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UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE
FACULTAD DE INGENIERIAS
MANUAL DE ROBOTICA Y C.N.C.
BARRANQUILLA 2003
1
CONTENIDOPágina Nº
PROPUESTA DE REGLAMENTO 5
INTRODUCCION 8
HISTORIA Y EVOLUCION DE LOS ROBOT 10
DEFINICION 11
GRADOS DE LIBERTAD 11
COMPONENTES 15
MORFOLOGIA DEL ROBOT 16
ESTRUCTURA MECANICA 16
TIPOS DE ARTICULACIONES 18
TRANSMISION/REDUCTOR 21
ACTUADOR 21
ACTUADORES NEUMATICOS 22
ACCIONAMIENTOS HIDRAULICOS 23
MOTORES ELECTRICOS 23
MOTORES PASO A PASO 24
MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA 25
MEDIDA DE LA POSICION Y LA VELOCIDAD 26
POTENCIOMETRO 26
RESOLVERS Y SINCRORESOLVERS 27
ENCODER INCREMENTAL 28
ENCODER ABSOLUTO 28
INDUCTOSYN – REGLA MAGNETICA 28
REGLA OPTICA 29
UNIDAD DE CONTROL Y PROGRAMACION 29
CONTROL DEL EQUIPO DE LA CELULA DE FABRICACION FLEXIBLE 29
PERCEPCION DEL ENTORNO 29
SENSORES EXTERNOS (CONTACTO, TACTILES,DE ESFUERZO) 29
SENSORES DE PROXIMIDAD Y DISTANCIA (INDUCTIVOS, 31
2
CAPACITIVOS, FOTOELECTRICOS, ULTRASONICOS, LASER. VISION
ARTIFICIAL)
EFECTOR FINAL 34
SCORBOT ER V PLUS 36
SCORBOT ER V PLUS. ESPECIFICACIONES TECNICAS. 36
ROBOTVISIONpro 37
PROGRAMACION ACL 50
C.N.C. OBJETIVOS 52
HISTORIA Y EVOLUCION DE LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS DE
CONTROL NUMERICO
53
CONCEPTOS GENERICOS 53
CONTROL CNC. DIFERENCIAS ENTRE LA TECNICA NC Y LA TECNICA
CNC.
54
PROLIGHT 3000. ESPECIFICACIONES TECNICAS 58
BENCHMAN VMC 4000. ESPECIFICACIONES TECNICAS 62
PROGRAMACION BASICA CNC 69
USO DEL G77 70
USO DEL G72 Y G73 71
PROGRAMAS DE EJEMPLOS 77
ACTIVIDAD Nº 1 ROBOTICA 80
ACTIVIDAD Nº 2 ROBOTICA 82
ACTIVIDAD Nº 3 ROBOTICA 84
ACTIVIDAD Nº 4 ROBOTICA 86
ACTIVIDAD Nº 1 C.N.C. 88
ACTIVIDAD Nº 2 C.N.C. 90
ACTIVIDAD Nº 3 C.N.C. 91
ACTIVIDAD Nº 4 C.N.C. 92
BIBLIOGRAFIA 93
3
REGLAMENTO LABORATORIO DE ROBOTICA Y CNC
1. El uso del laboratorio en horarios y asignaturas no programadas, será autorizado únicamente
en forma escrita por el Decano y/o Vicedecano.
2. Está terminantemente prohibido ingresar al laboratorio con alimentos, comer, fumar o en
estado mental o psicológico anormal; que pueda originar problemas o alterar el normal
funcionamiento de este.
3. Será obligatorio el uso de bata blanca dentro del laboratorio.
4. Si algún equipo, dispositivo, instrumento, herramienta, mueble o accesorio fuese destruido,
dañado o roto, quemado, afectado o faltase; deberá ser repuesto por los alumnos a quienes se
le hubiere asignado.
5. Quienes incurrieren en las faltas anteriores u otras, deberán concurrir ante un comité formado
por: el Decano, Vicedecano, Encargado del laboratorio y el docente a cargo en el momento de
la falta.
6. Si el laboratorio fuese común a todas las facultades de ingeniería, entonces deberá participar
en tal decisión los decanos respectivos.
7. Si la falta cometida por él o los estudiantes fuese de extrema gravedad , le será presentado un
informe completo sobre lo acaecido al Consejo Directivo, a fin de que tome la decisión que
corresponda.
8. Es de obligatorio cumplimiento presentar el carnet, para la realización de todos los
laboratorios.
4
9. Se llevará un registro de las actividades, docentes, alumnos, fecha y hora, y equipos utilizados
en cada práctica.
10. No se aceptará a estudiantes que ingresen después de 15 minutos de haberse iniciado la hora de
clase.
11. Los docentes que estén a cargo del laboratorio respectivo, deberán mantener el control, la
disciplina, aseo y velar por el uso correcto de los equipos, durante el tiempo que dura el desarrollo
del mismo.
5
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBEFACULTAD DE INGENIERIAS
LABORATORIO DE ROBOTICA
INTRODUCCIONINTRODUCCION
6
Aunque la imagen del robot como una máquina a semejanza del ser humano subyace desde hace
muchos siglos, esta idea ha derivado en la actualidad por los caminos de la Biogenética y la
Bioingeniería.
El robot industrial que se conoce y utiliza en nuestros días, no surge con la finalidad de reproducir
seres vivientes, sino con el objeto de aumentar la productividad, mejorar la calidad de las piezas
fabricadas y evitar la realización de trabajos tediosos o que pongan en riesgo la vida del hombre.
George Devol es considerado el padre de la Robótica Industrial y a él se debe la patente de un
manipulador programable en 1956, que fue el inicio del robot industrial.
Entre los aportes fundamentales de la Robótica Industrial, se destacan los siguientes:
1. Aumento de la productividad.
2. Mejora de la flexibilidad, en la adaptación de la producción a series cortas.
3. Rápida amortización por sustitución de la mano de obra, mayor duración de las herramientas,
menor pérdida de material y tiempos de mantenimiento mas cortos.
4. Mayor calidad en los productos.
5. Optimización del rendimiento de las máquinas relacionadas con el robot.
6. Disminución del stock de productos terminados.
7. Realización de trabajos en condiciones y ambientes hostiles y peligrosos.
La robótica abre una nueva y decisiva etapa, en el actual proceso de mecanización y automatización
de los procesos de producción.
Este proceso consiste esencialmente, en la sustitución de máquinas o sistemas que realicen
operaciones concretas, por dispositivos mecánicos de uso general, dotados de varios grados de
libertad en sus movimientos y capaces de adaptarse a la automatización de un número muy variado
de procesos y operaciones.
7
La robótica se ha caracterizado por el desarrollo de sistemas cada vez más flexibles, versátiles y
polivalentes, mediante la utilización de nuevas estructuras mecánicas y de nuevos métodos de
control y percepción.
La construcción de un robot, ya sea una máquina que camine como el hombre o un manipulador sin
rostro para una línea de producción; es fundamentalmente un problema de control. Se destacan dos
aspectos principales:
Mantener la repetibilidad y precisión del proceso, en condiciones variables.
Conseguir mediante programación, que el robot ejecute una secuencia de operaciones
previamente determinadas.
8
HISTORIA Y EVOLUCION DEL ROBOT
La palabra "ROBOT", es de origen checo y significa siervo o esclavo. Fue inventada por el escritor
checo Karel Capek (1890-1938) en su obra teatral R.U.R., estrenada en Europa en 1920.
El concepto de máquinas automatizadas se remonta a la antigüedad, con mitos de seres mecánicos
vivientes. Los autómatas, o máquinas semejantes a personas, ya aparecían en los relojes de las
iglesias medievales, y los relojeros del siglo XVIII, eran famosos por sus ingeniosas criaturas
mecánicas.
Algunos de los primeros robots empleaban mecanismos de retroalimentación para corregir errores
durante el proceso, mecanismos que siguen empleándose actualmente. Un ejemplo de control por
retroalimentación es un tanque de conservación, que emplea un flotador para determinar el nivel del
agua. Cuando el agua cae por debajo de un nivel determinado, el flotador baja, abre una válvula y
deja entrar más agua en el bebedero. Al subir el agua, el flotador también sube, y al llegar a la altura
predeterminada se cierra la válvula y sistema corta el paso del agua.
El primer controlador con retroalimentado, fue el regulador de Watt, inventado en 1788 por el
ingeniero británico James Watt. Este dispositivo constaba de dos bolas metálicas unidas al eje
motor de una máquina de vapor y conectadas con una válvula que regulaba el flujo de vapor. A
medida que aumentaba la velocidad de la máquina de vapor, las bolas se alejaban del eje debido a la
fuerza centrífuga, con lo que cerraban la válvula. Esto hacía que disminuyera el flujo de vapor a la
máquina y por tanto la velocidad de la misma.
El control por retroalimentación, el desarrollo de herramientas especializadas y la división del
trabajo en tareas más pequeñas que pudieran realizar obreros o máquinas fueron ingredientes
esenciales en la automatización de las fábricas en el siglo XVIII. A medida que mejoraba la
tecnología, se desarrollaron máquinas especializadas, para tareas como poner tapones a las botellas
o verter caucho líquido en moldes para neumáticos. Sin embargo, ninguna de estas máquinas tenía
la versatilidad del brazo humano, y no podían alcanzar objetos alejados y colocarlos en la posición
deseada.
9
El desarrollo del brazo artificial multiarticulado, o manipulador, conllevó al moderno robot. El
inventor estadounidense George Devol desarrolló en 1954 un brazo primitivo que se podía
programar para realizar tareas específicas.
En 1975, el ingeniero mecánico estadounidense Victor Scheinman, cuando estudiaba en la
Universidad de Stanford, en California, desarrolló un manipulador polivalente realmente flexible
conocido como Brazo Manipulador Universal Programable (PUMA, siglas en inglés). El PUMA era
capaz de mover un objeto y colocarlo en cualquier orientación en un lugar deseado que estuviera a
su alcance. El concepto básico multiarticulado del PUMA es la base de la mayoría de los robots
actuales.
En los años setenta se empiezan a emplear manipuladores con brazos articulados, para la carga y
descarga de máquinas industriales; las cuales se programaban a través de una memoria. El robot
industrial surge con base en ordenadores, para controlar los movimientos del mismo. Las
principales características de un robot son: movilidad, gobernabilidad, autonomía, polivalencia y la
repetibilidad,
1. La movilidad puede ser de dos tipos: traslacional, cuando el robot se mueve de un sitio para
otro; y articulada o rotacional cuando gira su cuerpo y brazos.
2. La gobernabilidad depende del programa a través del cual se le comunican las instrucciones,
bien sea directamente en el robot, o por medio de un ordenador exterior.
3. La autonomía depende de los actuadores o sensores que lleve incorporados, para que pueda
conocer su entorno y así posicionarse correctamente.
4. La polivalencia indica la capacidad de adecuación del robot para realizar tareas diferentes.
5. La repetibilidad, es la precisión con la cual llega el robot al punto programado, todas las veces
que este sea enviado.
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DEFINICIÓN
Mikell Groover, en su libro Automation, Production Systems and Computer Integrated Manufacturing, define al robot industrial como:
"...una máquina programable, de propósito general, que posee ciertas características antropomórficas, es decir, con características basadas en la figura humana..."
La definición más comúnmente aceptada, es aquella de la RIA (Asociación de Industrias de Robótica); que coincide con la ISO (Organización Internacional de Estándares); que definen al robot industrial como:
“...Manipulador multifuncional reprogramable, con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales según trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas....”
Cabe destacar que la característica antropomórfica más común en nuestros días es la de un brazo mecánico, el cual realiza diversas tareas industriales. Existen en el mercado diversas empresas dedicadas a la fabricación de robots industriales por lo que existen diferentes marcas y modelos. Estos últimos son normalmente asignados para identificarlos o de acuerdo a su función.
GRADOS DE LIBERTAD
Sin duda, una de las principales características que definen a los robots lo constituye los "grados de libertad" que posea. Hablar de "grados de libertad" equivale a decir el número y tipo de movimientos del manipulador. Observando los movimientos del brazo y de la muñeca, podemos determinar el número de grados de libertad que posee un robot.
A la muñeca de un manipulador le corresponden los siguientes movimientos o grados de libertad: giro (hand rotate), elevación (wrist flex) y desviación(wrist rotate).
“Grado de libertad, es cada movimiento independiente que puede realizar una articulación conGrado de libertad, es cada movimiento independiente que puede realizar una articulación con respecto a la anterior”.respecto a la anterior”.
Los grados de libertad del brazo de un manipulador están directamente relacionados con su anatomía y configuración.
