etc.) se toman su lugar. El último nivel de reducción de los riesgos es informar a
los usuarios a través de las etiquetas de seguridad que se pongan en el robot y la utilización
de un lugar de trabajo robotizada. El usuario también debe ser informado sobre los riesgos
residuales.
6.1 Términos básicos y definiciones
daños - lesiones físicas o de casos médicos, daños a la propiedad o los animales de granja
peligro - fuente potencial de daño (lesión)
zona de peligro, zona de peligro - cualquier espacio en el interior y / o alrededor de un
robot, en la que puede ser una persona expuesta a un peligro
evento peligroso - un evento que puede causar daño (lesión)
peligrosos situación - circunstancias en que una persona está expuesta a al menos un
peligro
riesgo - combinación de la probabilidad de ocurrencia de un daño (accidente) y su gravedad
de estimación de riesgos - la determinación de la gravedad de un daño probable
(accidente) y la probabilidad de su ocurrencia
evaluación de riesgo - la decisión acerca de si o no los objetivos de la reducción del riesgo
se cumplieron, sobre la base de un análisis de riesgos
evaluación de riesgos - un proceso total que implica un análisis de riesgos y evaluación de
los riesgos
residual de riesgo - riesgo persistente después de las medidas de protección se han
adoptado
de protección medida - una medida adoptada con el fin de reducir el riesgo
uso previsto de un robot - la utilización de un robot de acuerdo con los datos que figuren
en las instrucciones de uso
utilización incorrecta razonablemente previsible - la utilización de un robot de una
manera imprevista por el constructor, lo que puede, sin embargo, el resultado de la conducta
humana fácilmente conjeturables
robot, robot industrial - controlada automáticamente, reprogramable manipulador
polivalente, programable en tres o más ejes, que puede ser sólido o móviles, para su uso en
la automatización industrial
efector - un dispositivo especialmente fabricado para ser conectado a una interfaz
mecánica, que permite al robot para llevar a cabo su función
sistema de robot, el sistema de robot industrial - un régimen que implique un robot, un
efector (efectores terminales) y equipo, dispositivo o sensores necesarios para el robot para
desempeñar sus funciones
93
protección parada - un tipo de una parada en la actividad, lo que permite que el robot se
detuvo correctamente preventiva (de protección) los propósitos y asegura que la lógica del
programa, al facilitar el reinicio se mantiene
espacio - el espacio tridimensional que incluye el desplazamiento de todas las partes del
robot a lo largo de su eje
máximo el espacio - el espacio, que comprende las partes móviles de los robots
especificado por el fabricante, y, además, el espacio, que comprende el efector y la pieza
espacio limitado - una parte del espacio máxima limitada al restringir los medios, que
establecen límites que no debe superar
campo de maniobra, espacio de funcionamiento - parte del espacio que limita, que es
prácticamente utilizados en el desempeño de todos los movimientos ordenados por el
programa de usuario
salvaguardar el espacio - el espacio, lo que limita un circuito cerrado de dispositivos de
seguridad
parte relacionada con la seguridad de un sistema de control - parte del control (fallo) del
sistema, que reacciona a las señales de seguridad de entrada y produce señales de salida
de seguridad
categoría - la clasificación de piezas de seguridad de un control (fallo) del sistema con
respecto a la resistencia al fracaso, y por tanto su comportamiento en caso de fracaso,
logrado a través del diseño estructural de las partes, la detección de un fallo y / o su
fiabilidad
función de seguridad - una función de la máquina, el fracaso de lo que puede conducir a
una prevención inmediata de los riesgos (los riesgos)
incontrolada parada - una parada en el movimiento de un robot causada por la eliminación
de la fuente de alimentación a las partes de control del robot (dispositivos no eléctricos se
puede utilizar para detener el robot, tales como la suspensión mecánica o hidráulica)
controlado parada - una parada en el movimiento de la máquina, cuando los órganos de
mando de la máquina permanecer bajo tensión durante el proceso de dejar de
colaboración operación - una condición, cuando los robots construidos expresamente
están trabajando en cooperación directa con el hombre dentro de un área de trabajo
restringida
6.2 Requisitos relativos a la construcción de robots
En el marco de los robots industriales, así como alrededor de ellos, existe un espacio
denominado peligrosos, en la que hay un riesgo de lesiones al operador (por ejemplo a raíz
de la actividad automática, o causado por las propiedades de un robot o de sus partes). En
la mayoría de los casos, las medidas de seguridad apropiadas deben ser adoptadas para
evitar que las personas entren en el espacio. En los puntos siguientes se refieren a los
distintos tipos de elementos peligrosos o propiedades de los robots.
6.2.1 Componentes de la transmisión de energía
Entre dichos componentes se pueden contar por ejemplo, árbol de transmisión, la unidad
abierta, la correa de transmisión y otros tipos de artes de la conducción. Peligros que
pueden ser causa de estos componentes deben ser prevenidas con el medio de cualquiera
de cubierta protectora dura o móvil. carcasa de protección móvil debe bloquear los
movimientos peligrosos mediante la prevención ante los riesgos pueden surgir. En cuanto a
las características de seguridad, el sistema de bloqueo deben cumplir con los requisitos
especificados en el subcapítulo 5.3.
94
6.2.2 Corte de energía de suministro o la variación
La construcción y el diseño de robots y efectores terminales no puede permitir ninguna
interrupción o la variación de la eléctrica, el suministro hidráulico, neumático o vacua poder
para incitar a una situación peligrosa. Mecánica independiente de suministro de energía
(fuentes, por ejemplo) debe ser empleado para captar el objeto manipulado y, si es posible,
el poder es para ser utilizado sólo para soltar el objeto manipulado principios. Cuando esto
no sea posible, la ocurrencia de posibles situaciones de riesgo debe evitarse por otros
medios de protección de la seguridad (bloqueo hidráulico, acumulador de energía, etc.)
Restauración de fuente de alimentación no puede conducir a un movimiento automático de
un robot o su efector final.
6.2.3 Fuente de alimentación
El equipo del robot debe permitir que cada una de sus fuentes de alimentación peligrosos
(por ejemplo, electricidad, mecánica, hidráulica, neumática, etc. potenciales) que se
desconecta, lo que permite un interruptor de bloqueo de salida o cualquier otra forma de
bloqueo de seguridad.
6.2.4 Latente de energía
El operador del robot (regulador, trabajador de mantenimiento) debe disponer de medios
que permitan una liberación controlada de energía latente. Cada fuente de energía latente
(por ejemplo, aire comprimido / cilindro de almacenamiento de líquidos, condensador, la
batería, la primavera, el balance de peso, volante) deberán estar provistos de una etiqueta
de seguridad adecuadas.
6.2.5 Compatibilidad electromagnética (EMC)
La construcción y el diseño de los robots deben cumplir con la norma IEC 61000 para evitar
movimientos peligrosos o situaciones de riesgo por la presencia de las señales inquietantes
causa por la interferencia electromagnética (EMI), la interferencia de radio frecuencia (RFI) o
descarga electrostática (ESD).
6.2.6 Equipamiento eléctrico
Construcción y diseño de los equipos eléctricos del robot debe cumplir con los requisitos
correspondientes IEC 60204-1. La norma mencionada especifica los requisitos e
instrucciones para los equipos eléctricos de las máquinas, centrándose en la seguridad del
personal y las propiedades, la coherencia en la reacción de la señal de control y facilidad de
mantenimiento.
6.2.7 Elementos de control
Construcción y diseño de elementos de control debe ser capaz de impedir la manipulación
no intencional (utilizando una llave de cerradura o blindado botón). La condición de los
elementos de control deben estar claramente indicados (por ejemplo, sobre la fuente de
alimentación, la detección, el funcionamiento automático) y se describe de una manera que
le permite mostrar claramente su función. La construcción y el diseño del sistema operativo
de un robot debe garantizar que, en caso de que el robot es operado por un dispositivo
único de programación (el panel), su activación o cambio de selección de los controles
locales de cualquier otra fuente (por ejemplo, un segundo panel) se prevenirse.
95
6.3 Las necesidades de piezas relacionadas con la seguridad de
los sistemas de control
Las propiedades del sistema de control de seguridad del robot se establecen para dar
cumplimiento a las categorías descritas en ISO 13849-1 (para la descripción de las
categorías ver subcapítulo 5.4). Esta norma enumera los requisitos de seguridad e
instrucciones de los principios de construcción y la integración de piezas relacionadas con la
seguridad de los sistemas de control (SRP / CS), que incluyan un programa de software. Por
estas partes del SRP / CS, propiedades, incluyendo el nivel de propiedades necesarias para
las funciones de seguridad que deben realizarse se especifica en la norma. Es válido para
las piezas relacionadas con la seguridad de los sistemas de control (SRP / CS),
independientemente del tipo de tecnología y energía (eléctrica, hidráulica, neumática, etc.
mecanicista) utilizado en todo tipo de maquinaria.
partes relacionadas con la seguridad del sistema de control del robot debe ser diseñado
para cumplir con los siguientes requisitos:




un solo defecto en cualquiera de estas piezas no implicará la pérdida de función de
seguridad;
siempre que sea razonablemente posible, un solo fallo se detecta antes de / en la
siguiente solicitación de la función de seguridad;
cuando se produce un solo fallo, la función de seguridad siempre deben ser
realizados y condiciones de seguridad se mantendrán hasta que el fallo detectado se
ha quitado;
todos los fallos racionalmente previsible se detectará.
Estos requisitos cumplen con los requisitos para la categoría 3 se especifica en la norma
ISO 13849-1. Sin embargo, el requisito para la detección de un solo fallo no garantiza que
todos los fallos serán detectados. Como resultado de ello, la acumulación de fallos no
detectados puede dar lugar a señales de entrada no deseados y dar lugar a una situación de
peligro alrededor del robot. conexiones Forzada de contactos del relé de control eléctrico o
superfluas señal de salida puede servir como ejemplo de medidas prácticas para la
detección de fallas. Sobre la base de los resultados de evaluación de riesgos de un robot y
su uso más probable es que se puede descubrir que diferentes propiedades del sistema de
robot de control de seguridad son necesarias en una aplicación particular, que aquellos que
cumplan con los requisitos para la categoría 3 (por ejemplo categoría 2, o 4).
6.3.1 Función de parada de emergencia
Cada puesto que permite la puesta en marcha del robot o el inicio de cualquier otra situación
de peligro debe ser proporcionada con la opción de control manual de la función de parada
de emergencia, que:




debe funcionar como una parada de categoría 0 o como una categoría 1 parada (la
selección de la categoría de parada de emergencia depende de los resultados de la
evaluación del riesgo);
deberá ser, por superior a todas las otras funciones y actividades en todos los
regímenes (tiene la más alta prioridad);
permite una parada en caso de peligro;
desconecta de suministro de energía a todas las unidades de robot (categoría 0
parada) o debe ser operado de una manera que permite detener el movimiento
peligroso, tan pronto como sea posible (categoría 1 parada) sin permitir que otros
riesgos a surgir;
96




cuando se utiliza más de una unidad de control, a partir del orden de parada de
emergencia deberá ser impartida por cualquier unidad de control,
deberá eliminar cualquier peligro, fruto del funcionamiento del robot;
permanecerá activo hasta el momento en que el rearme se realiza y
el restablecimiento deben ser efectuadas exclusivamente de forma manual y no
puede causar un reinicio, sólo permite.
6.3.2 Parada de seguridad
El robot debe tener al menos un circuito de romper la seguridad (categoría 0 o 1 parada)
para garantizar la vinculación con sistemas externos de protección, donde:


Categoría de parada 0 representa una parada del robot donde el suministro de
energía para el control de partes del robot se quita inmediatamente (parada no
controlada llamada) y
Categoría 1 parada representa una parada controlada del robot, donde las partes de
control del robot se suministran con el poder para llegar a la parada (después de la
parada de la alimentación de energía se retira).
Tras la activación del dispositivo de protección externa, la seguridad de romper el circuito
debe iniciar una parada de todos los movimientos del robot, una retirada del suministro de
energía a todas las unidades de Robot y prevenir cualquier situación de riesgo por la
presencia de otros sistema de control robótico de que pudieran surgir hasta el tope. La
parada se puede iniciar de forma manual o con la ayuda de la lógica de control.
6.3.3 Reducción de la velocidad
Si la operación con velocidad reducida es pre-establecidos, la velocidad de la brida del
efector de fijación y punto de referencia el objeto manipulado no debe superar los 250 mm /
s.
Control de la velocidad reducida deberán estar construidos y llevado a cabo de tal manera
que en caso de cualquier defecto racionalmente esperable (función incorrecta) esta
velocidad no se excederá.
6.3.4 Modos de operación
Modos de operación (automático y manual) tienen que ser seleccionados por los dispositivos
de seguridad (por ejemplo, cambiar el modo de operación), que debe:
 indicar el modo de operación seleccionado de forma inequívoca, y
 no puede accionar el robot en su cuenta o crear otro peligro.
El modo automático está exclusivamente destinada a la explotación de robot basado en el
programa de usuario. El control del robot no puede estar en el modo manual y medidas de
protección tienen que ser activos. Tras la detección de cualquier motivo para la detención, la
puesta en marcha la operación en el modo automático hay que impedirlo. El comando para
cambiar el modo automático a un modo diferente tiene que dar lugar a la detención del
modo automático.
El modo manual se utiliza en avance lento, dando instrucciones, programación y control del
programa robot. Este modo se puede utilizar en los servicios del robot. Con el modo manual
es posible mover el robot, ya sea en el modo de reducir la velocidad, o en el modo de
aumentar la velocidad manual. El funcionamiento del robot en el modo automático no se
puede habilitar al seleccionar el modo manual.
97
6.3.5 Control por medio de un colgante-enseñanza
En caso de que sea posible utilizar una consola de aprendizaje-colgante u otro dispositivo
de control para el control del robot dentro del área de seguridad, este dispositivo tiene que
cumplir los siguientes requisitos:











Al accionar el robot con la ense-colgante o un dispositivo de programación, el control
a una velocidad reducida debe ser utilizado
Si la enseñan-colgante ofrece la posibilidad de selección de velocidades más altas,
tiene que permitan: detener el funcionamiento del dispositivo, la configuración de
velocidad desde el valor de base inicial para el valor más alto programado, e indicar
la velocidad preestablecida (por ejemplo, mediante visualizar la información de la
velocidad en la pantalla enseñan-colgante).
Después de la liberación de todos los botones y otros aparatos sobre la enseñanza
de colgante, por medio de la cual es imposible accionar el robot, el movimiento del
robot tiene que parar.
Los aparatos de activación sobre la enseñanza de pendiente debe tener tres
posiciones, y su puesta en libertad o presionando más allá de la posición central de
prevención de riesgos (por ejemplo, de la operación de robot).
Los aparatos de activación puede ser una parte de la enseñan-colgante o pueden ser
separadas (por ejemplo, con aparatos de activación controlada a presión), y tienen
que funcionar de manera independiente de todas las operaciones o funciones de
otros dispositivos de control;
Si hay más interruptores de activación de un aparato, lleno de presionar cualquier
botón tiene que evitar el control con otras teclas, y la causa de parada de seguridad;
Si el control de varios dispositivos de activación independiente está activado (es
decir, en el área de seguridad hay más personas con aparatos de activación), el
funcionamiento del robot sólo es posible en el caso de que todos estos dispositivos
tienen en el momento de pre-establecer el centro (activación ) posición;
Interrupción de la función de los aparatos de activación "no debe conducir a un fallo
que permitiría la activación del funcionamiento del robot.
La enseñanza-colgante o programación del dispositivo debe tener la función de
parada de emergencia.
La pendiente de enseñar-no debe permitir la actuación de la operación del robot
automático. Antes de la actuación del modo automático, una confirmación
independiente de la parte externa del área de seguridad es necesaria.
Si la enseñan-colgante permite el control de un grupo de robots, tiene que habilitar el
control de la ejecución de uno o varios robots por separado o simultáneamente. Tras
la operación en el modo manual, todas las funciones del sistema robótico tiene que
estar bajo el control de una enseñan-pendiente sólo.
6.3.6 La demanda de la cooperación operativa
Los robots diseñados para la cooperación operativa debe:
 tener una indicación visual que muestra, ¿cuál de los robots es en el modo de
cooperación operacional;
 parar cuando el operador se encuentra en el campo de trabajo sobre la cooperación
operativa. Cuando el conductor abandona el campo de trabajo, el robot puede volver
al modo de funcionamiento automático.
 Si el robot manual de orientación se lleva a cabo, el dispositivo manual de
orientación tiene que estar ubicados muy cerca en el efector y equipadas con:
parada de emergencia y equipos de activación. El robot debe tener la operación con
98



velocidad reducida pre-establecidos, y la velocidad no puede ser superior a 250 mm
/ s.
Un robot debe mantener una distancia del operador. Esta distancia debe ser de
conformidad con la norma ISO 13855. Un fallo por incumplimiento de la distancia
establecida se asocia con la parada de seguridad.
El robot debe tener la operación con velocidad reducida no superior a 250 mm / s
definidas de antemano, y su posición debe ser supervisado.
La construcción de un robot debe garantizar en la brida o en el punto referencial del
objeto manipulado ya sea el desempeño de la función máxima de 80 W, o la fuerza
máxima de 150 N (determinado por medio de la evaluación de riesgos). Al diseñar el
robot un constructivamente debe (o por medio de su sistema de control) asegurarse
de que estos valores no se excederá.
6.4 Descripción de las categorías de partes relacionadas con la
seguridad de los sistemas de control
6.4.1 Categoría B
Categoría B es la más básica de las categorías de seguridad definidas por las normas y
reglamentos Estos sistemas no tienen cobertura de diagnóstico y hasta tanto el fallo
peligroso puede ser corta hasta la mitad.
La figura. 6-118 muestra un ejemplo típico de la categoría B del circuito, donde el control del
motor START / STOP está diseñado como una norma botón START y una cerradura con
clips en el botón STOP.
En caso de parada de emergencia, el motor puede ser comenzado a usar el botón de inicio
a través de la R contactor, y ponga el motor está garantizada por medio del contacto auxiliar
del contactor R incluso después el botón de inicio ha sido puesto en libertad.
La parada se puede realizar pulsando el botón de parada de emergencia. Sin embargo, en
caso de fallo, por ejemplo, en caso de boildown de los contactos del contactor R, el
movimiento peligroso no se detendrá.
Fig. 6-78 Ejemplo de una solución técnica de la categoría B
99
6.4.2 Categoría 1
Esta categoría es, en su principio, basadas en la categoría B, donde, sin embargo, los
principios de seguridad de probada eficacia debe ser aplicada y elementos de control deben
estar diseñados y construidos utilizando componentes de probada eficacia.
A título de ejemplo, esta categoría puede ser definido por un sistema de procesamiento,
como se muestra en la figura. 6-119.
De COMPONENTES de probada eficacia que se puede y se utilizan en esta categoría, por
ejemplo la posición de interruptor para un uso seguro puede ser nombrado.
Fuera de los principios de probada eficacia, se pueden citar, entre otros, los siguientes:




liberación forzada - por ejemplo, donde los contactos están conectados por medio de
un acoplamiento fijo con la leva de control - véase la fig. 6-120
control positivo
positivos rectores
sobre el diseño
Como ejemplo puede servir el circuito de la figura. 6-119 ter, donde la conexión de
elementos de control prácticamente no difiere de la categoría B, con la excepción de la
lámpara de control insertado, que detecta el estado del motor (si el motor está funcionando o
no) y señales al conductor.
En una categoría un sistema, tampoco hay cobertura de diagnóstico, pero mientras tanto
entre las fallas de los canales de circuito individual debe ser de largo.
Fig. 6-79 Diagrama de bloques y el ejemplo de una solución técnica de la categoría 1
Fig. 6-80 Forzoso liberación de contactos
100
6.4.3 Categoría 2
Esta categoría es, en su principio basado en la combinación de la categoría B y la categoría
1. Sin embargo, adicionalmente deben cumplir con los requisitos de los elementos de
control, de modo que su función podría ser controlado en algunos casos.
El control debe llevarse a cabo bien en el inicio de la máquina, o antes de la inicialización de
cualquier situación peligrosa.
A título de ejemplo, esta categoría puede ser definido por un sistema de procesamiento,
como se muestra en la figura. 6-121a, donde está claramente la diferencia con el anterior
categorías representado, es decir, por el periódico (cíclico) parte de pruebas.
Como ejemplo puede servir el circuito de la figura. 6-121B, en el botón de inicio se asegura
una doble función, función de arranque en caso de que el botón se presiona y se suelta, o la
prueba de función, en caso de que el botón se mantiene. Cuando se ejecuta la función
TEST, el motor de la producción se encuentra aún en estado de reposo y sólo se pone en
marcha por la liberación del botón.
Una mayor seguridad de este que somete es garantizada por la conexión en serie de dos
contactos de conmutación.
En un sistema de categoría 2, debe haber una cobertura media diagnosticó de todas las
partes de seguridad del sistema de control, incluyendo la falta de detección, en pequeña
escala. Mientras tanto, entre las fallas de los canales de circuito individual debe ser corto y
largo.
Fig. 6-81 Diagrama de bloques y el ejemplo de una solución técnica de la categoría 2
6.4.4 Categoría 3
Esta categoría esta, en su principio basado en la combinación de la categoría B y la
categoría 1. Sin embargo, adicionalmente deben cumplir con los requisitos de los elementos
de control, de modo que el fracaso en el control se puede detectar antes de que pudiera
provocar perturbaciones en la función de seguridad.
Una vez más, por ejemplo, esta categoría puede ser definido por un sistema de
procesamiento, como se muestra en la figura. 6-122 bis, donde la duplicación de uso más
frecuente principio de la cohesión recíproca de los poderes de control individuales.
Como ejemplo puede servir el circuito de la figura. 6-122b, donde la conexión de dos
circuitos independientes con un redundante (dual) de conexión para el inicio y el botón
STOP. En caso de cualquier fallo en uno de los circuitos, la unidad de control a través de
conexión en serie de dos contactos de conmutación en la parte de potencia.
101
Fig. 6-82 Diagrama de bloques y el ejemplo de una solución técnica de la categoría 3
6.4.5 Categoría 4
Una vez más, esta categoría es, en su principio basado en la combinación de la categoría B
y la categoría 1. Sin embargo, adicionalmente deben cumplir con los requisitos de los
elementos de control, de modo que el fracaso en el control se puede detectar antes de que
podría provocar perturbaciones en la función de seguridad, pero, a diferencia de categoría 3
en caso de fallos múltiples detectores, la pérdida de función de seguridad del sistema no
puede ocurrir.
A título de ejemplo, esta categoría puede ser definido por un sistema de procesamiento,
como se muestra en la figura. 6-123a, donde la duplicación de uso más frecuente principio
de la cohesión recíproca de los poderes de control individual con la comunicación adicional
entre las ramas independientes.
Como ejemplo puede servir º circuito de la figura. 6-123 ter, donde la conexión de dos
circuitos de control con un independiente redundante (dual) de conexión para el inicio y el
botón STOP. En caso de cualquier fallo en uno de los circuitos, la unidad de control a través
de conexión en serie de dos contactos de conmutación en la parte de potencia. Hasta este
punto, el circuito es similar a la de la categoría 3. Sin embargo, la diferencia es, que si los
fallos se producen múltiples, por ejemplo, en caso de bolón de contactos de potencia K1 y
K2, la función de seguridad está garantizada en este circuito y el movimiento no se puede
reiniciar.
102
Fig. 6-83 Diagrama de bloques y el ejemplo de una categoría 4 solución técnica
6.5 Seguridad Equipos de protección
6.5.1 Dispositivo de parada de emergencia
EN ISO 13850 establece los requisitos para los dispositivos de parada de emergencia. Esta
norma internacional especifica los requisitos funcionales y principios de construcción de la
función de parada de emergencia en maquinaria, sin importar el tipo de energía utilizada
para la función de control. A tal efecto, un dispositivo manual de control estando a la
incoación del función parada de emergencia deberá ser considerado como un dispositivo de
parada de emergencia. Puede tener la forma de un pulsador de seta-cabeza, un alambre, un
cable de tracción, un bar, una palanca o un interruptor de pie-, y debe estar situado en cada
lugar de control del operador. El interruptor de parada de emergencia debe tener un
controlador de color rojo con fondo amarillo. Este dispositivo debe trabajar en el principio del
sistema de parada obligada directa con sujeción mecánica a través de cierre.
Fig. 6-84 Pantalla de excepción STOP
6.5.2 Cortinas de seguridad
Los requisitos para la comercialización de este dispositivo de protección se especifican en la
norma EN 999. Con la ayuda de una cortina de luz de seguridad, una valla de "luz" se crea
alrededor de la zona de riesgo para proteger la entrada en el espacio. cortinas luminosas de
Seguridad permitir la entrada libre en el espacio protegido, pero cuando el haz se
interrumpe, los movimientos peligrosos debe ser detenido.
Se instalan en una distancia de seguridad llamada - S, que es la distancia Mínimo del campo
de detección de la cortina de luz a la zona de peligro.
103
S = (KT) + C
Dónde:
K - la velocidad de aproximación del cuerpo del operador (parte del cuerpo). Por cuerpo del
operador se aplica: K = 1600 mm / s.
T - tiempo necesario para detener los movimientos peligrosos
C - complementando intrusión respetando la distancia en la dirección de la zona peligrosa
sin la interrupción del haz de la barrera. Para un brazo extendido, C = 850mm se
aplica. Esta magnitud se asegura de que la zona de peligro no puede ser alcanzado a
través de las vigas de la cortina de luz.
Si el número de haces de luz emitidos es inferior a seis, por lo general hablan barras de
seguridad sobre los llamados luz - Fig. 6-85.
Fig. 6-85 SICK Cortinas de seguridad
barras de seguridad de luz con un solo haz transmitido presentar un caso extremo. Debido a
su simplicidad y el premio bajo, a menudo se utilizan para algunas aplicaciones menos
complejas. En el caso de estas cortinas de luz de seguridad simples, el transmisor y el
receptor pueden ser alojados en una carcasa (llamados barreras ópticas reflectantes - Fig.
6-126. Un espejo colocado en el lado opuesto refleja el haz hacia el transmisor. El sintió
objeto interrumpe el haz reflejado y causar un cambio en la señal de salida. El transmisor y
el receptor funcionan con un lente común. La luz emitida pasa a través del espejo y la lente
dividiendo al vidrio reflectante. El espejo refleja la luz vuelve a transmitir la lente.
Fig. 6-86 barrera óptica reflectante
Otra opción es colocar el transmisor y el receptor en lados opuestos (las llamadas cortinas
de luz de una manera) - Fig. 6-127. El objeto interrumpe el haz y activa el transmisor,
independientemente de las propiedades de su superficie.
104
Fig. 6-87 Una forma de cortinas de luz
En multi-haz cortinas de luz, el terreno de juego, es decir, la distancia entre los vecinos de
las vigas, define la capacidad de resolución de la cortina de luz de seguridad y su
efectividad. Cuanto más pequeño sea el tono de las vigas, el más pequeño el objeto intrusa
que puede ser detectado por la cortina de luz. La resolución de la cortina de luz debe
corresponder al nivel de protección deseado. Si, por ejemplo, la intrusión de los dedos del
operador en el espacio protegido debe impedirse, una cortina de luz con una resolución de
14 o 20 mm se debe utilizar. Para proteger las manos del operador, una resolución de 30 o
50 mm es adecuada, y para vigilar el acceso de las personas en espacios protegidos, una
resolución superior a 100 mm será suficiente.
Fig. 6-88 Ejemplo de cortinas de luz de seguridad en el uso
6.5.3 Examen de seguridad láser
A diferencia de cortinas de luz de seguridad, los escáneres de seguridad láser se utilizan
para la detección de la presencia del operador en el espacio protegido. Por lo general son
de 300 mm situada por encima del suelo.
Fig. 6-89 Escáneres láser
105
Escáneres láser operan en el pulso infrarrojo principio viga. El haz emitido por un photodiodo
pasa a través del sistema óptico y cae sobre el espejo giratorio, lo que provoca su
deformación, la creación de una zona de detección de salvaguardarse en la forma del sector
círculo.
Como el rayo viaja por el espacio, es reflejada por la persona o los objetos presentes en el
espacio protegido. Los haces reflejados son detectados y procesados por el escáner.
La figura. 6-130 cuenta con dos aplicaciones de un escáner láser SICK. En la figura. 6-130
podemos ver un escáner en uso, programado para dos espacios protegidos. En caso de que
el operador introduce el primer espacio protegido, es alertado por el escáner sobre su
presencia en el espacio protegido. Si el operador, a pesar de eso, entrar en el segundo
espacio protegido, el robot se detendrá. La figura. 6-130 B muestra un escáner en uso
programado para dos espacios protegidos, que pueden tener vigilancia por turnos, en
función de la programa seleccionados.
a
b
Fig. 6-90 Aplicación de un escáner láser
6.5.4 Sólidos barreras
Las barreras sólidas son empleadas a menudo en el proceso de defensa de un espacio
peligroso. Si el espacio peligroso puede llegar a más oa través de estas barreras (bares,
esgrima), su distancia desde el espacio peligrosos debe respetar el alcance tanto de
miembros superiores e inferiores sobre oa través de las barreras. Los valores de las
distancias de seguridad necesarias para evitar que los espacios peligrosos que se alcance
se establezcan en la norma EN ISO 13857.
Fig. 6-91 Los ejemplos del alcance de las extremidades sobre oa través de la barrera,
106
6.5.5 Sensores de seguridad la puerta
Si las barreras sólidos para la protección de una zona de riesgo, sólo se pueden introducir a
través de puntos de acceso designados.
Estas entradas están equipados con sensores de puerta de seguridad que den señales de