COMPONENTES
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El componente principal lo constituye el manipulador, el cual consta de varias articulaciones y sus elementos. (Fig. 1)
Las partes que conforman el manipulador reciben los nombres de: cuerpo, brazo, muñeca y
efector final (Fig. 2 y 3). Al efector final se le conoce comúnmente como sujetador o gripper.
Cada articulación provee al robot como mínimo un "grado de libertad". En otras palabras, las
articulaciones permiten al manipulador realizar movimientos (Fig. 4):
12
Fig. 1
Fig. 2 Fig. 3
Lineales que pueden ser horizontales o verticales.
Por articulación.
(En los dos casos la línea roja representa la trayectoria seguida por el robot).
Además del manipulador, los otros elementos que forman parte del robot son un controlador,
mecanismos de entrada y salida de datos; y dispositivos especiales.
El controlador del robot (Fig. 5), como su nombre lo indica, es el que controla cada uno de los
movimientos del manipulador y guarda sus posiciones. El controlador recibe y envía señales a otras
Máquinas - herramientas (por medio de señales de entrada/salida) y almacena programas.
Los mecanismos de entrada y salida, más comunes son: teclado, monitor y caja de comandos
llamada "teach pendant" (Fig. 5).
En la figura 5 puede verse un controlador (computer module) que envía señales a los motores de
cada uno de los ejes del robot, la caja de comandos ("teach pendant") la cual sirve para enseñarle
las posiciones al manipulador del robot.
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Fig. 4
Fig. 5
La figura 6 muestra un "teach pendat" para un tipo de robot industrial.
Los dispositivos de entrada y salida permiten introducir y, a su vez, ver los datos del controlador.
Para enviar instrucciones al controlador y para editar los programas del control, comúnmente se
utiliza una computadora adicional (Fig. 7).
Es necesario aclarar que algunos robots únicamente poseen uno de estos componentes. En estos
casos, uno de los componentes de entrada y salida permite la realización de todas las funciones.
Esto lo podemos ver en el robot Júpiter, el cual se puede programar utilizando el "teach
pendant". En el caso del robot del AS/RS, éste se puede programar y enseñar sus posiciones a
través de un teclado y monitor conectado directamente al controlador (Fig. 8).
14
Fig. 6
Fig. 7
En otros casos, es indispensable conectar una computadora al controlador del robot. Ejemplo de ello
es el robot Move Master (Mitsubishi), el cual requiere una computadora externa para realizar y
cargar los programas del controlador.
PRECISION DE MOVIMIENTOSPRECISION DE MOVIMIENTOS
Depende de tres factores: la resolución espacial, la exactitud y la repetibilidad.
La resolución espacial se define como el incremento más pequeño de movimiento que puede ejecutar un robot. Depende directamente del control del sistema y de las inexactitudes mecánicas del robot.
La exactitud se refiere a la capacidad de un robot para situar el extremo de su muñeca en un punto señalado dentro del volumen de trabajo.
La repetibilidad se define como la capacidad del robot, de regresar al punto que se le programó las veces que sean necesarias.
MORFOLOGIA DEL ROBOTMORFOLOGIA DEL ROBOT
Los elementos que conforman un robot son:
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Fig. 8
Estructura mecánica
Transmisiones
Sistema de accionamiento
Sistema sensorial
Sistema de control Elementos terminales
ESTRUCTURA MECANICAESTRUCTURA MECANICA
Un mecanismo es un medio para transmitir controlar o limitar movimiento relativo.
Mecánicamente el robot está formado por eslabones consecutivos, unidos por articulaciones que permiten un movimiento relativo entre cada uno de ellos.
TIPOS DE ARTICULACION TIPOS DE ARTICULACION
Recordando que, Grado de libertad es cada movimiento independiente que puede realizar unaRecordando que, Grado de libertad es cada movimiento independiente que puede realizar una articulación con respecto a la anterior. Se define el concepto de articulación como el elemento dearticulación con respecto a la anterior. Se define el concepto de articulación como el elemento de unión entre los ejes del robot. Los diferentes tipos pueden observarse en la figura 9.unión entre los ejes del robot. Los diferentes tipos pueden observarse en la figura 9.
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Las diferentes combinaciones de articulaciones en un robot, permiten crear variadasLas diferentes combinaciones de articulaciones en un robot, permiten crear variadas configuraciones con características a tener en cuenta en su diseño y construcción (Fig. 10).configuraciones con características a tener en cuenta en su diseño y construcción (Fig. 10).
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Fig. 9
TRANSMISIONES/REDUCTORES
Transmisión: Conjunto de sistemas eléctricos, hidráulicos o mecánicos utilizados para enviar la energía desde la fuente (actuadores) a los elementos motrices (articulaciones).Los sistemas de accionamiento o impulso, suministran al robot, la energía necesaria para mover las articulaciones. Son dispositivos para conversión de energía, que transforman una potencia eléctrica, hidráulica o neumática en una potencia mecánica. Los elementos básicos de accionamiento pueden clasificarse en motores que son capaces de presentar rotación continua y los actuadores que están limitados en su movimiento ya sea lineal o giratorio.
El uso potencial de actuadores en el campo de la robótica permite diferenciar entre actuadores directos e indirectos.
Los impulsores directos no tienen enlaces mecánicos entre el actuador y el eslabón del impulsor. Los cilindros, motores hidráulicos y neumáticos pueden usarse como actuadores directos debido a sus elevadas capacidades de generación de fuerzas y pares. Los directos son compactos, permiten su instalación en las articulaciones, a la vez que son sencillos y fáciles de mantener.
Los impulsores indirectos requieren una transmisión mecánica entre el actuador y el elemento impulsado, generalmente con el propósito de incrementar la fuerza y el par de salida. Estas
18
Fig 10
transmisiones pueden adoptar forma de engranajes, tornillos sinfín, impulsores armónicos, bandas, cadenas, etc. Si los actuadores se pueden colocar cerca de la base, existe una doble ganancia: la carga del hombro se reduce y disminuye la deflexión (desviación) de los brazos.
Un buen sistema de transmisión tiene las siguientes características:
Dimensiones pequeñas Peso reducido Minimiza las holguras o juegos Optimo rendimiento Soporte de funcionamiento continuo a un par elevado Albergar grandes distancias
La clasificación de los sistemas de transmisión, están basados en los tipos de movimientos posibles, en la entrada y en la salida: lineal o circular (tabla Nº 1).
Tabla Nº 1
Entrada/salidaEntrada/salida TipoTipo VentajaVentaja Inconvente Inconvente
Circular-circular Engranaje Pares altos HolgurasCorrea dentada Dist. Grande -Cadena Dist. Grande RuidoParalelogramo - Giro limitadoCable - Deformabilidad
Circular-lineal Tornillo sin fin Poca holgura RozamientoCremallera Holg. Media Rozamiento
Lineal-circular Parale. Artic. - Control dificilCremallera Holg. media Rozamiento
REDUCTORESREDUCTORES
Son los encargados de adaptar el par y la velocidad de la salida del actuador a los valores adecuados para el movimiento de los elementos del robot.
Al contrario de las transmisiones, existen determinados sistemas usados de manera preferente en los robots industriales. Esto se debe a que los robots utilizados en robótica se les exige unas condiciones de funcionamiento muy restrictivas, esto debido a las altas prestaciones que se le piden al robot en cuanto a precisión y velocidad de posicionamiento.
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Tabla Nº 2
Características Valores típicosRelación de reducción 50 / 300Peso y tamaño 0.1 / 30 kgMomento de inercia 10-4 kg m2Velocidades de entrada máxima 6000 / 7000 rpmPar de salida nominal 5700 NmPar de salida máximo 7900 NmJuego angular 0 / 2 “Rigidez de torsión 100 / 2000 Nm/radRendimiento 85 % 98 %
Se buscan reductores de bajo peso, reducido tamaño, bajo rozamiento y que al mismo tiempo seanSe buscan reductores de bajo peso, reducido tamaño, bajo rozamiento y que al mismo tiempo sean capaces de realizar una reducción elevada de velocidad en un único paso. Se tiende también acapaces de realizar una reducción elevada de velocidad en un único paso. Se tiende también a minimizar su momento de inercia, de negativa influencia en el funcionamiento del motor.minimizar su momento de inercia, de negativa influencia en el funcionamiento del motor.
Los reductores por motivo de diseño, tienen una velocidad máxima de entrada admisible, que como regla general aumenta a medida que disminuye el tamaño del motor.
Puesto que los robots trabajan en ciclos cortos que implican continuos arranques y paradas, es dePuesto que los robots trabajan en ciclos cortos que implican continuos arranques y paradas, es de gran importancia que el reductor sea capaz de soportar pares elevados puntuales. También se buscagran importancia que el reductor sea capaz de soportar pares elevados puntuales. También se busca que el ángulo de giro del eje de salida sea lo menor posible.que el ángulo de giro del eje de salida sea lo menor posible.
Es importante que los reductores para robótica, posean una alta rigidez de torsión, definida como el par que hay que aplicar sobre el eje de salida, para que, manteniendo bloqueado el de entrada, aquel gire un ángulo unitario.
Los reductores para robots más comúnmente usados son los de las empresas Harmonic Drive yLos reductores para robots más comúnmente usados son los de las empresas Harmonic Drive y
Cyclo-Getriebebau (Fig. 11).Cyclo-Getriebebau (Fig. 11).
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Fig. 11
Accionamiento directo: aquellos en que el eje del actuador se conecta directamente a la carga o articulación, sin la utilización del actuador intermedio.
Este tipo de accionamiento aparece a raíz de la necesidad de utilizar robots en aplicaciones que exigen combinar gran precisión con alta velocidad. Los reductores introducen una serie de efectos negativos como son juego angular, rozamiento o disminución de la rigidez del accionador, que pueden impedir alcanzar los valores de precisión y velocidad requeridos.
Las principales ventajas que se derivan de la utilización de accionamientos directos son las siguientes:
Posicionamiento rápido y preciso, pues se evitan los rozamientos y juegos de las transmisiones y reductores.
Aumento de las posibilidades de controlabilidad del sistema a costa de una mayor complejidad.
Simplificación del sistema mecánico al eliminarse el reductor.
El principal problema que existe para la aplicación practica de un accionamiento directo radica en el motor a emplear. Debe tratarse de motores que proporcionen un par elevado (unas 50-100 veces mayor que un reductor) a bajas revoluciones (las de movimiento de la articulación) manteniendo la máxima rigidez posible.Se utilizan motores sincronos y de corriente continua sin escobillas, ambos fabricados con imanes especiales.Otro factor importante es la propia cinemática del robot. Colocar motores pesados y voluminosos junto a las articulaciones no es factible para todas las articulaciones del robot debido a las inercias que generan.
ACTUADORACTUADOR
Dispositivo motor que genera el movimiento determinado por el sistema de control, a partir de energía eléctrica, hidráulica o neumática.
Cada uno de estos sistemas presenta características diferentes, siendo preciso evaluarlas a la hora de seleccionar el tipo de actuador más conveniente. Las características a considerar son entre otras:
Potencia Controlabilidad Precisión. Peso y volumen. Velocidad. Mantenimiento. Costo.
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ACTUADORES NEUMATICOS
En ellos la fuente de energía es el aire a presión entre 5 y 10 bar. Dado que el aire es un fluido altamente compresible, se hace difícil un control preciso, tanto de la velocidad como de la posición, que depende directamente de la carga que soporta el eje. Por otra parte, esta misma propiedad presenta la ventaja de evitar los daños debidos a los efectos de sobrecarga.
En robótica se utilizan básicamente dos tipos de actuadores neumáticos:
Cilindros neumáticos. Motores neumáticos (de aletas rotativas o de pistones axiales).
En los primeros se consigue el desplazamiento de un émbolo encerrado en un cilindro, como consecuencia de la diferencia de presión a ambos lados, estos cilindros pueden ser de simple o doble efecto. En los primeros, el émbolo se desplaza en un sentido como resultado del empuje ejercido por el aire a presión, mientras que en el otro sentido se desplaza como consecuencia del efecto de un muelle, que recupera el émbolo a su posición original. En los cilindros de doble efecto, el aire a presión es el encargado de empujar en las dos direcciones, al poder ser inducido de forma arbitraria, en cualquiera de las cámaras.Normalmente, con los cilindros neumáticos sólo se persigue un posicionamiento en los extremos del mismo y no un posicionamiento continuo. Esto último se puede conseguir utilizando detectores de posición y controlando la distribución de aire a presión mediante servoválvulas.
Por su menor costo y sencillez es más frecuente el uso de cilindros que de motores en los robots de tipo neumático, consiguiéndose movimientos de rotación, acoplando un sistema de transmisión de tipo piñón y cremallera.
El accionamiento neumático se utiliza en robots de movimientos rápidos, de baja precisión y repetibilidad.
En los motores neumáticos se consigue el movimiento de rotación de un eje mediante aire a presión. Los dos tipos más usados son los motores de aletas rotativas y los motores de pistones axiales. En los primeros; sobre el rotor excéntrico están dispuestas las aletas de longitud variable. Al entrar aire a presión en uno de los compartimentos formados por las aletas y la carcasa, éstas tienden a girar hacia una situación en la que el compartimento tenga mayor volumen. Los motores de pistón axial tienen un eje de giro solidario a un tambor que se ve obligado a girar por las fuerzas que ejercen varios cilindros, que se apoyan sobre un plano inclinado. ACCIONAMIENTOS HIDRÁULICOS
Son análogos a los neumáticos, salvo que en este caso el fluido que se utiliza son aceites minerales a una presión comprendida entre los 50 y 100 bares
El aceite es de menor grado de comprensibilidad y es más viscoso que el aire, por lo que se hace, más adecuados que los actuadores neumáticos, para movimientos lentos, de mayor precisión y para
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manejo de grandes cargas. Al igual que en el caso de los neumáticos se utilizan cilindros, o motores, en función del movimiento deseado.
El control de posición de un actuador hidráulico es sencillo y directo, y además desarrolla pares o fuerzas suficientemente elevadas como para evitar el uso del reductor en la articulación.
Los primeros robots industriales fueron robots hidráulicos, dado que estos actuadores permiten una gran capacidad de carga y resultan en una buena relación entre la potencia y el peso del robot. Las series Unimate 2000 y 4000, que comenzaron a fabricarse hace veinte años, aun perduran en el mercado de robots de segunda mano.
En las aplicaciones en ambientes explosivos, como la de aplicación de pintura por proyección, los robots accionados hidráulicamente tienen una ventaja con respecto a los eléctricos, ya que la energía eléctrica que se precisa para los dispositivos de retroalimentación y para accionar las servoválvulas, es lo suficientemente pequeña como para no provocar una explosión en caso de liberarse.
MOTORES ELECTRICOS
Se trata de los motores más usados en los robots industriales actuales, debido a sus características de control, su sencillez, precisión y alta fiabilidad. Su mayor desventaja es su limitada potencia, por lo que normalmente requieren reductores de velocidad, con la consiguiente pérdida de precisión que ello supone.
Son tres los tipos de motores eléctricos que pueden incorporarse en las articulaciones de un robot: motores de corriente continua (CC), motores de corriente alterna (CA) síncronos y motores paso a paso.
Los primeros robots eléctricos utilizaban motores CC, dada la facilidad de su control. Actualmente y debido al desarrollo de la electrónica, son los motores de corriente alterna los que dominan en robótica, concretamente los brushless (sin escobillas) CA.
Motores Paso a Paso
Existen tres tipos de motores paso a paso: de imanes permanentes, de reductancia variable e híbrido. Los motores híbridos combinan el modo de funcionamiento de los dos anteriores.
En este tipo de motores, la señal de control consiste en un tren de pulsos que va actuando rotativamente sobre una serie de electroimanes dispuestos sobre el estator. El principio de funcionamiento de los motores paso a paso consiste en que, al suministrar un pulso de corriente al estator, el motor gira un determinado ángulo o paso. El ángulo girado por el motor se controla con el número de pulsos suministrados, y su velocidad, por la frecuencia de los pulsos.
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En este tipo de motores, el control de velocidad se realiza en lazo abierto, es decir, sin necesidad de dispositivos de captación. Este hecho simplifica enormemente su control.
En los últimos años se han mejorado considerablemente sus características técnicas, sobre todo en lo relativo al control, de forma que actualmente es posible fabricar motores paso a paso, capaces de desarrollar pares suficientes en pequeños pasos, para uso como accionamiento industrial.
La principal ventaja de estos tipos de motores es que permiten un posicionamiento simple y exacto. Además, son muy ligeros, fiables y fáciles de controlar. Entre los inconvenientes están su baja potencial nominal y su falta de suavidad en el funcionamiento a bajas velocidades. El mayor inconveniente reside en la pérdida de paso a consecuencia de una sobrecarga o una perturbación. Al tratarse de un sistema en lazo abierto, no existe forma de conocer la posición real del motor.
Motores de corriente continua.
En robótica, al igual que en otros campos en los que se precisan accionamientos de velocidad variable, los motores CC han sido los mas utilizados hasta hace algunos años, debido a que resultaba más sencillo el control de la velocidad, que en los de CA. Las velocidades de rotación que se consiguen con estos motores son del orden de 1.000 a 2.000 r.p.m., con un comportamiento muy lineal y bajas constantes de tiempo. Las potencias que manejan pueden llegar a los 10kw.
Los motores CC disponen de dos devanados: el inductor, situado en el estator, es el que genera el campo magnético, y el inducido en el rotor. Este último es alimentado a través del colector de delgas, en el que se apoyan unas escobillas.
Ambos devanados son alimentados con corriente continua. El colector funciona como un conmutador, sincronizado con el motor, manteniendo el desfase entre los campos magnéticos del rotor y el estator.
Los motores de excitación independiente son los que presentan mayor interés para la robótica. En este tipo de motores, el rotor y el estator son alimentados por fuentes de tensión independiente. El control de la velocidad se efectúa hasta la velocidad nominal del motor, actuando sobre la tensión de alimentación del rotor, manteniendo constante el flujo del estator. Se distinguen dos técnicas de control:
Variar la magnitud de la tensión aplicada al rotor. Este método no es del todo eficaz, especialmente a bajas velocidades.
Actuar sobre el tiempo durante el cual se aplica tensión al motor, manteniendo constante la magnitud de la misma. Al detectarse que el motor supera la velocidad deseada, se corta la alimentación, y viceversa. Este método de control de la velocidad se conoce como PWM (modulación del ancho de banda).
Los motores CC son controlados mediante referencias de velocidad. Estas normalmente son seguidas mediante un bucle de retroalimentación de velocidad analógica, que se cierra mediante una electrónica especifica. Sobre este bucle de velocidad se coloca otro de posición, en el que las
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referencias son generadas por la unidad de control, sobre la base del error entre la posición deseada y la real.
El motor CC presenta el inconveniente del obligado mantenimiento de las escobillas. Por otra parte, no es posible mantener el par con el rotor parado mas de unos segundos, debido al calentamiento que se produce en el colector.
Para evitar estos problemas se han desarrollado motores sin escobillas. En éstos, los imanes de excitación se sitúan en el rotor, y el devanado del inducido en el estator, con lo que es posible convertir la corriente mediante interruptores estáticos, que reciben la señal de conmutación de un detector de posición del rotor.
Motores de corriente alterna (síncronos)
El inductor se sitúa en el rotor y esta constituido por imanes permanentes, mientras que el inducido del estator está formado por tres devanados iguales decalados 360º/3 = 120º eléctricos y se alimentan con un sistema trifásico de tensiones. En estos motores, el rotor es arrastrado a la velocidad de sincronismo debido al campo giratorio generado por el estator. La velocidad de sincronismo es directamente proporcional a la frecuencia de alimentación inducida y varía inversamente, debido a la construcción de rotores sincronos sin escobillas y al uso de convertidores estáticos que permiten variar la frecuencia ( y así la velocidad de giro) con facilidad y precisión. Al tener conmutación electrónica, son aptos para ambientes explosivos.
Los avances que se han introducido en los últimos veinte años, en la construcción y control de motores eléctricos, los han hecho enormemente competitivos, principalmente por su facilidad de control y una buena relación de potencia/peso.
Actualmente, los motores que se utilizan para accionamientos de las articulaciones de un robot son motores brushless CA. Los accionamientos neumáticos prácticamente no se usan en articulaciones de robots, salvo para la última articulación de robots tipo SCARA, en los que se usan cilindros lineales. Sin embargo, en el accionamiento de pinzas, donde no se precisa gran capacidad de control y sí gran velocidad de respuesta, los accionamientos neumáticos están más extendidos que los eléctricos. También se utilizan sistemas neumáticos o hidráulicos como compensadores en robots de elevada capacidad de carga.
Medida de la posición y velocidad
Para controlar el movimiento de cada uno de los ejes de un robot es necesario conocer en todo instante tanto su posición como su velocidad. Por tanto, es necesario incorporar al sistema de transmisión de cada eje, un dispositivo que nos dé una medida de la posición y velocidad del accionamiento de dicho eje.
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La precisión en el posicionamiento no sólo dependerá de la resolución del sensor de posición, sino también de efectos no considerados como flexión de la estructura o juegos angulares introducidos por elementos reductores. En el caso de utilizar reductores, se debe notar que los requerimientos de resolución también se reducen cuando se coloca el sensor en el eje del motor.
Los traductores de posición son captadores capaces de medir la posición absoluta de un objeto, o la distancia recorrida desde un punto de referencia, generando a la salida una señal eléctrica proporcional a la magnitud que se desea medir. Los traductores de posición pueden ser clasificados atendiendo a dos criterios:
- En función del tipo de señal de salida que originen, se clasifican en analógicos y digitales.- En función del tipo de movimientos, en angulares y lineales.
En la tabla 3 se encuentra un resumen de las características de estos traductores, que se describen más en detalle a continuación.
Potenciómetro
Consiste en una resistencia sobre la que se desliza un contacto móvil. El contacto móvil divide la caída de tensión en la resistencia en dos. El valor de la tensión en el contacto móvil es proporcional a su posición.Las ventajas de la utilización de un potenciómetro son su reducido tamaño y bajo costo. Sin embargo, resulta un dispositivo de resolución insuficiente para la robótica.
Resolvers y sincroresolvers
Básicamente están formados por un rotor y un estator. En un resolver, este último consta de dos devanados, a 90º uno con respecto al otro. Al excitar el rotor con una señal alterna, en los devanados del estator se obtienen como salida dos señales senoidales de la misma frecuencia que la señal de entrada y desfasadas 90º entre sí. La amplitud de las señales de salida depende del ángulo existente entre rotor y estator. En los sincroresolvers, el estator tiene tres devanados desfasados 120º y, de igual modo, la amplitud de las señales de salida representa una medida del desplazamiento.
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Tabla 3. Transductores más comunes.
Traductor Medición Principio Ventajas DesventajasPotenciómetro Lineal/angular Tensión proporcional al
desplazamiento/ángulo girado
Económico, tamaño reducido.
Linealidad, incertidumbres mecánicas.
ResolverInductosyn
AngularLineal
Excitando el rotor se obtienen dos señales de salida, cuya amplitud es proporcional al desplazamiento.
Robusto, sencillo, económico.
Datos ambiguos.
EnconderIncremental
Regla óptica
Angular
Lineal
El giro del disco/regla produce los pulsos para contar en el fotorreceptor. Determinan la posición relativa respecto a la del origen.
Económico, sencillo, rango ilimitado
Errores acumulables, necesidad de una marca de cero.
Enconder absoluto
Angular Las señales de salida codificadas representan el ángulo del eje de giro. Determinan la posición absoluta.
Alta resolución. Rango limitado de medidas.
Actualmente se impone el uso de enconders ópticos como sensores de posición, se trata de dispositivos digitales y se diferencian dos tipos básicos de enconder: incremental y absoluto.
Enconder incremental
Básicamente está formado por tres elementos:
- Un disco con franjas transparentes y opacas alternadas, dispuestas en sentido radial.- Un emisor de luz o fotocélula colocado en una cara del disco.- Un receptor de luz en la cara opuesta al emisor.
Al girar el disco, el haz de luz del emisor resulta interceptado por las franjas opacas y las franjas transparentes y lo dejarán pasar, de modo que el receptor recibe pulsos de luz. La señal de salida del receptor consiste en trenes de impulsos, cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de giro del disco, y el número de pulsos, proporcional al ángulo girado por el disco.
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Con objeto de conocer la dirección de giro del disco, los encoders utilizan bien dos conjuntos emisor/receptor desfasados 90º entre sí, bien un disco con dos pistas de franjas desfasadas 90º una respecto a la otra. En ambos casos se obtienen como salida dos señales en forma de trenes de pulsos y desfasada 90º. Dependiendo de cuál de las dos señales de salida esté en avance de fase, se determina el sentido de la rotación del disco.
Las dos señales de salida del enconder se conectan a un contador, que se incrementará al detectar el giro en una dirección y decrementará en la dirección opuesta. El valor del contador indica el ángulo girado respecto a una posición de referencia, valor cero del contador.
Los enconders incrementales no determinan la posición absoluta de un eje, sino su posición relativa a la posición de origen. Por tanto, cada vez que se alimenta de nuevo el sensor, es decir cada vez que se arranca el robot, es necesario realizar una secuencia de búsqueda de ceros.
La resolución de los enconders incrementales es función del número de franjas del disco, y por tanto, está limitado por el tamaño de los sensores.