que el sistema operativo en caso de que el espacio ha sido introducido. Al abrir (por
ejemplo, la puerta), el interruptor de seguridad se desconecta, lo que provoca los
movimientos peligrosos de detener.
Fig. 6-92 cerraduras de seguridad ENFERMOS
Solución A
Solución B
Fig. 6-93 Principio de la función de cerraduras de seguridad con cerradura y el cierre
patronal
En la posición 1, la puerta de la figura. 6-133 está bloqueado y asegurado. Si bien la
solución A se asegurará de que los contactos de la liberación (21-22) permanecerá cerrada
y la puerta asegurada en caso de fallo de alimentación eléctrica, la solución B permite a la
apertura de la puerta en caso de corte de luz.
En la posición 2, la tensión se transmite a la bobina (A1, A2) si se aplica la solución A,
mientras que en el caso de la solución B, fuente de alimentación está desconectado de la
bobina, lo que hace que los contactos de liberación (21-22) para desconectar y la puerta se
desbloquee.
Posición 3 ilustra la apertura de la puerta, cuando los contactos posición de la puerta (11-12)
que inician el bloqueo de los actuadores están desconectados.
107
6.5.6 Alfombras de seguridad
Sirven para la obtención de grandes áreas próximas a zonas de riesgo. Cuando una
alfombra se pisa, todos los movimientos peligrosos debe ser detenido.
Una alfombra se compone de dos placas de contacto que se celebran normalmente aparte.
Debido al peso del operador, pisando la alfombra hace que el contacto con las placas 1 y 2
de tocar y abre el comando necesario para detener los movimientos peligrosos.
Para evitar que el operador se resbale, el plano de contacto superior es generalmente
proporcionado por una capa de protección con revestimiento antideslizante.
Fig. 6-94 Corte transversal de una alfombra de seguridad
6.6 Ejemplo de mantenimiento de un lugar de trabajo robotizado
La figura. 6-135 muestra un ejemplo de combinación de elementos de seguridad en un lugar de trabajo
robotizada. Teach-colgantes se encuentran en todas las entradas con un dispositivo de parada de
emergencia. El espacio alrededor de cada mesa giratoria está custodiada por una cortina de haces
múltiples ópticas y la puerta de entrada por medio de una cerradura de seguridad. El espacio restante
está rodeada por una barrera sólida. El segundo espacio está protegido por una barrera sólida a partir
de tres lados y el espacio interior es toda escaneada por un escáner láser.
Fig. 6-95 Ejemplo de mantenimiento de un lugar de trabajo robotizado
108
Fuentes:
[1] BELJANIN,P.N.: Promyšlennyje roboty. Mašinostrojenie, Moskva, Rusko,
1975
[2] HAVEL,I.M.: Robótica. Úvod do teorie kognitivních robotů. SNTL, Praha,
1980
[3] MATIČKA,R.- TALÁCKO,J.: Mechanismy manipulátorů a průmyslových
robotů. SNTL Praha, 1991
[4] NODA,K.: Posobije po primeněniju promyšlennych robotov. Mir, Moskva,
Rusko, 1975 (traducido del japonés)
109
Mecatrónica
Módulo 10: Robótica
Ejercicios
(Concepto)
Petr Blecha
Zdenêk Kolíbal
Radek Knoflícek
Ales Pochylý
Tomas Kubela
Radim Blecha
Tomas Brezina
Universidad Politécnica de Brno,
República Checa
Proyecto ampliado de transferencia del concepto europeo para la
calificación agregada de la Mecatrónica las fuerzas especializadas en la
producción industrial globalizada
Proyecto EU Nr. 2005-146319 „MINOS“, Plazo: 2005 hasta 2007
Proyecto EU Nr. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 „MINOS**“,
Plazo: 2008 hasta 2010
El presente proyecto ha sido financiado con el apoyo
de la Comisión Europea. Esta publicación
(comunicación) es responsabilidad exclusiva de su
autor. La Comisión no es responsable del uso que
pueda hacerse da la información aquí difundida.
www.minos-mechatronic.eu
1. Pregunta: Describir los métodos de programación de robots
Programación de robots “on-line” (en línea) – ……………………………………………
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Programación de robots “off-line” (fuera de línea) – ………………………………………
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Programación de robots híbrida (mixta) – ………………………………………………
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Programación de robots por aprendizaje inmediato – ……………………………………..
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Programación de robots punto a punto – ………………………………………………
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2. Pregunta: Describir la clasificación de los componentes de sujeción
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………………………………………………………………………………………….…
3. Pregunta: Especifica el diámetro del motor lineal de fluido para un amarre con
respecto al diagrama siguiente
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4. Pregunta: Describir y proporcionar diagramas esquemáticos para los diferentes
tipos de pares cinemáticos, utilizados en la construcción de robots industriales
y manipuladores
Translational kinematic pair (T) - ………………………………………………………………
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5. Pregunta: ¿Cuál es el fin de la utilización de dispositivos periféricos para robots
industriales y manipuladores?
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……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
6.
Pregunta: ¿Qué función desempeñan los dispositivos periféricos?
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……………………………………………………………………………………………………..
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……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
7. Pregunta: ¿Cuáles son las ventajas de la utilización de dispositivos periféricos
en un lugar de trabajo tecnológico robotizado?
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……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
8. Pregunta: ¿Cuáles son las soluciones constructivas utilizadas en dispositivos
periféricos en orden a su clasificación?
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
9. Pregunta: ¿Qué especificaciones han de darse sobre la función de un
dispositivo periférico?
……………………………………………………………………………………………………..
a) ………………………………………………………………………………………………...…
…………………………………………………………………………………………………...
b) ………………………………………………………………………………………………...…
…………………………………………………………………………………………………...
c) ……………………………………………………………………………………………...……
…………………………………………………………………………………………………...
10. Pregunta: ¿Cómo pueden clasificarse los dispositivos periféricos de acuerdo a
sus características constructivas?
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
11. Pregunta: ¿Cómo pueden ser clasificados los dispositivos periféricos de
acuerdo a la manera en que realizan la reubicación del objeto, o más
concretamente, de su centro de gravedad?
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
12. Pregunta: ¿Cómo pueden se clasificados los dispositivos periféricos de
acuerdo a su solución constructiva?
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
13. Pregunta: ¿Qué tipo de cintas transportadoras conoces?
……………………………………………………………………………………………………..
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……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
14.
Pregunta: ¿Para qué son utilizados los posicionadores de soldadura y
accesorios?
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
15.
Pregunta: Enumera los elementos básicos de un espacio de trabajo robotizado
y describe los más importantes:
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
16.
Pregunta: Describe las diferentes maneras de controlar un espacio de trabajo
robotizado desde el punto de vista de interconexión con otros periféricos. Dibuja
un diagrama.
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……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
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……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
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……………………………………………………………………………………………………..
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……………………………………………………………………………………………………..
17.
Pregunta: ¿Cuáles son los elementos más importantes en un espacio de trabajo
robotizado para soldadura por arco?
Elementos básicos:
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
Elementos complementarios:
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
18.
Pregunta: ¿Cuáles son los elementos necesarios en un espacio de trabajo
robotizado para soldadura por puntos?
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
19.
Pregunta: ¿Qué tipo de robot industrial es más utilizado para operaciones de
manipulación simples, tales como paletización? Describe su construcción y
explica su importancia.
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
20.
Pregunta: Enumerar las principales ventajas del recubrimiento mediante robot
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
21.
Pregunta: Describir el equipamiento necesario de un robot industrial utilizado
para recubrimiento.
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
22.
Pregunta: Describir el tipo de entornos de trabajo para recubrimientos desde el
punto de vista de la tecnología.
Recubrimiento con pintura líquida, soluble solamente en disolventes especiales – ……
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
Recubrimiento con pintura en polvo – …………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
23.
Pregunta: Describir un entorno de trabajo robotizado para operaciones de
recubrimiento
(1)…………………………………………………………………………………………….……
(2) …………………………………………………………………………………………………
(3) …………………………………………………………………………………………………
(4) …………………………………………………………………………………………………
24.
Pregunta: Describir entornos de trabajo
tecnológicas tales como deformación y corte.
diseñados
para
operaciones
Entorno de trabajo de deformación
……………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………….
Entorno de trabajo de corte
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
Entorno de trabajo de rectificado
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
25.
Pregunta: Describir un entorno de trabajo robotizado diseñado para unión
mediante pegado.
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………..
26.
Ejercicio de manipulación y medición
Tarea:
Un robot industrial continuamente coge componentes – ejes – desde el almacén de
ejes y los sitúa en el sistema automático de medición donde será evaluada la longitud
de los ejes. El robot da una señal al sistema de control de la estación de medición para
iniciar la medición (al mismo tiempo, esta señal indica una correcto posicionamiento
del componente en el sistema de medición). El proceso de medida dura
aproximadamente 2 seg. Seguidamente el sistema de control del robot recibe una
señal de que la medición ha sido finalizada y el robot puede retirar el componente. Las
longitudes de los ejes pueden variar como sigue: 120 mm (Eje 1), 140 mm (Eje 2), 152
mm (Eje 3). Naturalmente, también puede haber piezas defectuosas. Estas han sido
etiquetadas como chatarra. Dependiendo del resultado de la medición, el robot pone el
componente en la posición del eje correcta. El programa del robot debe empezar con
marcha/paro de la verificación de la producción.
Basándose en el conocimiento adquirido (se refiere principalmente al ejemplo del
capítulo 4.2.7) realizar las siguientes tareas.





dibujar un diagrama de bloques del entorno de trabajo (en 2D o 3D)
definir el procedimiento operativo del robot,
definir los puntos de operación requeridos por el robot,
dibujar un diagrama de flujo de las tareas a realizar
crear un programa para las tareas a realizar (sintaxis ABB Rapid).
Solución:

Entradas:
……………………………………………………………………………………………………..
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
Salidas:
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Procedimiento operativo del robot
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Puntos de operación del robot:
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
Diagrama de bloques del entorno de trabajo:
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Diagrama de flujo:
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Programa de ejemplo
Declaración de los datos del programa
M
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P
Subrutinas con instrucciones
R
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P
R
Rutina principal con instrucciones y llamadas a subrutinas
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27.
Pregunta: Enumerar y describir las categorías de los elementos de los sistemas
de control relacionados con la seguridad.
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Categoría B
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Categoría 1 –
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Categoría 2 –
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Categoría 3 –
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Categoría 4 –
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28.
Pregunta: ¿A qué categoría corresponde la arquitectura mostrada en la figura?
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29.
Pregunta: Si un entorno de trabajo robotizado es salvaguardado por medio de
las barreras sólidas requeridas y un número suficiente de sensores de seguridad
vigilando todos los posibles accesos, ¿debe aún ser equipado con un pulsador
de emergencia de seguridad?
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30.
Pregunta: ¿A qué distancia de seguridad S desde el área de peligro debe
situarse una barrera fotoeléctrica de seguridad, si el tiempo para detener
movimientos peligrosos es T=0,5s?
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31.
Pregunta: ¿Qué color debe utilizarse para el pulsador de parada de emergencia? ¿y su
fondo?
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32.
Pregunta: Explique el significado de la concepto de "barrera fotoeléctrica de
seguridad”
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33.
Pregunta: Explicar el significado de la noción de "cortina de luz unidireccional"
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34.
Pregunta: ¿De qué resolución máxima han de ser las barreras fotoeléctricas
para impedir la introducción de los dedos del operador en el espacio protegido?
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35. Pregunta: ¿De qué resolución máxima han de ser las barreras fotoeléctricas
para impedir la introducción de la mano del operador en el espacio protegido?
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36.
Pregunta: ¿De qué resolución máxima han de ser las barreras fotoeléctricas
para vigilar el acceso de personas en el espacio protegido?
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37.
Pregunta: ¿A qué distancia mínima desde el espacio peligroso debe ser
colocada una barrera física, si el espacio puede ser accedido por encima de la
barrera (ver foto)? La altura de la barrera es de 1000 mm y la altura del espacio
peligroso es 1000mm.
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38.
Pregunta: ¿A qué distancia mínima desde la zona de peligro debe ponerse la
barrera física si el espacio puede ser accedido a través de la barrera (ver
foto)?La altura de la barrera es de 1000 mm y la altura de la zona peligrosa es de
1000mm.
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39.
Pregunta: ¿A qué distancia mínima desde la zona de peligro debe ponerse la
barrera física, si la zona puede ser accedida a través de la barrera con los
miembros inferiores (ver foto)? La altura de la construcción de seguridad es de
450 mm.
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40.
Pregunta: Listar los requisitos para los componentes de la unidad de
alimentación de potencia.
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41.
Pregunta: Listar los requisitos para la función de parada de Emergencia.
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42.
Pregunta: Listar los requisitos para velocidad reducida.
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43.
Pregunta: ¿Está el entorno de trabajo robotizado mostrado en la imagen
adecuadamente protegido? Si no, ¿qué cambios deben aplicarse para obtener la
máxima protección?
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44.
Pregunta: ¿Con qué más se debe equipar el entorno de trabajo robotizado de la
imagen con el fin de cumplir con las normas de seguridad?
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45.
Pregunta: Listar los requisitos para el suministro de energía.
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46.
Pregunta: ¿Qué sensores de seguridad pueden ser utilizados para la
salvaguardia de las entradas de los espacios individuales de trabajo 1 y 2?
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47.
Pregunta: Listar los requisitos para energía acumulada.
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48.
Pregunta: Listar los requisitos para los elementos de control.
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49.
Pregunta: Listar los requisitos para casos de interrupción o fluctuación del
suministro de energía.
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50.
Pregunta: Lista de requisitos para la parada de seguridad.
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51.
Pregunta: Listar los requisitos para los equipos eléctricos.
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52.
Pregunta: Explicar el concepto de "daño".
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53.
Pregunta: Explicar el concepto de "peligro".
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54.
Pregunta: Explicar el concepto de "riesgo".
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55.
Pregunta: Explicar el concepto de "actuador final".
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56.
Pregunta: Explicar el concepto de "sistema robotizado".
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57.
Pregunta: Explicar el concepto de "espacio máximo".
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58.
Pregunta: Explicar el concepto de "espacio restringido".
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59.
Pregunta: Explicar el concepto de "espacio de maniobra".
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60.
Pregunta: Explicar el concepto de "uso previsto de un robot".
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Mecatrónica
Módulo 10: Robótica
Solución
(Concepto)
Petr Blecha
Zdenêk Kolíbal
Radek Knoflícek
Ales Pochylý
Tomas Kubela
Radim Blecha
Tomas Brezina
Universidad Politécnica de Brno,
República Checa
Proyecto ampliado de transferencia del concepto europeo para la
calificación agregada de la Mecatrónica las fuerzas especializadas en la
producción industrial globalizada
Proyecto EU Nr. 2005-146319 „MINOS“, Plazo: 2005 hasta 2007
Proyecto EU Nr. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 „MINOS**“,
Plazo: 2008 hasta 2010
El presente proyecto ha sido financiado con el apoyo
de la Comisión Europea. Esta publicación
(comunicación) es responsabilidad exclusiva de su
autor. La Comisión no es responsable del uso que
pueda hacerse da la información aquí difundida.
www.minos-mechatronic.eu
1.
Pregunta: Describir los métodos de programación de robots
Programación de robots “on-line” (en línea) – La programación “on-line” tiene lugar en
el propio lugar de producción e incluye a la célula de trabajo. El robot es programado
mediante un elemento denominado “teach box”. La programación “on-line” tiene las
siguientes ventajas y desventajas con respecto a la programación “off-line” (fuera de
línea):
Ventajas:
- Fácilmente accesible.
- El robot es programado de acuerdo a la situación real de los
equipos y las piezas.
Desventajas:
- Ocupa un equipo de producción valioso y escaso
- El lento movimiento del robot durante la programación
- La lógica y cálculos del programa son arduos de programar
- La parada de la producción durante la programación
- El coste es equivalente al valor de la producción
- Pobremente documentado
Programación de robots “off-line” (fuera de línea) – La programación “off-line” tiene
lugar en un ordenador y se utilizan modelos de la célula de trabajo robotizada, las
piezas y los alrededores. Los programas del robot pueden ser creados, en la mayoría
de los casos, mediante la utilización de datos CAD ya existentes por lo que la
programación es rápida y eficaz. Los programas del robot son verificados mediante
una simulación y los errores detectados son corregidos.
Ventajas:
- No ocupa equipamiento de producción
- Programación efectiva de la lógica y los cálculos por las
facilidades de detección de errores existentes.
- Las localizaciones se construyen de acuerdo a modelos y esto
puede significar que los programadores tendrán que ajustar
bien los programas en línea o utilizar sensores
- Programación eficaz de las localizaciones.
- Verificación del programa a través de simulación y
visualización
- Bien documentado a través del modelo de simulación con
programas adecuados
- Utilización de los datos existentes de CAD
- El coste es independiente de la producción. La producción
puede continuar durante la programación.
- Herramientas de apoyo a proceso, por ejemplo, la selección
de parámetros de soldadura
Desventajas:
- Exige invertir en un sistema de programación “off-line”
Programación de robots híbrida (mixta) – Mediante la utilización de las ventajas de la
programación “on-line” y “off-line” la técnica puede ser optimizada. A esta modalidad
se le denomina generalmente como programación híbrida. Un programa de robot
consiste principalmente en dos partes: localizaciones (posición y alineamiento) y lógica
de programa (estructura de control, comunicación, cálculos). La lógica del programa y
la mayor parte de los comandos (órdenes) de movimiento pueden ser desarrollados de
manera efectiva “off-line” con la utilización de datos CAD y la interacción del
programador. Los comandos de movimiento para ubicar el emplazamiento de la pieza
en la célula de trabajo del robot puede ser realizados “on-line” si fuera necesario. De
esta manera pueden ser utilizadas las ventajas de ambos métodos.
Programación de robots por aprendizaje inmediato – En el modo ”TEACH“ (aprender),
el actuador final (cabeza tecnológica) es guiado por el programador a lo largo del
trayecto deseado, siendo este grabado en la memoria del control del sistema. Después
de la activación del programa grabado, el robot repite la actividad aprendida en el
modo “REPEAT” (repetir) una y otra vez. Este tipo de robot se utiliza principalmente en
la soldadura continua a lo largo de un trayecto dado, o para la aplicación de pintura o
recubrimiento de protección.
Programación de robots punto a punto – El programador utiliza el panel de control
para guiar el actuador final del robot al punto deseado, que es guardado en la memoria
del control del sistema. El robot a partir de entonces realiza las operaciones de
acuerdo a la actividad preestablecida entre los puntos individuales o en estos puntos.
Este tipo de robot es muy práctico para la soldadura por puntos de los cuerpos de los
coches en las fábricas, por ejemplo.
2.
Pregunta: Describir la clasificación de los componentes de sujeción
mecánicos:
magnético:
vacío:
especial
- pasivo:
- accesorios fijos y ajustables
- garras flexibles y suspendidas
- activo:
- con un motor hidráulico
- con un motor neumático
- con un electromotor
- con un electroimán
- pasivo:
- imanes permanentes
- activo:
- electroimán
- pasivo:
- ventosas de deformación de vacío
(alternativa: con una válvula auxiliar)
- activo:
- con una bomba de vacío
- con un expulsor
3.
Pregunta: Especifica el diámetro del motor lineal de fluido para un amarre con
respecto al diagrama siguiente
Para el cálculo del diámetro del motor lineal de fluido(neumático o hidráulico)
destinado, por ejemplo, para una pinza con la mecánica basada en la fig. 2,60, es
posible utilizar el procedimiento derivado de la determinación de la fuerza motriz Fv,
para la que es aplicable la siguiente fórmula:
Fv  p.
.D2
.v
4
donde D es el diámetro del motor de alta potencia, v es el rendimiento del motor de
fluido.
Para la relación entre la fuerza motriz Fv y la fuerza de amarre Fu se aplica la
siguiente fórmula :
Fv 2b