Enconder absoluto
Permiten conocer la posición absoluta de un objeto.
Se diferencian de los incrementales porque el disco cuenta con varias pistas concéntricas, con las franjas distribuidas siguiendo un código. El número de emisores/receptores es igual al número de pistas del disco. Las señales de salida representan, en forma de código, el ángulo del eje de giro del disco.
La resolución de un enconder absoluto se expresa como 2", siendo n el número de pistas del disco.
Se pueden utilizar diferentes tipos de codificación para el disco; los códigos más usuales son: binario, GRAY, BCD. El código binario presenta el inconveniente de que en algunos casos el avance de un paso al siguiente implica el cambio de estado de dos o más bits. Este problema se resuelve utilizando el código GRAY, cuya característica es que de un paso al siguiente sólo cambia el estado de un dígito.
Inductosyn-regla magnética
Es equivalente al resolver. Una regla de lectura con un devanado plano actúa como estator, y un cabezal de lectura con dos devanados desfasados 90ª, como rotor. El cabezal de lectura se desplaza sobre la regla.
28
Regla óptica
Es equivalente a un enconder incremental, en el disco se sustituye por una regla con franjas opacas y transparentes.
Al igual que en el caso de los traductores de posición, dentro de los traductores de velocidad se distingue entre dispositivos analógicos, tacómetro, digitales, enconder.
El enconder actúa como traductor tanto de posición como de velocidad. La velocidad de giro es proporcional a la frecuencia de las señales de salida.
El tacómetro actúa como un traductor de corriente continua, cuya tensión de salida es proporcional a la velocidad angular de su rotor. Otra posibilidad de obtener información acerca de la velocidad de giro de las articulaciones de un robot consiste en calcular la derivada temporal de la información, que la unidad de control posee acerca de la posición de las mismas.
UNIDAD DE CONTROL Y PROGRAMACION:
CONTROL DEL EQUIPO DE LA CELULA DE FABRICACION FLEXIBLE:
Relación robot-máquinas.
1. In/out digitales (binarias) y analógicas.
2. Ejes servocontrolados (encoder y sensores de posición)
PERCEPCION DEL ENTORNO
SENSORES EXTERNOS:
SENSORES DE CONTACTO: información sobre las fuerzas entre la pieza y el dispositivo en
el que se localiza el sensor.
29
1. Sensores táctiles: (finales de carrera, interruptores de posición). Pueden ser binarios
(presencia/ausencia) o analógicos, donde la señal es proporcional a la fuerza normal a la
superficie del sensor (cambio en la conductividad ante la deformación del material).
2. Sensores de esfuerzo: (potenciómetros y encoders) miden la fuerza y el momento aplicado en
el extremo del brazo y en el gripper.
SENSORES DE PROXIMIDAD Y DISTANCIA: binarios detectan un objeto en el campo
de trabajo. Los analógicos permiten conocer la posición entre el sensor y el objeto.
1. Campo cercano: se debe tener en cuenta la dimensión y forma de la pieza a detectar, de la
superficie activa, el tipo de material del objeto a detectar, las variaciones del voltaje de
alimentación y las variaciones de temperatura.
Inductivos: Consiste básicamente en un circuito oscilante LC, donde la bobina esta provista de
un núcleo de ferrita abierto a un lado, que constituye la cara sensible del sensor. Los cambios en
la inductancia son debido a la presencia de un objeto metálico. Su campo de trabajo debe ser
menor o igual a 60 mm.
Capacitivos: La cara sensible está constituida por condensadores del circuito oscilador. Los
cambios en la permeabilidad producen cambios en las condiciones de acoplamiento, lo que
lleva a cambios en las oscilaciones. Su campo de trabajo debe ser menor o igual a 20 mm.
2. Campo lejano: ultrasónicos y ópticos.
Detectores fotoeléctricos: se compone básicamente de un emisor de luz o de radiaciones
infrarrojas, asociadas a un fotoreceptor sensible. La detección del objeto se produce cuando se
interrumpe o se hace variar la intensidad del haz de luz. Algunas de las principales
características son: alcances largos, alineamiento riguroso, no se pueden usar con objetos
transparentes.
30
La otra posibilidad es montar el emisor y el receptor en un solo elemento, produciéndose laLa otra posibilidad es montar el emisor y el receptor en un solo elemento, produciéndose la
detección por un cambio en la luz reflejada que recibe el emisor. Este sistema reflex presenta lasdetección por un cambio en la luz reflejada que recibe el emisor. Este sistema reflex presenta las
siguientes características: Fácil y rápida instalación, alcances cortos y medios, entornos limpios ysiguientes características: Fácil y rápida instalación, alcances cortos y medios, entornos limpios y
no son adecuados para objetos lisos y transparentes.no son adecuados para objetos lisos y transparentes.
Sensores de proximidad ultrasónicos: se asemejan al sistema reflex. Su principio está basado
en la medida temporal entre el instante de emisión de una onda ultrasónica y el instante de
recepción de la señal reflejada por el objeto. La densidad del objeto afecta a la magnitud del
sonido reflejado. Su campo de acción es de 200 a 2000 mm.
Sensores láser para medición de distancias: se basan en la reflexión de un haz láser. En el
cabezal del sensor se dispone de uno o dos emisores y una cámara CCD. El haz de láser se
proyecta sobre el objeto y la luz reflejada por este es captada por la cámara. Conocido los
ángulos del emisor con la línea de base y su distancia a la cámara, por triangulación se puede
calcular la distancia entre el objeto y la cámara.
Visión artificial: Dentro de un sistema de visión artificial se diferencias dos aspectos: la
adquisición de imágenes y el tratamiento o procesamiento de las mismas.
En la adquisición de imágenes se distinguen los siguientes elementos:
-Cabezal sensor o cámara.
-Tarjeta digitalizadora.
-Sistema de iluminación.
El tratamiento de imágenes consiste en la aplicación de sucesivos algoritmos sobre las
imágenes adquiridas con el objeto de obtener la información para lo que se ha especificado el
sistema.
Son utilizados en inspección y control de calidad, guiado de robots y mediciones en una, dos y
tres dimensiones.
31
EFECTOR FINAL (GRIPPER)
El efector final (griper) es un dispositivo que se une a la muñeca del brazo del robot con la finalidad
de activarlo para la realización de una tarea específica. La razón por la que existen distintos tipos de
efectores finales es, precisamente, por las funciones que realizan. Los diversos tipos podemos
dividirlos en dos grandes categorías: pinzas y herramientas.
Las pinzas han sido diseñadas para que el robot cargue y descargue objetos, transporte material y
ensamble piezas.
Los tipos de pinzas más comunes pertenecen al tipo llamado pivotante. Los dedos de la pinza giran
en relación con los puntos fijos del pivote. De esta manera, la pinza se abre y se cierra. (Fig. 12)
32
Fig. 12
Otro tipo de pinzas se denomina de movimiento lineal. En este caso, los dedos se abren y se cierran
ejecutando un movimiento paralelo entre sí. (Fig. 13)
Al momento de diseñar una pinza deben tomarse en cuenta la forma y peso de la pieza de trabajo,
así como el tipo de movimiento que harán los dedos. Con estos lineamientos, se puede asegurar una
buena sujeción, de tal forma que la pinza no modifique o dañe la estructura de la pieza.
Una regla general es que la pinza debe sujetar a la pieza de trabajo de su centro de gravedad, esto
ocasiona que se anulen los momentos que se pudieran generar por el peso de la pieza de trabajo.
Para reducir los tiempos de ciclo en operaciones de carga y descarga de piezas a máquinas-
herramientas se pueden diseñar efectores finales con doble pinza.
Existen otros tipos de pinzas como ventosas, pinzas magnéticas y pinzas adhesivas.
Dependiendo de la aplicación se puede sustituir las pinzas por herramientas.
Ejemplo: el robot SCARA ha sido provisto de una herramienta, con el objeto de atornillar los relevadores que se utilizan en estas tarjetas.
El robot que aparece en la figura 14 tiene un dispositivo en su muñeca para aplicaciones de
soldadura.
En la figura 15 el efector final consiste de una serie de sensores que puede tener diversas
aplicaciones (medición, inspección).
33
Fig 13
Fig. 14
Fig 15
SCORBOT-ER Vplus
Brazo mecánico diseñado para el aprendizaje, con el avanzado controlador industrial multitarea
(ACL), proporciona una herramienta para funciones robóticas avanzadas (tales como trayectoria
continua, movimientos lineales y circulares, enseñanza por guiado de trayectoria, acceso a
parámetros de control, etc). El robot ideal para FMS y aplicaciones básicas de CIM.
34
Robot de enseñanza de trayectoria continua.
El SCORBOT-ERVplus es un sistema de robótica rápido, exacto, flexible y fiable, diseñado para aplicaciones de laboratorio, investigación y formación.
ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL SCORBOT ER V PLUS
Brazo MecánicoNúmero de ejes 5 mas pinzaConstrucción Vertical articuladoCampo de trabajo 610 mm. Velocidad Programable, máxima 600 mm/seg.
35
Fig. 16. SCORBOT ER V Plus de ESHED ROBOTEC
Carga máxima 1 Kg.Repetibilidad ±0.5 mm.Motores Servo motores DCTransmisión Engranajes, correasRetroalimentación Encoders ópticosPeso 10.8 Kg.ControladorTipo Autónomo, PID, tiempo real, multitarea, PWMEntradas/Salidas 16 entradas TTL
4 salidas por relé, 12 TTLFuente de alimentación de 12 Vdc.
Comunicaciones 1 puerto serie RS232, 8 puertos opcionalesLenguajes de programación
ACL (Lenguaje de Control Avanzado)SCORBASE para Windows
Sistemas de coordenadas
XYZ y de robot
ROBOTVISIONpro
Sistema de visión con software actualizado. Procesamiento de la imagen en tiempo real (512x512
pixels, 256 niveles de gris), capacidad multi-imagen y multi-cámara. Múltiples parámetros de visión
36
pueden ser fijados para cada aplicación. Selección de distintos tipos de análisis de formas y
medidas. Todo el software de control, datos e imágenes se presentan en un monitor SVGA.
PROGRAMACION EN ACL
1. Modos Operativos
Modo DIRECT: El comando se ejecuta automáticamente al presionar enter.
Modo EDIT: El comando debe hacer parte de una línea de programa ACL.
37
Fig. 16. ROBOT-VISIONpro de ESHED ROBOTEC
2. Sentencias de edición de Programas: List, listp, listpv, listvar, delp, delvar, dir, Remove, Free,
Copy, Rename, Stat, Ver, Undef.
*DIRECT
LIST *Muestra todas las líneas de código de todos los programas de usuario.
LIST DEMO *Muestra todas las líneas de código del programa DEMO
LISTP *Muestra un listado de todas las posiciones definidas, incluyendo los vectores de
posiciones.
LISTPV pos *Muestra las coordenadas Joint y Cartesianas para la Posición pos pregrabada.
LISTPV POSITION *Muestra las coordenadas Joint y Cartesianas para la Posición actual.
LISTVAR *Muestra un listado de todas las Variables de usuario y del Sistema definidas.
DIR *Muestra un listado de los programas de usuario.
REMOVE DEMO *Borra el programa DEMO
FREE *Muestra un listado de la Memoria de usuario disponible.
VER *Muestra la versión de la memoria EPROM ACL.
COPY prog1 prog2 *Crea un nuevo programa prog2 idéntico a prog1.
STAT *Muestra el estado del programa de usuario activo.
*DIRECT/EDIT
38
DELP pos *Borra la Posición o Vector de posiciones.(Pos puede ser una Posición o un Vector).
UNDEF pos *Borra el valor de la Posición, más esta sigue definida, pos puede ser un vector.
UNDEF X[5] *Borra el valor de la Posición del índex 5 del vector de posiciones X.
DELVAR N *Borra la Variable o Vector de Variables. (N es una Variable o un Vector de
Variables).
RENAME prog1 prog2 *Cambia el nombre de prog1 a prog2, prog1 debe estar creado.
3. Sentencias de Control: Con, Coff, Run, Priority, End, Wait, Suspend, Continue, Enable,
Disable, Stop.
*DIRECT
CON *Activa el control para todos los ejes.
CONA *Activa el control para todos los ejes del Grupo A.
CONB *Activa el control para todos los ejes del Grupo B.
COFF *Desactiva el control para todos los ejes.
COFFA *Desactiva el control para todos los ejes del Grupo A.
COFFB *Desactiva el control para todos los ejes del Grupo B.
ENABLED IN N *habilita la entrada N al sistema de Control. N es numérica de 1 a 16.
ENABLED OUT N * habilita la Salida N al sistema de Control. N es numérica de 1 a 16.
39
DISABLE IN N * deshabilita la entrada N al sistema de Control. N es numérica de 1 a 16.