. cos 2 
Fu
a
y para el cálculo del diámetro necesario en el motor de alta potencia, se utiliza la
siguiente fórmula:
D  4. cos .
Fu .b
a..p.v .i
donde  es el ángulo de transmisión, i es el rendimiento del mecanismo de
transmisión entre la varilla del pistón de salida del motor y las garras .
4.
Pregunta: Describir y proporcionar diagramas esquemáticos para los diferentes
tipos de pares cinemáticos, utilizados en la construcción de robots industriales
y manipuladores
Par cinemático de traslación (T) – La representación de este par cinemático es relativamente
simple y solamente requiere imitar el movimiento lineal de dos cuerpo uno a lo largo del otro.
Sin embargo, ha de ser tenida en consideración la relación del posible movimiento entre los
dos cuerpos móviles:
- un cuerpo corto se mueve a lo largo de una guía larga – diseño de soporte (a)
- un cuerpo largo se mueve dentro de un sistema de guiado de corto – diseño de
capas (b)
- diseño extensible o telescópico (c)
a)
b)
c)
Si no se utilizan símbolos adicionales, se asume que el elemento móvil en el par
cinemático del diagrama anterior no puede girar al mismo tiempo.
Par cinemático de rotación (R) – Cuando se representa un par cinemático de rotación,
es necesario tener en cuenta las características específicas, que incluye tanto la
rotación alrededor de su propio eje como un brazo giratorio de radio “r” que gira
alrededor de un eje excéntrico (unión) , así como la dirección de la vista (frente,
plano, o vista lateral) de la articulación de rotación.
- Par cinemático de rotación con un brazo giratorio “r“ (a, c)
- Par cinemático de rotación con rotación alrededor de sus propios ejes (b, d)
- Par cinemático de rotación con un ángulo de rotación ilimitado (e)
- Par cinemático de rotación con un ángulo de rotación limitado (f)
5.
Pregunta: ¿Cuál es el fin de la utilización de dispositivos periféricos para robots
industriales y manipuladores?
Los dispositivos periféricos son medios de manipulación auxiliares o mecanismos cuyo
fin es realizar el transporte sencillo del objeto de la robotización (por ejemplo la pieza
de trabajo, soldadura, parte a ensamblar, etc.) a lugares al alcance del brazo de robot
industrial estacionario o manipulador.
6.
Pregunta: ¿Qué función desempeñan los dispositivos periféricos?
Realizan movimientos intermedios entre las operaciones de trabajo individual dentro
del espacio de trabajo del área robotizada, que no pueden ser realizados ni por el
robot ni por un manipulador. Por otra parte, también producen el suministro necesario
de objetos o cambian la orientación del objeto en el espacio. Esto quiere decir que los
dispositivos periféricos habilitan el transporte y almacenaje de objetos, manipulación
sencilla, etc. Los dispositivos periféricos hacen que la programación de los entornos
robotizados resulte mucho menos dificultosa y además dan la posibilidad de utilizar
manipuladores o robots industriales con menos grados de libertad o parámetros
técnicos más sencillos.
7.
Pregunta: ¿Cuáles son las ventajas de la utilización de dispositivos periféricos
en un lugar de trabajo tecnológico robotizado?
La cooperación de un manipulador o un robot industrial con dispositivos periféricos
acelera el proceso de manipulación acortando el tiempo necesario para su realización..
Además, a menudo ofrece también mayor precisión en el posicionamiento del objeto.
8.
Pregunta: ¿Cuáles son las soluciones constructivas utilizadas en dispositivos
periféricos en orden a su clasificación?
Las soluciones constructivas utilizadas en dispositivos periféricos están siempre
adaptadas a cada espacio de trabajo robotizado, y pueden ser clasificadas de acuerdo
a diferentes aspectos, a saber: la función que van a realizar, características
constructivas o emplazamiento en el espacio de trabajo robotizado.
9.
Pregunta: ¿Qué especificaciones han de darse sobre la función de un
dispositivo periférico?
La función de un dispositivo periférico pueden ser clasificada en tres grupos básicos:
a) el dispositivo mueve el objeto, cambiando la posición de su centro de gravedad, pero
la orientación en el espacio permanece constante.
b) el dispositivo cambia la orientación del objeto, lo rota alrededor de su eje o su centro
de gravedad, pero el objeto no cambia de lugar.
c) el dispositivo cambia tanto la posición del centro de gravedad del objeto como su
orientación.
10.
Pregunta: ¿Cómo pueden clasificarse los dispositivos periféricos de acuerdo a
sus características constructivas?
De acuerdo a sus características constructivas, los dispositivos periféricos pueden ser
clasificados como cintas transportadoras, mesas giratorias y compuestas, elementos
de elevación y transporte, transportadores con silo y tolva, palets, y carros de
transferencia.
11.
Pregunta: ¿Cómo pueden ser clasificados los dispositivos periféricos de
acuerdo a la manera en que realizan la reubicación del objeto, o más
concretamente, de su centro de gravedad?
El objeto es reubicado cambiando la posición de su centro de gravedad mientras la
orientación del objeto permanece constante. Reconocemos los siguientes dispositivos
periféricos con cambio del centro de gravedad (ordenados de acuerdo a su posición):
la posición del centro de gravedad cambia en un recorrido lineal, la posición de centro
de gravedad cambia en un recorrido circular, la posición del centro de gravedad
cambia en un plano, la posición del centro de gravedad cambia en el espacio.
12. Pregunta: ¿Cómo pueden se clasificados los dispositivos periféricos de
acuerdo a su solución constructiva?
La soluciones constructivas de los dispositivos periféricos están siempre adaptadas a
la máquina de producción particular, el manipulador o el robot industrial,
principalmente al propósito del espacio de trabajo pero también al objeto de
robotización (su forma, tamaño, peso, número de piezas, etc.) En términos
constructivos pueden ser clasificados en cintas transportadoras, posicionadores de
soldaduras y accesorios.
13.
Pregunta: ¿Qué tipo de cintas transportadoras conoces?
Las cintas transportadoras son un elemento fundamental en el transporte de
componentes y piezas (objetos de la manipulación) y pueden ser de varios diseños y
tipos. Transportan productos semielaborados, piezas fabricadas, instrumentos,
herramientas de producción, conjuntos o incluso residuos. Las más usadas son: cinta
transportadora de correa, de cadena, aéreas, vibradoras, cintas transportadoras en
producción automática y líneas de montaje, y pistas de rodillos.
14.
Pregunta: ¿Para qué son utilizados los posicionadores de soldadura y
accesorios?
Los posicionadores de soldadura y accesorios son utilizados para fijar la posición de la
soldadura. Los posicionadores de soldadura fijan la pieza soldada, y además realizan
movimientos simples contra el brazo del robot industrial con una cabeza tecnológica punta de soldadura para la soldadura por arco o pinzas para soldadura por puntos.
15.
Pregunta: Enumera los elementos básicos de un espacio de trabajo robotizado
y describe los más importantes:
- robot industrial (1)
- conexión a línea (2)
- sistema de control -el armazón que contiene el control del robot, los convertidores de
frecuencia de cada uno de los ejes y posiblemente otros periféricos. (3)
- “Teach” portátil – por medio del “teach” portátil es posible mover el robot en el
espacio y por lo tanto, con la ayuda de los puntos grabados en la memoria, crear el
recorrido que el robot debería seguir en modo automático. (4)
- actuador final – está ubicado en la cabeza del robot y sirve para realizar una
operación particular, por ejemplo, agarre de piezas, soldadura, etc.
- equipos de sensores
- elementos de prevención de una posible colisión del robot con un operador humano,
por ejemplo, unas barreras mecánicas
16.
Pregunta: Describe las diferentes maneras de controlar un espacio de trabajo
robotizado desde el punto de vista de interconexión con otros periféricos. Dibuja
un diagrama.
Control que utiliza sólo el sistema básico de control del robot.
Interconexión del sistema de control de robot con un PLC superior por medio de un
bus de campo (por ejemplo, DeviceNet).
Control a distancia de un lugar de trabajo más complejo, con varios robots industriales
por medio de Ethernet y servidor OPC.
17.
Pregunta: ¿Cuáles son los elementos más importantes en un espacio de trabajo
robotizado para soldadura por arco?
Elementos básicos:
- grupo electrógeno de soldadura
- soplete
 unidad de alimentación de alambre
Elementos complementarios:
- sensor de colisión
- unidad de limpieza del soplete y corte del alambre de soldadura
- punto central de la herramienta, unidad automática de calibración
- posicionador de la pieza soldada
18.
Pregunta: ¿Cuáles son los elementos necesarios en un espacio de trabajo
robotizado para soldadura por puntos?
- grupo electrógeno de soldadura
- pinzas de soldadura por puntos
- unidad de proceso para garantizar un circuito regular del líquido de refrigeración
19.
Pregunta: ¿Qué tipo de robot industrial es más utilizado para operaciones de
manipulación simples, tales como paletización? Describe su construcción y
explica su importancia.
Para tareas de paletización son utilizados robots con un reducido número de ejes (4
grados de libertad en lugar de 6). Los ejes 4 y 5 no están presentes en este caso,
dado que en esta clase de tarea no es necesario cambiar la orientación en el espacio
alrededor de los ejes x e y de los componentes manipulados. En un entorno de trabajo
de paletización, la rotación de la pieza alrededor del eje z es suficiente. El correcto
posicionamiento del robot durante el movimiento se asegura mediante la utilización de
dos barras. Una ventaja de esta solución es una mayor capacidad de carga.
20.
Pregunta: Enumerar las principales ventajas del recubrimiento mediante robot
Permite ahorrar aproximadamente un 25 – 30% del material de recubrimiento
comparado con el método de recubrimiento manual.
Es ideal en aquellos casos en los que los vapores del material de recubrimiento
puedan ser peligrosos para la salud humana.
21.
Pregunta: Describir el equipamiento necesario de un robot industrial utilizado
para recubrimiento.
- pistola rociadora (spray)
- sistema de distribución del proceso de transferencia del recubrimiento – externo,
apoyado a lo largo de la parte externa del robot, o integrado en el interior de los
brazos (mejor integrado)
- transferencia del material de recubrimiento – por medio de una bomba de
engranajes. El movimiento de los engranajes es realizado por un servomotor clásico
y, una vez conectado al sistema de control del robot, actúa como un séptimo eje.
- Alimentación de las capas de recubrimiento – por medio de reguladores de presión
de control neumático y con medidor de caudal
- cambio de tipo de pintura – válvulas de control neumático
 protección externa del robot– materia textil, capa de teflón
22.
Pregunta: Describir el tipo de entornos de trabajo para recubrimientos desde el
punto de vista de la tecnología.
Recubrimiento con pintura líquida, soluble solamente en disolventes especiales –
mayor peligro de explosión, el robot ha de tener suficiente protección de sus
componentes eléctricos. Mejor adherencia de la capa aplicada a la superficie.
Recubrimiento con pintura en polvo – no hay peligro de explosión, la velocidad de
recubrimiento es menor, menor adherencia de las capas en la superficie. El entorno de
trabajo a veces es equipado con otro robot que prepara la superficie a recubrir
mediante precalentamiento (por ejemplo, láser, llama).
23.
Pregunta: Describir un entorno de trabajo robotizado para operaciones de
recubrimiento
(1) Lugar de carga y descarga de piezas fuera de las cintas transportadoras, previsto
por un robot industrial.
(2) Lugar de recubrimiento
(3) Lugar donde se seca el recubrimiento (secado libre, mediante horno de quemado,
etc.)
(4) Las células son equipadas con un alimentador aéreo para manejar las piezas
rociadas.
24.
Pregunta: Describir entornos de trabajo
tecnológicas tales como deformación y corte.
diseñados
para
operaciones
Entorno de trabajo de deformación – el robot opera como un manipulador auxiliar que
cambia la posición y orientación de los componentes doblados en la plegadora
(plegado de chapas, formado de tubos)
Entorno de trabajo de corte – un cabezal de corte de alta velocidad es utilizado como
actuador final del robot
Entorno de trabajo de rectificado – el robot está equipado con una muela de rectificado
y un sensor de fuerza-momento que mide las fuerzas y momentos, proporcionando
que la fuerza de presión aplicada por la muela sea constante
25.
Pregunta: Describir un entorno de trabajo robotizado diseñado para unión
mediante pegado.
El robot está equipado con una pistola de pegamento, una máquina automática de
alimentación de pegamento y la estación de calentamiento, lo que impide el secado no
intencionado de la cola en la pistola si el robot está inactivo durante un período de
tiempo largo. A veces, el entorno de trabajo también está equipado con un
precalentamiento local de la pieza a unir, en aras de una mejor adherencia de la
superficie. (plasma).
26.
Ejercicio de manipulación y medición
Tarea:
Un robot industrial continuamente coge componentes – ejes – desde el almacén de
ejes y los sitúa en el sistema automático de medición donde será evaluada la longitud
de los ejes. El robot da una señal al sistema de control de la estación de medición para
iniciar la medición (al mismo tiempo, esta señal indica una correcto posicionamiento
del componente en el sistema de medición). El proceso de medida dura
aproximadamente 2 seg. Seguidamente el sistema de control del robot recibe una
señal de que la medición ha sido finalizada y el robot puede retirar el componente. Las
longitudes de los ejes pueden variar como sigue: 120 mm (Eje 1), 140 mm (Eje 2), 152
mm (Eje 3). Naturalmente, también puede haber piezas defectuosas. Estas han sido
etiquetadas como chatarra. Dependiendo del resultado de la medición, el robot pone el
componente en la posición del eje correcta. El programa del robot debe empezar con
marcha/paro de la verificación de la producción.
Basándose en el conocimiento adquirido (se refiere principalmente al ejemplo del
capítulo 4.2.7) realizar las siguientes tareas.





dibujar un diagrama de bloques del entorno de trabajo (en 2D o 3D)
definir el procedimiento operativo del robot,
definir los puntos de operación requeridos por el robot,
dibujar un diagrama de flujo de las tareas a realizar
crear un programa para las tareas a realizar (sintaxis ABB Rapid).
Solución:

Diagrama de bloques del entorno de trabajo:




Entradas:
Di_1
Marcha producción
Di_2
Marcha medición
Salidas:
Do_1
Aceptar parada de producción
Do_2
Medición finalizada
Do_3
Eje 1 – 120 mm
Do_4
Eje 2 – 140 mm
Do_5
Eje 3 – 152 mm
Do_6
Chatarra (no necesaria)
Procedimiento operativo del robot:
Get_a_shaft
El robot tomará un eje desde el almacén de
ejes (con una pinza)
Shaft_placement_to_t
he_measuring_system
El robot situará el eje en el sistema de medición
Shaft_1
Según el resultado de la medición el robot
pondrá un eje en la posición Eje 1
Shaft_2
Según el resultado de la medición el robot
pondrá un eje en la posición Eje 2
Shaft_3
Según el resultado de la medición el robot
pondrá un eje en la posición Eje 3
Scrap
Según el resultado de la medición el robot
pondrá un eje en la posición Chatarra
Grasp_shaft
El robot cerrará la pinza y cogerá un eje
Release_shaft
El robot abrirá la pinza y dejará un eje.
Puntos de operación del robot:
Get_a_shaft_position
Posición en la que el robot cogerá un eje
Measuring_position
Posición para el eje en el sistema de medición
Shaft_1_position
Posición para ejes 1 (120 mm longitud)
Shaft_2_position
Posición para ejes 2 (140 mm longitud)
Shaft_3_position
Posición para ejes 3 (152 mm longitud)
Scrap_position
Posición para chatarra