DISABLE OUT N * deshabilita la salida N al sistema de Control. N es numérica de 1 a 16.
*DIRECT/EDIT
RUN DEMO *Ejecuta el programa DEMO
RUN DEMO N *Ejecuta el programa DEMO con una prioridad de N.
PRIORITY DEMO N *Coloca la prioridad del Programa DEMO en N. Donde N es Numérica.
1=Baja,...,10=Alta.
SUSPEND DEMO *Suspende la ejecución del programa DEMO
CONTINUE DEMO *Reasume la ejecución del programa DEMO (Previamente Suspendido).
*EDIT
WAIT X<Y *Suspende la ejecución del programa actual hasta que la condición sea verdadera
WAIT IN[J]=1 *Espera hasta que la Salida J este ON
STOP *Aborta la ejecución de todos los programas.
STOP DEMO *Aborta la ejecución del programa DEMO..
4. Sentencias de Posición y Trayectoria: Attach, here, Move/l/c/s, Home, Speed.
*DIRECT
40
DIMP VECTO[50] *Crea un VECTOR llamado VECTO, para guardar hasta 50 posiciones, del
grupo A.
ATTACH VECTO *Vincula un Vector VECTO de posiciones a posiciones del grupo A o B. N
*Luego proceda a grabar las posiciones del grupo relacionándolos con los índices del vector,
utilizando la botonera. Así mismo una Posición de vector grabada puede ser accesada oprimiendo
GO POSITION #índice.
ATTACH OFFA *Desvincula el VECTOR del grupo A.
ATTACH OFFB *Desvincula el VECTOR del grupo B.
ATTACH ? *Muestra el estado del Attach actual.
*DIRECT/EDIT
HERE pos *Pos es una Posición definida. Graba la Posición actual en pos, en coordenadas
JOINT.
HERER pos1 pos2 *Graba una Posición pos1 relativa a pos2. Si pos2 cambia, pos1 conserva
la distancia relativa a está Posición. Pos1 y Pos2 deben ser del mismo grupo.
HOME N *Referencia el eje N de MicroSwiches. N: 1 a 11.
HHOME N *Referencia el eje N de Impacto. N: 1 a 11.
SPEED N *N=1 a 100, asigna la velocidad para todos los ejes.
SPEEDA N *Asigna la velocidad de valor N para el Grupo A.
41
SPEEDB N * Asigna la velocidad de valor N para el Grupo B.
MOVE pos *Mueve a la Posición “pos” pregrabada. Movimiento JOINT.
MOVEL pos *Mueve linealmente a la Posición “pos” pregrabada. Movimiento XYZ.
MOVEC pos1 pos2 *Mueve el Robot en forma circular (Tomando como punto central el Gripper),
desde la Posición actual a la Posición pos1, pasando por pos2. Coordenadas Cartesianas.
MOVES VECTO 1 N *Mueve el eje a través de las posiciones consecutivas descritas por los
índices del Vector VECTO desde 1 hasta N. N es el índice máximo definido para VECTO de
posiciones absolutas.
*EDIT
MOVED pos *Mueve a la Posición pregrabada especificada por pos. El programa espera hasta
que éste se ejecute para seguir con la próxima instrucción. Movimiento JOINT.
MOVELD pos *Mueve linealmente a la Posición pregrabada especificada por pos. El programa
espera hasta que éste se ejecute para seguir con la próxima instrucción. Movimiento XYZ.
MOVECD pos1 pos2 *Mueve el Robot en forma circular(Tomando como punto central el
Gripper), desde la Posición actual a la Posición pos1, pasando por pos2. El programa espera hasta
que éste se ejecute para seguir con la próxima instrucción. Coordenadas Cartesianas.
MOVESD VECTO 1 N *Mueve el eje a través de las posiciones consecutivas descritas por los
índices del Vector VECTO desde 1 hasta N. N es el índice máximo definido para VECTO de
posiciones absolutas. El programa espera hasta que éste se ejecute para seguir con la próxima
instrucción.
5. Sentencias del Gripper: Close, Open.
42
*DIRECT/EDIT
CLOSE *Cierra el Gripper.
OPEN *Abre el Gripper.
6. Tipos de Datos.
Variables: Localidades de Memoria Reservada. Valores Numéricos Enteros entre –2147483647 ..
+2147483647(32 bits). Máximo 5 caracteres Alfanuméricos, donde el primer carácter es una letra.
Usuario: Locales y Globales.
Sistema: TIME, IN[16], OUT[16], ENC[11], ERROR, MFLAG... Pueden ser utilizadas como
las variables de usuario, pero no pueden ser borradas. POSITION: Coordenadas de la Posición
actual.
String: Cadenas de texto para comentarios. Máximo 40 caracteres.
Position: Definen una Posición XYZ o JOINT Absoluta o Relativa. Todas las posiciones son
Globales.
Parameters: Constantes físicas de adaptabilidad del Controlador.
Ambito de las variables: Local/Global. Define, Global, Defp.
*DIRECT/EDIT
DEFINE X Y Z *Define una variable local. Máximo hasta 12 variables en un solo comando.
GLOBAL X Y Z *Define una variable Global. Máximo hasta 12 variables en un solo comando.
43
DEFP A *Define una Posición para el grupo A llamada A.
DEFPB A *Define una Posición para el grupo B llamada A.
7. Sentencias de Asignación: Set, Setp, Setpv.
*DIRECT/EDIT
SET X=Y *Asigna el valor de Y a X.
SET X=Y+1 *Asigna el valor de Y a X, sumando 1
SET X=PVAL pos axis *Asigna a X el valor JOINT de la Posición del eje especifico. Axis=1..11.
SET X=PVALC pos coord *Asigna a X el valor CARTESIANO de la Posición.(Solo Robot,
coord = X, Y, Z en décimas de milímetros y P, R en décimas de grados).
SETP X=POSITION *Asigna las Coordenadas actuales a la variable de Posición X pregrabada.
SETP pos2=pos1 *Asigna las coordenadas de pos1 a pos2. Pos1 y pos2 son del mismo grupo.
SETPV pos axis var *Modifica el eje especifico de la Posición pos en un valor de var.
8. Entrada/Salida de Datos: Get, Read, Println, Show, *.
*EDIT
* Utilizado para COMENTARIOS.
*ASCII tecla 1= 49 tecla 2= 50
PRINTLN “Seleccione (1) Abrir o (2)Cerrar: “ *Imprime la cadena y posiciona el Cursor al
frente.
44
GET GRIP *Espera a que sea presionada una tecla y almacena su valor ASCII en GRIP.
IF GRIP=49
OPEN
ENDIF
IF GRIP=50
CLOSE
ENDIF
READ “X: “ X *Espera por teclado y Asigna lo digitado a la variable X. Si se digitan
caracteres ocurre un ERROR. Si se digita Enter sin más entonces X=0.
READ X Y Z W *Asigna secuencialmente lo digitado a cada variable después del respectivo
Enter. Máximo 4 variables.
*DIRECT
SHOW DIN *Muestra el estado de las entradas. 1=ON, 0=OFF.
SHOW DOUT *Muestra el estado de las salidas. 1=ON, 0=OFF.
SHOW ENCO *Muestra el valor de los encoders.
SHOW SPEED*Muestra el valor de la velocidad en los grupos.
9. Estructuras Básicas
*EDIT
Estructuras Condicionales: If, Else, AndIf, OrIf, EndIf, End, Delay.
45
IF A=B
ANDIF C>2
CLOSE
ELSE
OPEN
ENDIF
Estructuras Repetitivas: For, EndFor.
FOR A=B TO C FOR I=1 TO 16
MOVED POS[A] SET OUT[I]=1
ENDFOR ENDFOR
Saltos y Procedimientos: Goto, Gosub, Label.
LABEL 5 *Etiqueta Numérica, 0......9999
GOSUB PRUEB *Ejecuta el programa PRUEB y retorna automáticamente al programa actual.
GOTO 5 *Salto incondicional a la línea siguiente de la Etiqueta LABEL 5.
END *Ultima línea de un Programa.
DELAY N *N es Entera. La duración del DELAY será de N*0.01 Segundos.
DELAY 100 *Retardo de 1 Segundo.
10. Arreglos
Manejo de Vectores: Dim, Dimg, Dimp.
46
*EDIT
DIM VECTO[5] *Crea un Vector de Variables Locales.
*DIRECT/EDIT
DIMG VECTO[5] *Crea un Vector de 5 Variables Globales.
DIMP VECTO[5] *Crea un Vector de 5 Posiciones para el grupo A.
DIMPB VECTO[5] *Crea un Vector de 5 Posiciones para el grupo B.
11. Nombres de Programas Reservados
HOME *RUN 0
TEST *RUN 999
AUTO *Se ejecuta automáticamente al encender el controlador.
CRASH *Se ejecuta automáticamente al ocurrir un impacto, térmico o errores.
EJEMPLO DE PROGRAMACION
Program Algo3
define conv i girom girocset conv=2set girom= 100set giroc=0setpv slb1[1] 8 0setpv slb1[2] 8 0
label 1 setpv slb1[1] 8 girom setpv slb1[2] 8 girom
47
moved slb1[2] if in[2]=1 then
set girom=girom+10setpv slb1[1] 8 girom
setpv slb1[2] 8 girom moved slb1[2]
moved robot[7]moved robot[8]open speeda 10moved robot[9]closespeeda 50moved robot[7]moved slb1[1]moved robot[2]speeda 10moved robot[1]openspeeda 50moved robot[7]setpv slb1[1] 9 girocsetpv slb1[2] 9 girocset giroc=giroc+30set conv=conv+3
endif set girom=girom+100goto 1 moved 0moved 10end
EJEMPLO DE PROGRAMACION
program coge
global xglobal yglobal aset y=10+xspeed 60moved po[y]openspeed 20moved po[x]set out[3]=1
48
closespeed 60moved po[y]set out[3]=0moved po[10]moved BB[2]move po[15]speed 20moved po[5]openspeed 40moved po[15]set a=a-3000setpv BB[1] 8 asetpv BB[2] 8 amoved BB[1]moved po[10]closeend
program demo
set a=0setpv BB[2] 8 0setpv BB[1] 8 0label 0speed 80moved po[10]moved BB[1]set x=1if in [5]=0 goto 1else gosub coge goto 0endiflabel 1set x=2if in [6]=0 goto 2else gosub coge goto 0endiflabel 2
49
set x=3if in[7]=0 goto 3else gosub coge goto 0endiflabel 3set x=4if in[8]=0 goto 4else gosub coge goto 0endiflabel 4move po[10]goto 0end
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBEFACULTAD DE INGENIERIAS
50
LABORATORIO DE C.N.C.
PROGRAMACION BASICAPROGRAMACION BASICA
OBJETIVOS
51
GENERAL:
Comprender en términos generales el funcionamiento y programación de sistemas CNC (control
numérico computarizado).
ESPECIFICOS:
Comprender los conceptos básicos de CNC.
Integrar el computador como herramienta de rápido acceso al mismo dato de mecanizado.
Elaborar programas básicos de mecanizado, afianzando conocimientos de máquinas
herramientas de arranque de viruta.
Simular y ejecutar programas básicos.
HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS
DE CONTROL NUMERICO
52
Mr John Pearson y el Massachusetts Institute of Technology desarrollaron en 1.952, por encargo de
las Fuerzas Aéreas norteamericanas, la primera máquina de control numérico para construir piezas
de formas especialmente complejas. A la vista de los elevados costos, el gran volumen, el sistema
de control, el manejo aparatoso y el mantenimiento oneroso, por aquel entonces resultaba casi
inimaginable que pudiera llegar el día en que esta tecnología se fuera a poder utilizara gran escala
industrial. Sin embargo, se acaba de poner así el primer paso importante. Este tipo de control ha
sido objeto de continuo perfeccionamiento hasta nuestros días.
QUE ES UNA MAQUINA NC
-Una máquina en la que se introducen números y letras (dígitos); es decir se alimenta = ENTRADA
DE DATOS.
-Una máquina que “entiende” tales datos , los procesa y calcula = PROCESO DE DATOS.
-Una máquina que da curso a tales datos y a los valores calculados y los convierte en instrucciones
= SALIDA DE DATOS.
-Una máquina que cumple las instrucciones = EJECUCIÓN.
CONCEPTOS GENERICOS
CNC: computerized numerical control. Aquí se almacenan datos introducidos.
DNC: direct numerical control. Entrada directa electrónicamente del programa por medio de cable.
ANC: adaptive numerical control. El mando se adapte aquí a condiciones operativas variadas.