Diagrama de flujo

Programa de ejemplo
Declaración de los datos del programa
M
MODULE Shafts
CONST robtarget Get_a_shaft_position:=[[…]];
CONST robtarget Measuring_position:=[[…]];
CONST robtarget Shaft_1_position:=[[…]];
CONST robtarget Shaft_2_position:=[[…]];
CONST robtarget Shaft_3_position:=[[…]];
CONST robtarget Scrap_position:=[[…]];
PERS tooldata Gripper:= [[...]];
P
Subrutinas con instrucciones
R
OC Grasp_shaft()
“Close Gripper”;
WaitTime 0.5;
ENDPROC ;
PROC Release_shaft()
“Open Gripper”;
ENDPROC
PROC Get_a_shaft()
MoveJ Get_a_shaft_position,v1000,z20,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Get_a_shaft_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Grasp_shaft;
MoveL Get_a_shaft_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
ENDPROC
PROC Shaft_placement_to_the_measuring_system()
MoveJ Measuring_position,v1000,z20,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Measuring_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Release_shaft;
MoveL Measuring_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
ENDPROC
PROC Shaft_1()
MoveL Measuring_position,v100,fine,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Measuring_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Grasp_shaft;
MoveL Measuring_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
MoveJ Shaft_1_position,v1000,z20,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Shaft_1_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Release_shaft;
MoveL Shaft_1_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
ENDPROC
PROC Shaft_2()
MoveL Measuring_position,v100,fine,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Measuring_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Grasp_shaft;
MoveL Measuring_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
MoveJ Shaft_2_position,v1000,z20,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Shaft_2_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Release_shaft;
MoveL Shaft_2_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
ENDPROC
PROC Shaft_3()
MoveL Measuring_position,v100,fine,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Measuring_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Grasp_shaft;
MoveL Measuring_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
MoveJ Shaft_3_position,v1000,z20,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Shaft_3_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Release_shaft;
MoveL Shaft_3_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
ENDPROC
PROC Scrap()
MoveL Measuring_position,v100,fine,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Measuring_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Grasp_shaft;
MoveL Measuring_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
MoveJ Scrap_position,v1000,z20,Gripper\wobj:= wobj0;
MoveL Offs(Scrap_position,0, 0,-50),v100, fine, Gripper\wobj:= wobj0;
Release_shaft;
MoveL Scrap_position,v100,fine, Gripper\wobj:= wobj0;
ENDPROC
P
Rutina principal con instrucciones y llamadas a subrutinas
R
OC Main()
IF Di_1=0 THEN
Set Do_1;
WaitUntil Di_1=1;
Reset Do_1;
ENDIF
Get_a_shaft;
Shaft_placement_to_the_measuring_system;
Set Di_2;
WaitUntil Do_2=1;
Reset Di_2;
IF Do_3=1 THEN
Shaft_1;
Reset Do_3;
ELSE
IF Do_4=1 THEN
Shaft_2;
Reset Do_4;
ELSE
IF Do_5=1 THEN
Shaft_3;
Reset Do_5;
ELSE
Scrap;
ENDIF
ENDIF
ENDIF
ENDPROC
ENDMODULE
27.
Pregunta: Enumerar y describir las categorías de los elementos de los sistemas
de control relacionados con la seguridad.
En la clasificación de los elementos de los sistemas de control relacionados con la
seguridad, las categorías se definen en función a su resistencia al fallo, y
consecuentemente, su comportamiento en caso de fallo. La clasificación está
influenciada por el diseño estructural de los elementos, detección de fallos y/o la
fiabilidad de los componentes utilizados. Cada categoría es asignada a uno de estos
cinco niveles, conocidos como categorías B, 1, 2, 3 y 4.
Categoría B - es la categoría básica. Los elementos del sistema de control
relacionados con la seguridad deben ser diseñados, construidos, seleccionados,
montados y combinados para cumplir con las normas pertinentes y, cuando se aplican
normas básicas de seguridad para usos específicos, para resistir:
- el esfuerzo de operación previsto (por ejemplo, la frecuencia de conmutación);
- el impacto del material trabajado (por ejemplo, el recubrimiento en un entorno de
trabajo robotizado);
- otros efectos externos relevantes (por ejemplo, vibraciones mecánicas o fallos de
suministro de energía).
Los sistemas de categoría B no tienen cobertura de diagnóstico, por lo cual la
aparición de un fallo puede dar lugar a la pérdida de la función de seguridad.
La figura anterior muestra la arquitectura del conjunto para la categoría B, donde:
im – representa los instrumentos de interconexión mutua
I – ilustra el dispositivo de entrada (por ejemplo, sensor de posición)
L – representa los circuitos lógicos del sistema de control
O – describe el dispositivo de salida (por ejemplo, el contactor principal)
Categoría 1 – es una categoría con una mejor resistencia contra los fallos, alcanzada
principalmente por la selección y uso de los componentes. Para esta categoría se
aplican los mismos requisitos que para la categoría B . Además, los elementos
relacionados con la seguridad de un sistema de control de la categoría 1 deberán estar
diseñados y construidos utilizando componentes con principios de seguridad
contrastados.
Para ser considerado como contrastado, un componente debe cumplir con uno de los
siguientes requisitos::
- que ha sido ampliamente utilizado en el pasado en casos similares con resultados
satisfactorios
- que ha sido construido y certificado según principios que aseguran su idoneidad y
fiabilidad para su uso en seguridad.
La arquitectura del conjunto de la categoría 1 es la misma que en la categoría B. En un
sistema de categoría 1, no existe tampoco cobertura de diagnóstico, con lo que la
aparición de un fallo puede dar lugar a la pérdida de la función de seguridad.
.
Categoría 2 – es una categoría con una estructura de los elementos del sistema de
control relacionados con la seguridad mejorada, incluyendo la función de control
periódico a intervalos apropiados. Junto a esto, esta categoría también tiene que
cumplir con los requisitos de la categoría B. El inicio del control periódico puede ser
automático, y debe:
- permitir la operación cuando no se han detectado fallos o
- crear un salida que inicia un procedimiento de control adecuado cuando se detecta
un fallo. La salida debe iniciar prioritariamente el modo seguro. Si esto no fuera
factible, debe, al menos, dar una señal de peligro.
La figura anterior muestra la arquitectura del conjunto para la categoría 2, donde:
im – representa los instrumentos de interconexión mutua
I – ilustra el dispositivo de entrada (sensor de posición, por ejemplo)
L – representa los circuitos lógicos del sistema de control
m – simboliza la vigilancia (monitorización)
O – describe el dispositivo de salida (por ejemplo, el contactor principal)
TE – es un dispositivo de prueba (testeo)
OTE – simboliza la salida del dispositivo de prueba
El comportamiento de un sistema de categoría 2 permite:
- la ocurrencia de fallos que dan lugar a la pérdida de la función de seguridad entre los
controles;
- el control para detectar la pérdida de función de seguridad.
Categoría 3 – los elementos del sistema de control relacionados con la seguridad de la
categoría 3 deben ser diseñados para evitar que un único fallo en cualquiera de esos
elementos pueda causar una pérdida de la función de seguridad. Siempre que sea
razonablemente posible, un único fallo será detectado antes de / en la siguiente
solicitación de la función de seguridad.
La figura anterior muestra la arquitectura del conjunto de la categoría 3, en donde:
im – representa los instrumentos de interconexión mutua
I1, I2 – ilustra el dispositivo de entrada (por ejemplo, sensores)
c – representa la vigilancia (monitorización) cruzada
L1, L2 – muestra circuitos lógicos separados
m – simboliza la vigilancia (monitorización)
O1, O2 – describe el dispositivo de salida (por ejemplo, el contactor principal)
TE – es un dispositivo de prueba (testeo)
OTE – simboliza la salida del dispositivo de prueba (testeo)
El comportamiento de un sistema de categoría 3 permite:
- asegurar siempre la función de seguridad en caso de que ocurra un único fallo;
- detectar algunos, pero no todos los fallos;
- evitar la acumulación de fallos no detectados que lleven a la pérdida de la función de
seguridad.
Categoría 4 – los elementos del sistema de control relacionados con la seguridad de la
categoría 4 deben ser diseñados para evitar que un único fallo en cualquiera de esos
elementos pueda causar una pérdida de la función de seguridad y asegurar la
detección de un fallo antes de / en la siguiente solicitación de la función de seguridad,
es decir, inmediatamente al principio o al final del ciclo de funcionamiento de la
máquina. Si la detección no es posible, la acumulación de errores no detectados no
dará lugar a la pérdida de la función de seguridad.
La arquitectura del conjunto de la categoría 4 es la misma que en la categoría 3. La
diferencia entre las categorías 3 y 4 es una mayor tasa de cobertura de diagnóstico y
el uso de componentes con mayor fiabilidad y durabilidad en el caso de la categoría 4.
El comportamiento de un sistema de categoría 4 permite:
- asegurar siempre la función de seguridad en caso de que ocurra un solo fallo;
- los fallos se han detectado con tiempo suficiente para evitar la pérdida de la función
de seguridad;
- se ha considerado la acumulación de fallos no detectados .
28.
Pregunta: ¿A qué categoría corresponde la arquitectura mostrada en la figura?
La arquitectura mostrada en la figura anterior coincide con la arquitectura del conjunto
de la categoría 2. Este tipo de arquitectura incluye el control periódico de la función en
intervalos apropiados. La iniciación del control periódico puede ser automática, y debe:
- permitir la operación cuando no se han detectado fallos o
- crear una salida, que inicia un procedimiento de control adecuado, cuando se detecta
un fallo.
El comportamiento de un sistema de categoría 2 permite:
- la ocurrencia de fallos que pueden dar lugar a la pérdida de la función de seguridad
entre controles;
- el control para detectar la pérdida de la función de seguridad.
29.
Pregunta: Si un entorno de trabajo robotizado es salvaguardado por medio de
las barreras sólidas requeridas y un número suficiente de sensores de seguridad
vigilando todos los posibles accesos, ¿debe aún ser equipado con un pulsador
de emergencia de seguridad?
SI.
30.
Pregunta: ¿A qué distancia de seguridad S desde el área de peligro debe
situarse una barrera fotoeléctrica de seguridad, si el tiempo para detener
movimientos peligrosos es T=0,5s?
S = (Vo * T) + C
Vo=1600mm (especificado en EN 999)
T= 0,5s
C = 850mm (especificado en EN 999)
S=(1600*0,5)+850
S=1650mm
31.
Pregunta: ¿Qué color debe utilizarse para el pulsador de parada de
emergencia? ¿y su fondo?
El pulsador de parada de emergencia es de color rojo, el fondo es amarillo.
32.
Pregunta: Explique el significado de la concepto de "barrera fotoeléctrica de
seguridad"
Este concepto representa una cortina de luz de seguridad mediante la transmisión de
un haz de luz. El transmisor y el receptor se encuentran en una carcasa común y un
vidrio reflectante se utiliza para reflejar el haz.