CONTROL CNC
Diferencias entre la técnica NC y la técnica CNC
53
En la técnica NC los programadores elaboran en la oficina de preparación de trabajo un dispositivo
de datos. Dicho dispositivo, generalmente una cinta perforada, contiene todas las informaciones u
órdenes para la máquina, necesarias para la mecanización de una pieza, en forma de combinaciones
de números. Cuando se programan formas difíciles o procesos de fabricación extensos, se utiliza un
ordenador para las operaciones de cálculo y para almacenar y entregar partes del programa que se
repiten con frecuencia. El ordenador solo tiene en este caso una función auxiliar; no es
absolutamente necesario. La cinta perforada terminada (dispositivo de datos) se introduce en el
aparato lector de la máquina herramienta y obliga a esta a ejecutar los posicionamientos y
movimientos necesarios. Para obtener la precisión de forma y medidas deseadas, las herramientas
han de ajustarse previamente en un departamento especial.
En la técnica NC apoyada por ordenador (CNC), el programa de control es elaborado para la
máquina en la máquina misma. Se establece un diálogo entre el operario y el ordenador
incorporado a la máquina. El medio de comprensión es un cuadro de maniobra de entrada manual
que hay en la máquina. Dado que un programa de control consta de órdenes para operaciones que se
repiten siempre; por ejemplo roscar, y de las magnitudes variables de las roscas, resulta que cuando
se elabora un programa de control está ya determinada la división del trabajo, es decir lo que ha de
realizar el operario y lo que recae en el ordenador.
Con el desplazamiento de la programación desde la oficina de preparación de trabajo al taller y la
integración del control en las máquinas, se produce una unidad de fabricación independiente con
todas las ventajas del control numérico. Gracias a esto, las ventajas de fabricación del control
numérico son accesibles ahora también a la pequeña y mediana empresa. Los altos costes de
adquisición respecto a una máquina tradicional, se justifican cuando la capacidad de
almacenamiento del ordenador está adaptada al tipo de piezas y se dispone de personal cualificado.
proLIGHT™ 3000
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General Features Cast iron machine base Built-in chip and coolant tray Coolant resistant Gortite® way covers Precision-ground cast iron cross slide Digital spindle speed display Connector for automatic turret Linear motion system: Zero backlash ball screws 3/4" precision-ground and hardened shaft Wipers on all slides Low-friction linear bearings Oil ports Tooling: 4" 3-jaw self-centering chuck Chuck key Allen wrench Oiling can User’s guide Installation and Use Video
Machine Specifications Axis Travel X Axis - 4" (100mm) Z Axis - 10" (254mm) Swing over bed - 6" (152mm) Swing over cross slide - 3.9" (99mm)
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Work Area Table size - 11.5" x 7" (292mm x 177mm) Table load capacity - 100 lbs. (45 kg) Spindle Drive motor - 1hp (745 W) Motor type - DC permanent magnet Speed range - 0 to 1,200 RPM and 0 to 3,60 RPM Spindle nose - threaded 2.25-8 UN-2A-RH 5C Collet capacity - up to 1-1/16" (25mm) Tailstock (optional) Taper Morse #1 Stroke 1.5" (38mm) Center distance 9" (228mm) Accuracies Lead screw - 0.001"/ft. (0.025mm/300 mm) Repeatability - 0.0005" (0.0127mm) Resolution - 0.00025" (0.00635mm) Feed Motors Linear feed rate - 0.1 to 25 ipm (2 to 635mm/min) Circular feed rate - 0.1 to 18 ipm (2 to 457mm/min) Rapid feed rate - 50 ipm (1270mm/min) Stepper motors - 150 oz. in. (105 Ncm), 200 step/rev Power Requirements United States - 120 VAC (+/- 5%), 50-60 Hz, 15A International - 230 VAC (+/- 5%), 50-60 Hz, 8A Dimensions Width 36" - (914mm) Depth 22" - (558mm) Height 24" - (609mm) Weight (approximate) Turning Center - 245 lbs. (111 kg) Shipping - 315 lbs. (143 kg) Accessories, shipping - 35 lbs. (16 kg)
Control Specifications Interpolation Full 2-axis simultaneous movement Linear and circular interpolation on all axes Circular interpolation with center point or radius input Programming Standards Program memory for 10,000 blocks Multiple programs possible with chaining command EIA RS274-D standard G & M codes Subprograms Fanuc®-compatible NC code subset CAD/CAM compatible Programming Modes
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Incremental and absolute programming G & M codes for robotic interfacing Inch or metric programming Supports digitizing with formatted output DNC mode for FMS application Feed rate and axis dimension scale factors Programming Features Programmed pause, dwell, chain and repeat functions Programmable on/off spindle motor with M codes Programmable spindle speed control with S codes Canned cycles for threading, turning and drilling Automatic homing command Tool position offsets for eight tools Operational Modes Manual or programmed spindle speed control Instantaneous feed rate override Computer-controlled jog, go-to and traverse motion Operational mode: single block and continuous run Optional skip and stop System Input Calculator-style input for numeric data input Keyboard- or mouse-operated menus Full screen editor support with keyboard or mouse System Feedback Error messages HELP functions on screen Instantaneous position readout of X, Y and Z axes 2-D graphic tool path verification
Electronic Interface Controller Box ISA computer interface card Computer interface cable Control software on 3.5" disks
System Interfaces ISA bus to host computer Robotic interface with TTL I/O Optically isolated AC outputs
Safety Features Transparent safety shield with interlock switch Emergency stop switch on front panel Emergency stop available on keyboard Two limit switches on each axis of travel End of travel stops on each axis Keylock on electronic control box
Computer System RequirementsMS-DOS® Systems
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286/386/486/586 personal computer with: Industry standard architecture (ISA) bus 640K RAM Hard drive and 3.5" floppy drive VGA graphics and monitor
Windows™ Systems (available December 1996) 486/586 personal computer with: Industry standard architecture (ISA) bus 8MB RAM Hard drive and 3.5" floppy drive VGA graphics and monitor Windows 95
Ordering Information Including Model NumbersUnited States (Power: 120 VAC, 50 to 60 Hz)
Model No: PLT-3001 with Tailstock - Model No: PLT-3001-2000
International (Power: 230 VAC, 50 to 60 Hz)Model No: PLT-3021 with Tailstock - Model No: PLT-3021-2000
Options (not included with basic system) Quick Change Tooling Package (Turning) - ACC-5310 Quick Change Tool Post and Profiling Tool - ACC-5311 Automatic Tool Turret - ACC-5351 Tool Turret Tooling Package - ACC-5355 Turning Center Collet Closer - ACC-5360 5C Collet Set - ACC-5370 Mobile Workstation with Storage Cabinets - ACC-5590 spectraCAM Milling and Turning - CAM-6601 Machinable Wax Turning Stock - PKG-9350 Pneumatic Shield Opener- PNU-4315 Air Chuck Robotic Interface - PNU-4335
BENCHMAN® VMC-4000 CNC Machining Centers
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Engraving, jewelry making, rapid prototyping Spindle speeds up to 39k Intuitive Windows-based control Optional 4th axis rotary table Small footprint (41.5"w x 38"h)
Vibration-dampening polymer composite machine base. Full enclosure with safety shield, chip tray, and interior light. Precision-ground cast iron table. Linear motion system:• DC servo drive motors• Precision-ground and hardened shafts• Zero backlash ballscrews• Wipers on all slides• Low-friction ceramic linear bearingsTooling/Accessories:• Hex keys• Drawbolt with washer• Spindle locking pin• Oil canUser’s Guide/SoftwareX Axis 12” (305 mm)
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X Axis w/ ATC 6.75” (171 mm)Y Axis 6” (152 mm)Z Axis 9” (229 mm)Open height 9.5” (241 mm)Open height w/ ATC 8” (203 mm)Table Size 19.5” x 6.25” (495 mm x 159 mm)Table Load Capacity 100 lbs. (45 kg)Number of T-slots three 3/8” (9.5 mm) T-slotsDrive Motor 1 hp (746 W)Motor Type Brushless DCSpeed Range 500 - 5,000 RPMSpindle Nose R8 TaperCollet Capacity up to .875” (22 mm)ATC Collet ER-20ATC Colett Capacity .5” (13mm)Throat 6.25” (158 mm)Positioning +0.0004” (0.0102 mm)Repeatability 0.0002” (0.00508 mm)Resolution 0.00002” (0.000508 mm)Feed Rate 0.1 – 200 ipm (2 – 5080 mm/min)Motor Type DC ServoTorque 42 oz. in. (30 Ncm)Closed Loop 2,500 line/rev optical encoders115 VAC (+5%/-10%), 50-60 Hz, 15A230 VAC (+5%/-10%), 50-60 Hz, 10AWidth 41.5” (1054 mm)Depth 38.0” (965 mm)Height 40.1” (1019 mm)Machining CenterNet 600 lbs. (273 kg)Shipping 700 lbs. (318 kg)Rapid, linear, circular and helical interpolationCircular interpolation with center point or radius inputContouring 4th axis interface, optionalEIA RS274-D standard G & M codesMultiple programs possible with chaining commandFanuc®-compatibleCAD/CAM compatibleIncremental and absolute programmingInch or metric programmingScaling, rotation, mirroring, and subroutinesProgrammed pause, dwell, chain, and repeat functionsProgrammable on/off spindle motor with M codesProgrammable spindle speed control with S codesProgrammable clockwise and counterclockwise spindleCanned cycles for drilling and boring
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Align/homing commandsTool length offsets for 199 toolsCutter compensationLeadscrew error compensationMultiple coordinate systemsProgrammed feed rate controlManual cycle start and stopManual override spindle speed, 50-150%Manual override feed rate, 0-200%Computer-controlled jog, go-to and traverse motionOperational mode: single block and continuous runOptional skip and stopManual program pause and feedholdKeyboard or mouse-operated menusFull screen editor support with keyboard or mouseError messagesHELP functions on screenInstantaneous position readout of X, Y, Z and A axesReal-time or simulated 3-D solid or centerline tool pathverificationSpindle load monitorATC: 75-90 psi (520-620 kPa)1/4” NPT female connection provided32-bit DSP motion control cardControl Area Network (CAN bus) linkControl software on 3.5” disksFull enclosure with lock and interlock switchEmergency Stop switch on front panelTwo limit switches on each axis of travelEnd of travel stops on each axisSoft travel limitsKeylock on electronic control boxLow air pressure sensorPentium II® 233 MHz minimum tower personal computer with:• Full-length ISA bus slot• 64 Mb RAM minimum• 10 Mb minimum of available hard drive space• 3.5” floppy disk drive• VGA graphics controller and monitor• Windows® 95/98/NT• Keyboard and mouse10,000 RPM SpindleCoolant SystemDigitizing Package4th Axis ControlATC w/5,000 RPM Spindle
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ATC w/10,000 RPM SpindlePneumatic ControlPrecision Clamping Vise and Relating InterfacePneumatic Door OpenerGraphite Dust Collection SystemDust Collection Kit (filtration windows minus dust collector)Low Profile Clamping KitVise with Hold-downs6” x 8” (152 mm x 203 mm) Pallet System6” x 8” (152 mm x 203 mm) Additional Pallet52-Piece Hold-down Set & Vise4th Axis 5C Rotary TableMobile Workstation with CabinetPortable Air CompressorspectraCAMTM Milling (Windows® Edition)**Requires Windows® 95/98/NTMachining Center Machinist KitEnd Mill PackageLong Flute End Mill PackageJacob’s J6 Chuck w/ R8 to J6 ArborQuick Change Tooling1/8” (3.175 mm) Quick Chance Tool Holder3/16” (4.57 mm) Quick Change Tool Holder1/4” (6.350 mm) Quick Change Tool Holder3/8” (.375 mm) Quick Change Tool Holder1/2” (12.7 mm) Quick Change Tool HolderJ2 Taper Quick Change Tool HolderER-20 Quick Change Collet HolderER-16 Quick Change Collet HolderER-20 Tool Holder for ATCAutomatic Tool Changer Tool Holder Package5C Collet Set (for 5C Rotary Table)5C 3”(76 mm) 3-jaw chuck (for 5C Rotary Table)ER-16 Collet SetER-20 Collet SetEngraver Tool SetSpecifications subject to change without notice.Made in the U.S.A.BENCHMAN, proLIGHT and spectraLIGHT are trademarks of Light Machines.All register marks and trademarks are the property of their respective companies.