33.
Pregunta: Explicar el significado de la noción de "cortina de luz unidireccional"
Este concepto representa una cortina de luz de seguridad mediante la transmisión de
un haz de luz. El transmisor y el receptor se sitúan en lados opuestos, es decir, tanto
el transmisor como el receptor tienen su propia carcasa separada.
34.
Pregunta: ¿De qué resolución máxima han de ser las barreras fotoeléctricas
para impedir la introducción de los dedos del operador en el espacio protegido?
Barreras fotoeléctricas con una resolución de 14 ó 20 mm.
35.
Pregunta: ¿De qué resolución máxima han de ser las barreras fotoeléctricas
para impedir la introducción de la mano del operador en el espacio protegido?
Barreras fotoeléctricas con una resolución de 30 ó 50 mm.
36.
Pregunta: ¿De qué resolución máxima han de ser las barreras fotoeléctricas
para vigilar el acceso de personas en el espacio protegido?
Barreras fotoeléctricas con una resolución de 100 mm ó mayor.
37.
Pregunta: ¿A qué distancia mínima desde el espacio peligroso debe ser
colocada una barrera física, si el espacio puede ser accedido por encima de la
barrera (ver foto)? La altura de la barrera es de 1000 mm y la altura del espacio
peligroso es 1000mm.
La distancia mínima de seguridad puede ser definida sobre la base de la norma ČSN
EN 294. Si el nivel de peligro existente en la zona peligrosa es bajo, la distancia
mínima será de 1400mm. Si el nivel de peligro existente en la zona peligrosa es alto, el
espacio mínimo será de 1500mm.
38.
Pregunta: ¿A qué distancia mínima desde la zona de peligro debe ponerse la
barrera física si el espacio puede ser accedido a través de la barrera (ver
foto)?La altura de la barrera es de 1000 mm y la altura de la zona peligrosa es de
1000mm.
La distancia mínima de seguridad puede ser definida sobre la base de la norma ČSN
EN 294. Para un agujero en el rango de 40 a 120 mm, la distancia de seguridad
mínima es de 850 mm.
39.
Pregunta: ¿A qué distancia mínima desde la zona de peligro debe ponerse la
barrera física, si la zona puede ser accedida a través de la barrera con los
miembros inferiores (ver foto)? La altura de la construcción de seguridad es de
450 mm.
La distancia mínima de seguridad puede ser definida sobre la base de la norma ČSN
EN 811. Para una altura de la construcción de seguridad dentro del rango de 400 a
600 mm y el caso del tipo de acceso expuesto en la foto anterior, la distancia de
seguridad mínima es de 800 mm.
40.
Pregunta: Listar los requisitos para los componentes de la unidad de
alimentación de potencia.
Entre dichos componentes se pueden citar por ejemplo, el árbol de transmisión, la
correa de transmisión y otros tipos de engranajes de transmisión. Los riesgos que
pueden ser causados por estos componentes deben ser prevenidos por medio de una
cubierta de protección bien fija o bien móvil. La cubierta de protección móvil debe
bloquear los movimientos peligrosos mediante la prevención antes de que los peligros
surjan.
41.
Pregunta: Listar los requisitos para la función de parada de Emergencia.
Cada puesto que permita la puesta en marcha del robot o el inicio de cualquier otra
situación de peligro, debe contar con la opción de control manual de la función de
parada de emergencia, que:
 debe funcionar como una parada de categoría 0 o como una parada de
categoría 1 (la selección de la categoría de parada de emergencia depende de los
resultados de la evaluación de riesgos);
 debe ser superior a todas las demás funciones y actividades en todos los
regímenes (tiene prioridad más alta);
 permite la parada en caso de cualquier peligro;
 desconecta el suministro de energía a todas las unidades de robot (parada de
categoría 0), o debe ser operado en una manera que permite detener el
movimiento peligroso tan pronto como sea posible (parada de categoría 1) sin
permitir que surjan otros riesgos;
 donde se utiliza más de una unidad de control , las órdenes de parada de
emergencia eficaz debe ser dada por cualquier unidad de control
 deberá eliminar cualquier otro peligro resultante de operar el robot;
 permanecerá activa hasta el momento en que se lleve a cabo el
restablecimiento (reset) y
 el restablecimiento (reset) debe ser realizado exclusivamente de forma
manual y no produce un reinicio del sistema, sólo lo permite.
42.
Pregunta: Listar los requisitos para velocidad reducida.
Si se elige la operación con velocidad reducida , la velocidad de la brida de fijación del
actuador final y del punto de referencia del objeto manipulado no debe exceder de 250
mm / seg.
El control a velocidad reducida deberá estar construido y llevado a cabo de tal manera
que, en caso de cualquier defecto racionalmente esperable (función incorrecta), esta
velocidad no sea sobrepasada.
43.
Pregunta: ¿Está el entorno de trabajo robotizado mostrado en la imagen
adecuadamente protegido? Si no, ¿qué cambios deben aplicarse para obtener la
máxima protección?
La puerta de atrás no está salvaguardada. Tiene que ser equipada con un sensor de
puerta de seguridad.
44.
Pregunta: ¿Con qué más se debe equipar el entorno de trabajo robotizado de la
imagen con el fin de cumplir con las normas de seguridad?
No existe ningún botón de parada de seguridad en el entorno de trabajo robotizado.
Cada posible entrada debe estar equipada con un botón de parada de seguridad.
45.
Pregunta: Listar los requisitos para el suministro de energía.
El equipamiento del robot debe permitir que cada una de sus fuentes de alimentación
peligrosas (por ejemplo, eléctrica, mecánica, hidráulica, neumática, etc.) pueda ser
desconectada, generando un bloqueo del interruptor de salida o cualquier otra forma
de bloqueo de seguridad.
46.
Pregunta: ¿Qué sensores de seguridad pueden ser utilizados para la
salvaguardia de las entradas de los espacios individuales de trabajo 1 y 2?
- La primera opción es usar un escáner láser de seguridad común, que ha sido
programado por separado, tanto para el espacio 1 como para el espacio 2.
- Como alternativa, se pueden utilizar dos barreras fotoeléctricas de seguridad (para
cada espacio se utiliza una barrera fotoeléctrica independiente)
- Otra opción sería utilizar alfombras de seguridad (una alfombra de seguridad
independiente para cada espacio)
47.
Pregunta: Listar los requisitos para energía acumulada.
El operador del robot (ajustador, trabajador de mantenimiento) debe disponer de
medios que permitan una liberación controlada de la energía acumulada. Cada fuente
de energía acumulada (por ejemplo, aire comprimido / cilindro de almacenamiento de
líquidos, condensador, batería, resorte, volante de inercia) debe estar provisto de una
etiqueta de seguridad apropiada.
48.
Pregunta: Listar los requisitos para los elementos de control.
La construcción y el diseño de los elementos de control deben ser capaces de prevenir
la manipulación no intencionada (con un interruptor de bloqueo por llave o botón
cubierto). El estado de los elementos de control debe estar claramente indicado (por
ejemplo, suministro de energía en marcha "on", detección de error, funcionamiento
automático) y estará descrito de una manera que permite visualizar claramente su
función. La construcción y el diseño del sistema operativo de un robot debe garantizar
que, en caso de que el robot es operado por un dispositivo de programación (panel),se
evita su activación o cambio en la selección de los controles locales desde cualquier
otra fuente (por ejemplo, un segundo panel)
49.
Pregunta: Listar los requisitos para casos de interrupción o fluctuación del
suministro de energía.
La construcción y el diseño de robots y actuadores finales no puede permitir que una
interrupción o variación de la alimentación de energía eléctrica, hidráulica, neumática o
vacío pueda generar una situación peligrosa. Elementos mecánicos independientes de
la fuente de alimentación (por ejemplo, resortes) deben ser empleado para sujetar el
objeto manipulado y, cuando sea posible, la alimentación será utilizada sólo para
liberar el objeto manipulado. Cuando esto no sea posible, la posibilidad de situaciones
de riesgo debe ser evitada por otros medios de protección de seguridad (bloqueo
hidráulico, acumuladores de energía, etc.). La restauración (reset) de la fuente de
alimentación no implicará un movimiento automático de un robot o de su actuador.
50.
Pregunta: Lista de requisitos para la parada de seguridad.
El robot debe tener al menos un circuito de corte de seguridad (categoría de parada 0
o 1) garantizando la conexión con los sistemas externos de protección, donde:
- La parada de categoría 0, representa una parada del robot en la que el suministro de
la energía para controlar los elementos del robot se elimina inmediatamente (la
llamada parada no controlada) y
- La parada de categoría 1 representa una parada controlada del robot, donde los
elementos de control del robot se alimentan con energía para llegar a la parada
(después de la parada, se elimina el suministro de energía).
Tras la activación del dispositivo de protección externa, el circuito de corte de
seguridad debe iniciar una parada de todos los movimientos del robot, la supresión del
suministro de energía a todas las unidades y evitar que puedan surgir otras
situaciones peligrosas derivadas del control del sistema hasta la parada. La parada se
puede iniciar manualmente o con la ayuda de la lógica de control.
51.
Pregunta: Listar los requisitos para los equipos eléctricos.
La construcción y el diseño de los equipos eléctricos del robot debe cumplir con los
requisitos correspondientes a IEC 60204-1. Dicha norma especifica los requisitos y las
instrucciones para el equipo eléctrico de las máquinas, centrándose en la seguridad
del personal y las propiedades, la consistencia en la reacción de la señal de control y
facilidad de mantenimiento.
52.
Pregunta: Explicar el concepto de "daño".
Harm is physical injury or medical case, damage to property or farm animals.
53.
Pregunta: Explicar el concepto de "peligro".
Peligro es la potencial generación de daño (lesión).
54.
Pregunta: Explicar el concepto de "riesgo".
El riesgo es la combinación de la probabilidad de ocurrencia de un daño (accidente) y
su gravedad.
55.
Pregunta: Explicar el concepto de "actuador final".
El actuador final es un dispositivo especialmente fabricado para ser conectado a una
interfaz mecánica, que permite al robot llevar a cabo su función.
56.
Pregunta: Explicar el concepto de "sistema robotizado".
Un sistema robotizado (sistema de robot industrial) es un sistema que incluye a un
robot, un actuador final (actuadores finales) y el equipamiento, dispositivo o sensores
necesarios por el robot para realizar su función
57.
Pregunta: Explicar el concepto de "espacio máximo".
Espacio máximo es el espacio que comprende las partes móviles de los robots
especificadas por el fabricante, y, además, el espacio que comprende el actuador final
y la pieza de trabajo
58.
Pregunta: Explicar el concepto de "espacio restringido".
Espacio restringido es una parte del espacio máximo limitada por medios restrictivos,
que establecen límites que no deben ser superados
59.
Pregunta: Explicar el concepto de "espacio de maniobra".
Espacio de maniobra (espacio de funcionamiento) es la parte del espacio restringido,
donde se ejecutan todos los movimientos ordenados desde el programa de usuario.
60.
Pregunta: Explicar el concepto de "uso previsto de un robot".
El uso previsto de un robot es el uso de un robot en el cumplimiento de la información
que se indica en las instrucciones de uso.