PROGRAMACION BASICA DE CNC
CODIGOS PREPARATORIOS (G):
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GRUPO DE INTERPOLACION
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERG00 POSICIONAMIENTO RAPIDO IDEMG01 INTERPOLACION LINEAL (POR DEFECCTO) IDEMG02 INTERP. CIRCULAR (DERECHA) IDEMG03 INTERP. CIRCULAR (IZQUIERDA) IDEM
GRUPOS DE MEDIDA (UNITS)
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERG70 PULGADAS IDEMG71 METRICO IDEMG20 PULGADAS (FANUC) IDEMG21 METRICO (FANUC) IDEM
GRUPOS DE ESPERA
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERG04 PAUSA ENTRE MOVIMIENTO DE TODOS
LOS EJES; ESPERA PROGRAMADA.IDEM
G05 PAUSA, HASTA LA INTERVENCION DEL OPERADOR
IDEM
G25 INTEGRACION CON ROBOT IDEMG26 INTEGRACION CON ROBOT IDEMG31 ESPECIFICA LAS COORDENADAS EN
MOVIMIENTO LINEAL. Se usa con H para especificar el número de entrada y la condición de parada. Usar P para especificar el destino con M98
G35 PARA SINCRONIZACION DE UN DISPOSITIVO EXTERNO. ESPERA HASTA QUE TTL IN # 2 HAYA EJECUTADO LA OPERACIÓN (LOW)
G36 PARA SINCRONIZACION DE UN DISPOSITIVO EXTERNO. ESPERA HASTA QUE TTL IN # 2 HAYA EJECUTADO LA OPERACIÓN (HIGH)
G131 ESPECIFICO DEL EJE Z. PARA DIGITALIZAR EN PRUEBA.
GRUPO CANNED
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTER
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G32 CICLO DECORTEG72 CICLO DE TORNEADO ARCO (DERECHA)G73 CICLO DE TORNEADO ARCO
(IZQUIERDA)G77 DESBASTE LONGITUDINAL (FANUC G92):
STRAIGHT SIDE TURN: DESBASTACION PROFUNDA.
RUGHINE CUTS: DESBASTACIONES DE POCA PROFUNDIDAD.
ADDING TAPERS: DESBASTADO EN ANGULO.
BORING: DESBASTADO INTERNO.G79 DESBASTE TRANSVERSAL (FANUC G92)G80 CANCELA EL MAQUINADO POR CICLOS. IDEMG81 CICLO DE TALADRADO. IDEMG83 PUNTO DE TALADRADO. CICLO CON
DESAHOGOIDEM
G82 TALADRADO RECTO CON ESPACIAMIENTO.G85 CICLO DE PERFORADO.G86 CICLO DE PERFORADO CON HUSILLO
APAGADO. ESPACIADO OPCIONAL.G89 PERFORADO CON ESPACIADO.
GRUPO DE MODO DE PROGRAMACION
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERG90 PROGRAMACION EN MODO ABSOLUTO (RELATIVO AL
SISTEMA DE ORIGEN)IDEM
G91 PROGRAMACION EN MODO INCREMENTAL (CADA MOVIMIENTO CREA NUEVAS COORDENADAS RESPECTO DE LAS ANTERIORES).
IDEM
GRUPO DE POSICIONAMIENTO DE LA HERRAMIENTA
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERG28 SETEA EL PUNTO DE REFERENCIA (CALIBRA
AUTOMATICAMENTE LOS EJES)IDEM
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G29 RETORNA AL PUNTO DE REFERENCIA. MUEVE LA HERRAMIENTA A LAS COORDENADAS ESPECIFICAS DE XZ. SE USA DESPUES DE G27 Y G28.
G92 CODIGO DE TRABAJO, QUE SETEA LA POSICION BAJO EL SETUP DEL MENU. DEFINE LA NUEVA POSICION DE LA HERRAMIENTA.
IDEM. SETEA LA POSICION BAJO SETUP MENU. SIGUE LAS COORDENADAS X,Y,Z, y EL G92 DEFINE UNA NUEVA POSICION DE LA HERRAMIENTA.
G98 POSICIONA LA HERRAMIENTA EN EL PUNTO INICIAL RAPIDAMENTE, DESPUES DE UN CICLO CANNED.
IDEM
G99 MUEVE RAPIDAMENTE A UN PUNTO R, DESPUES DE COMPLETADO EL CICLO ENLATADO.
IDEM
G27 CHEQUEA EL PUNTO DE REFERENCIA. IDEM
GRUPO DE SISTEMAS DE COORDENADAS (PROLIHT TURNING CENTER Y MACHINING CENTER)
PARA MULTIPLES SISTEMAS DE COORDENADAS O CUANDO SE MAQUINAN UNA O MAS PIEZAS DE MULTIPLES PARTES. PUEDE USTED PARTE DEL PROGRAMA USANDO COORDENADAS TIPICAS DEL SISTEMA; Y SELECCIONANDO ADEMAS OTRO SISTEMA DE COORDENADAS DIFERENTES AL ORIGINAL PARA OTRO MAQUINADO. SISTEMA DE COORDENADAS MULTIPLES PUEDEN SER USADOS PARA DIFERENTES MAQUINADOS Y PARA CONDICIONES ESPECIALES DE SET UP.HAY 7 CODIGOS DE SISTEMAS COORDENADOS:
G53: POSICIONAMIENTO RAPIDO EN MOVIMIENTOS DE COORDENADAS DE MAQUINAS ESPECIFICAS.G54 (USA UN SISTEMA DE COORDENADAS).G55 (USA DOS SISTEMAS DE COORDENADAS).G56 (USA TRES SISTEMAS DE COORDENADAS).G57 (USA CUATRO SISTEMAS DE COORDENADAS).G58 (USA CINCO SISTEMAS DE COORDENADAS).G59 (USA SEIS SISTEMAS DE COORDENADAS).
GRUPO DE PROGRAMACION POLAR
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERG15 DESHABILITA PROGRAMACION POLAR IDEMG16 HABILITA PROGRAMACION POLAR IDEM
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GRUPO DE FUNCIONES DE COMPENSACION:
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERG50 CANCELA ESCALADO IDEMG51 INVOCA ESCALADO IDEMG68 INVOCA ROTACION IDEMG69 CANCELA ROTACION IDEMG39 MIDE LA CURVA DE LA ESQUINA (INTERP
CIRCULAR)G40 CANCELA EL CORTADO DE COMPENSACIONG41 COMPENSACION DE CORTE A LA IZQUIERDA.G42 COMPENSACION DE CORTE A LA DERECHA.G43 MIDE EL LARGO DE LA HERRAMIENTA Z+644 MIDE EL LARGO DE LA HERRAMIENTA Z-G45 AJUSTA LA MEDIDA DE LA HERRAMIENTA
(INCREMENTANDO)G46 AJUSTA LA MEDIDA DE LA HERRAMIENTA
(DECREMENTANDO)G47 AJUSTA LA MEDIDA DE LA HERRAMIENTA
(INCREMENTANDO DOBLE DE LOS VALORES GRABADOS)
G40 AJUSTA LA MEDIDA DE LA HERRAMIENTA (DECREMENTANDO DOBLE DE LOS VALORES GRABADOS)
G49 CANCELA EL COPIADO O LA MEDIDA A LO LARGO (HERRAMIENTA).
SELECCIÓN DEL NUMERO DE ENTRADA (H)
PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERUsado básicamente para entradas y salidas en integración con robots.Se usa conjuntamente con G25 y G26 para especificar el número de entrada. Si no se usa H con G, asume por defecto que la entrada es 5. Y se usa también con M25 y M26 de interfase con robots y dispositivos externos, especificada el número de salida. Si no se usa H con M, asume por defecto la salida 4 (robot 1)
Para medir o comparar el largo de la herramienta. H con G25 y G26 (si no usa H, entonces IN = 4; sin no usa G, entonces IN = 1). Con G31 cambio de entrada (alto por bajo; si no usa G, entonces IN = 1 alto). Con G43 y G44 especifica la importancia del cambio del eje Z
PUNTO DEL CENTRO DE COORDENADAS DEL EJE X (I)
PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERCon G90 el codigo I especifica el punto centra del eje X de coordenadas en arco o círculo cuando se usa interpolación circular con G91, especifica las distancias del
Punto central del eje de coordenadas X (I).
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eje X para el punto en movimiento del punto central en interpolación circular o arco. Si no se usa I, el sistema usa la localización corriente del eje X (centro del arco). En Fanuc todos los centros de arco son incrementales. Se usa con G51 para especificar el factor de la escala.
PUNTO DEL CENTRO DE COORDENADAS DEL EJE Z (K)
PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERCon G90 especifica el punto central del eje Z de coordenadas, cuando se hacen arcos o círculos, usando interpolación circular en Fanuc todos los centros de arco son incrementales. Se usa con G51 para especificar el factor de la escala.
Punto central del eje de coordenadas Z (K).
PUNTO DEL CENTRO DE COORDENADAS DEL EJE Y (J)
PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERNO TRABAJA EN EJE Y. Punto central del eje de coordenadas Y (J).
RESOLUCION DE ANGULOS Y ARCOS. CONTADOR DE VUELTAS (L)
L especifica la resolución de ángulos y arcos en interpolación circular.Se usa con: M98, donde cuenta las vueltas y subprogramas. M47, donde cuenta el ciclo de programas. Repite el programa un número finito de veces. G27, especifica la tolerancia para los comandos de referencia. Un código L no usado por uno.
CODIGOS MICELANEOS (M) O VARIOS
Controla la variedad de funciones de torneado, cuando las partes programadas están siendo ejecutadas. Solo puede usarse un código M por bloque.
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El código M puede ser usado también en cadena, en un segundo programa al finalizar parte del programa y repetir el programa NC.
CODIGO PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTERM00 PARADA PROGRAMADA IDEMM01 PARADA OPCIONAL DE PROGRAMA PARADA OPCIONAL DE PROGRAMA. ( STOP = ON,
M01 para G05 SOLO SI OPTIONAL STOP = ON; STOP = OF, IGNORA).
M02 FIN DE PROGRAMA IDEMM03 ACTIVA EL HUSILLO (CW) ACTIVA EL HUSILLO (HACIA ADELANTE)M04 ACTIVA EL HUSILLO (EN REVERSA)M05 DESACTIVA EL HUSILLO DESACTIVA EL HUSILLOM06 CAMBIO AUTOMATICO DE
HERRAMMIENTAIDEM
M08 ACTIVA SALIDA 1 (ABRE MORDAZAS) ACTIVA REFRIGERANTEM09 DESACTIVA SALIDA 1 (CIERRA
MORDAZAS)DESACTIVA REFRIGERANTE
M10 ACTIVA SALIDA 2 (ABRE PUERTA) HABILITA EL AIREM11 DESACTIVA SALIDA 2 (CIERRA
PUERTA)DESHABILITA EL AIRE
M20 CAMBIA AL PROXIMO PROGRAMA IDEMM22 POSICION CORRIENTE DE SALIDAS
PARA ESCRIBIR INFORMACION DE ARCHIVOS
ARCHIVO DE POSICION CORRIENTE DE SALIDA
M25 INTEGRACION CON ROBOTS. SETEA SALIDA 1 = ON
PARA INTEGRACION DE DISPOSITIVOS EXTERNOS. SALIDA Nº 1
M26 INTEGRACION CON ROBOTS. SETEA SALIDA 1 = OFF
PARA INTEGRACION DE DISPOSITIVOS EXTERNOS. SALIDA Nº 1
M30 SIMILAR A M02. FIN DE PROGRAMA IDEMM35 INTEGRACION CON ROBOTS. SETEA
SALIDA 2 = ONPARA INTEGRACION DE DISPOSITIVOS EXTERNOS. SALIDA Nº 2
M36 INTEGRACION CON ROBOTS. SETEA SALIDA 2 = OFF
PARA INTEGRACION DE DISPOSITIVOS EXTERNOS. SALIDA Nº 2
M38 ESPERA ACTIVADA DE MOTORESM47 RETARDA LA EJECUCION DE UN
PROGRAMA. ACTUA DESPUES QUE TODOS LOS MOVIMIENTOS HAN CESADO. TIPICAMENTE SE USA PARA REPETIR UN PROGRAMA, UN NUEMERO DE VECES DETERMINADO.
IDEM
M98 LLAMA UN SUBPROGRAMA IDEMM99 RETORNA A UN SUBPROGRAMA IDEMM105 OPERADOR DE MENSAJESM111 REFERENCIA EJE XM112 REFERENCIA EJE ZM122 SIMILAR AL M22, EXCEPTO SI EL MARCO USADO
ES INSERTADO EN COORDENADAS.PROLIHT TURNING CENTER MACHINING CENTER
(N) NUMERO DE BLOCK. IDEM(O) NUMERO DE BLOCK DE SUBPROGRAMA. IDEM(P) NUMERO DE REFERENCIA DE SUBPROGRAMA. IDEM(Q) PROFUNDIDAD DEL PUNTO (USADO CON G83). IDEM(R) RADIOS Y ARCOS, AL TALADRAR. R (+) HASTA 180º. R (-) IDEM
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MAYOR A 180º.(S) VELOCIDAD DEL HUSILLO. IDEM(T) SELECCIÓN DE HERRAMIENTA. IDEM
(X, U) COORDENADAS EJE X. IDEM(Z, W) COORDENADAS EJE Z. IDEMNO TRABAJA EN EJE Y (Y, V) COORDENADAS EJE Y.
PROGRAMACION BASICA DE CNC (TORNO)
USO DEL G77
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G0X.6Z.8G77X.4Z.5F10G80
0,0
.4,.5G0X.6Z.8G77X.4Z.5F10G80
0,0.4,.5 Q = 0.02
G0X.6Z.8G77X.25Z.5Q.02F10G80 0,0.25,.5 R-G77X.25Z.5R-1F10 0,0.25,.5 R+
G77X.25Z.5R1F10
USO DEL G72 Y G73
EJEMPLO 1:
G0X0.001Z1G72X.5Z.5I0K.5Q.04G80
EJEMPLO 2:
G0X0.001Z1G73X.5Z.5I0K.5Q.04G80
EJEMPLO 3:
G0X.5Z1G73X0.001Z.5I.5K.5Q-.04G80
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PROGRAMA: EJEM1
G90G80G0X25Z50M6T1M3S800G0X13Z-0.5G1X0F100G0Z2X11G1Z-45F200G0X25Z50M5M2
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ANTES DEL MAQUINADO
DESPUES DEL MAQUINADO
PROGRAMA: EJEM2
N1;PROGRAMA #1N2;HERRAMIENTA 1 DE CILINDRADO N3;HERRAMIENTA 3 DE TRONZADON4G71N5G90G80N6M3S1000G94F120N7M06T1N8G0X14.5Z0N9G1X-1N10G0X13.5Z2N11G77X11.5Z-58Q1N12G80N13G0X11Z0N14G77X7.5Z-8Q1N15G80N16G1X11Z-14N17Z-32N18G03X11Z-42I0K-5Q.2N19G80N20G1X11Z-47N21X9.5Z-50N22X11Z-53N23X15Z-55N24G0X25Z40N25M06T3N26G0X17Z-57N27G1X-1N28G0X17Z-57N29G0X25Z40N30M6T1N31M30
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ANTES DEL MAQUINADO
DESPUES DEL MAQUINADO
PROGRAMA: PRUEBA 1
colaboración Prof. Ivan Orozco.N1;PROGRAMA #1N2;HERRAMIENTA 1 DE CILINDRADON3;HERRAMIENTA 3 DE RANURADON4;HERRAMIENTA 7 DE ROSCADO%N6G71N7G90G80N8M3S1000G94F120N9M06T1N10G0X13.5Z2N11G77X12.5Z-50N12G80N13G0X13N14G77X9.75Z-23Q1N15G80N16G0X10N17G77X7.75Z-20Q1N18G80N19G0X8N20G77X6.25Z-17.5N21G80N22G0X9Z-19N23G1X10Z-19.5N24G0X11Z-21.5N25G1X13Z-24N26G0Z1N27X4N28G1Z0N29X4.8Z-1N30Z-10N31X7.5Z-20N32G2X9.5Z-22I0K-2N33G3X12.5Z-25I3K0N34G1Z-51N35G0X25Z30N36M6T3N37G0Z-34N38G0X13N39G1X10F50N40G0X13N41Z-35.8N42G1X10N43G0X13N44Z-37.6
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N45G1X10N46G0X13N47Z-39.4N48G1X10N49G0X13N50Z-40N51G1X10N52G0X13N53X25Z30N54M6T7N55G4F2N56S300N57G4F4N58G0X5.0Z1N59G32X4.351Z-10Q0.07F1N60G80N61G0X25Z40N62M6T1N63M30N64N65
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ANTES DEL MAQUINADO
DESPUES DEL MAQUINADO
PROGRAMACION BASICA DE CNC (CENTRO DE MECANIZADO)
EJEMPLO 1
N0;THIS FILE FOR INCREMENTAL ARCSN1;USE 3" X 2" MACHINABLE WAXN2G05N3S1500M03N4G0Z0.0700N5G0X1.0000Y0.3140N6G0Z0.0050N7G1Z-0.1000F4.0N8G3X1.5830Y1.3330I-0.5990J1.0190F12.0N9X0.4170I-0.5830J-1.0190N10X1.0000Y0.3140I1.1820J0.0000N11G0Z0.0700N12S1500.00N13G0X0.8000Y0.7330N14G0Z0.0050N15G1Z-0.1000F4.0N16G3X0.9330Y0.6670I0.1330J0.1010F12.0N17G1X1.0670N18G3Y1.0010I0.0000J0.1670N19G1X0.9330Y1.0000N20G2Y1.3340I0.0000J0.1670N21G1X1.0670Y1.3330N22G2X1.1997Y1.2668I0.0000J-0.1660N23G0Z0.0700N24M02
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EJEMPLO 2
N0;THIS FILE FOR INCREMENTAL ARCSN1;USE 3" X 2" MACHINABLE WAXN2M06T01;TOOCHANGE 1/4" END MILLN3S1500M03N4G0Z0.0700N5G0X0.3000Y0.2000N6G0Z0.0050N7G1Z-0.1000F4.0N8G1Y1.8000F12.0N9X2.7000N10Y0.2000N11X0.3000N12G0Z0.0700N13M05N14M06T02;TOOLCHANGE 1/8" END MILLN15S1500.00M03N16G0X2.0385Y1.0000N17G0Z0.0050N18G1Z-0.1000F3.0N19G2X0.9615I-0.5385J0.0000F12.0N20X2.0385I0.5385J0.0000N21G0Z0.0700N22M02
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UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBEFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
MANUAL DE ROBOTICA Y C.N.C.
ACTIVIDADESBARRANQUILLA 2003
ACTIVIDAD Nº 1 DE ROBOTICA
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OBJETIVOS:
Reconocimiento de las partes que constituyen el sistema Conexión del robot a la pistola de mando Conexión del robot a un ordenador Reglas de seguridad a cumplir Desplazamiento de los diferentes grados de libertad Movimiento continuo e intermitente Funcionamiento de la pinza Posicionamiento del robot en el espacio 1.9 Aprendizaje directo
Manejar lenguaje técnico, diferenciando conceptos como manipulador, robots y microrobots;
actuadores, transmisión, reductores, grados de libertad, articulaciones, sensores; resolución
espacial, repetibilidad, exactitud.
CONCEPTOS RELACIONADOS:
Morfología del robot. Estructura mecánica: sistemas de transmisión y reducción. Actuadores.
Sensores y percepción con el entorno. Efectores finales. Grados de libertad. Inercia. Aceleración.
Velocidad. Resolución. Presición. Repetibilidad. Volumen de trabajo. Control cinemático y
dinámico. Normas de seguridad.
EQUIPOS EMPLEADOS:
Robot didáctico marca Eshed Robotec, modelo SCORBOT ER V PLUS: CPU Motorola 68010,
Comunicación RS-232, no de servo ejes 11, Entradas 16, Salidas 16, Lenguaje de programación
ACL, EPROM 384 bytes, memoria de trabajo 64 kb, memoria usuario 32 kb 12000 líneas,
alimentación de corriente 12v 2A. Sistema de Coordenadas xyz, disp. de seguridad fusibles
para cada eje limitador de corriente, interruptor de para de emergencia. software de
comunicación ATS, software SCORBASE 5 niveles. Accesorios opcionales recom: control
manual Tecah Pedant 1703, Lead By Nose, software para simulación del SORBOT ER V
PLUS, software RV PRO, Mesa Experimental, Banda transportadora (Conveyor), sensor de
proximidad para banda transportadora, Mesa Rotatoria, sensor de proximidad para mesa
rotativa, Interface de entrada y salida de señales para control ACL, guía lineal para el robot 1m.
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ACTIVIDADES A REALIZAR:
1) Descripción de cada uno de los equipos (Hardware y software) de la Celda Robótica, del
Laboratorio de Robótica y CNC de la Universidad Autónoma del Caribe. Especificaciones
técnicas de cada equipo. Grados de libertad. Inercia. Aceleración. Velocidad. Resolución.
Presición. Repetibilidad. Volumen de trabajo. Control cinemático y dinámico.
2) Manipulación del brazo mecánico y los periféricos (posicionamiento y orientación) utilizando
Teach Pendant (Manipulación Gestual).
ACTIVIDAD Nº 2 DE ROBOTICA
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OBJETIVOS:
Posicionar y orientar adecuadamente (posiciones previamente definidas) el brazo mecánico y
los periféricos utilizando Teach Pendant (manipulación gestual).
Desarrollar habilidades en programación gestual de la Celda Robotica. Grabar posiciones con
Teach Pendant, diferenciando las del Grupo A (brazo mecánico), de las del grupo B
(periféricos).
Verificar posiciones y trayectorias utilizando el Teach Pendant.
CONCEPTOS RELACIONADOS:
Morfología del robot. Estructura mecánica: sistemas de transmisión y reducción. Actuadores.
Sensores y percepción con el entorno. Efectores finales. Grados de libertad. Inercia. Aceleración.
Velocidad. Resolución. Presición. Repetibilidad. Volumen de trabajo. Control cinemático y
dinámico. Modo de programación gestual. Normas de seguridad.
EQUIPOS EMPLEADOS:
Robot didáctico marca Eshed Robotec, modelo SCORBOT ER V PLUS: CPU Motorola 68010,
Comunicación RS-232, no de servo ejes 11, Entradas 16, Salidas 16, Lenguaje de programación
ACL, EPROM 384 bytes, memoria de trabajo 64 kb, memoria usuario 32 kb 12000 líneas,
alimentación de corriente 12v 2A. Sistema de Coordenadas xyz, disp. de seguridad fusibles
para cada eje limitador de corriente, interruptor de para de emergencia. software de
comunicación ATS, software SCORBASE 5 niveles. Accesorios opcionales recom: control
manual Tecah Pedant 1703, Lead By Nose, software para simulación del SORBOT ER V
PLUS, software RV PRO, Mesa Experimental, Banda transportadora (Conveyor), sensor de
proximidad para banda transportadora, Mesa Rotatoria, sensor de proximidad para mesa
rotativa, Interface de entrada y salida de señales para control ACL, guía lineal para el robot 1m.
ACTIVIDADES A REALIZAR:
1) Referenciar los ejes de la Celda Robótica (RUN 54).
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2) Posicionar y orientar el brazo mecánico y los periféricos según trayectorias previamente
definidas; utilizando Teach Pendant.
3) Grabar posiciones utilizando Record Position (Teach Pendant).
4) Verificar posiciones y trayectorias utilizando Go Position (Teach Pendant).
ACTIVIDAD Nº 3 DE ROBOTICA
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OBJETIVOS:
Interpretar la importancia de Planificar correctamente el estado inicial y estado final, posiciones
y trayectoias a describir, teniendo en cuenta las fuentes de incertidumbre en cada tarea.
Adquirir destrezas de Programación Textual, utilizando adecuadamente los comandos (en modo
operativo y de edición) del lenguaje ACL.
Comprenda la necesidad de definir vectores para el grabado de posiciones del grupo A y del
grupo B.
CONCEPTOS RELACIONADOS:
Morfología del robot. Estructura mecánica: sistemas de transmisión y reducción. Actuadores.
Sensores y percepción con el entorno. Efectores finales. Grados de libertad. Inercia. Aceleración.
Velocidad. Resolución. Presición. Repetibilidad. Volumen de trabajo. Control cinemático y
dinámico. Modo de programación gestual. Modo de programación Textual. Normas de seguridad.
EQUIPOS EMPLEADOS:
Robot didáctico marca Eshed Robotec, modelo SCORBOT ER V PLUS: CPU Motorola 68010,
Comunicación RS-232, no de servo ejes 11, Entradas 16, Salidas 16, Lenguaje de programación
ACL, EPROM 384 bytes, memoria de trabajo 64 kb, memoria usuario 32 kb 12000 líneas,
alimentación de corriente 12v 2A. Sistema de Coordenadas xyz, disp. de seguridad fusibles
para cada eje limitador de corriente, interruptor de para de emergencia. software de
comunicación ATS, software SCORBASE 5 niveles. Accesorios opcionales recom: control
manual Tecah Pedant 1703, Lead By Nose, software para simulación del SORBOT ER V
PLUS, software RV PRO, Mesa Experimental, Banda transportadora (Conveyor), sensor de
proximidad para banda transportadora, Mesa Rotatoria, sensor de proximidad para mesa
rotativa, Interface de entrada y salida de señales para control ACL, guía lineal para el robot 1m.
ACTIVIDADES A REALIZAR:
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1) Planificar el Estado Inicial y el Estado Final, Estados Intermedios y Trayectorias de
desplazamiento.
2) Referenciar los ejes de la Celda Robótica utilizando el comando RUN HOMES desde el
Hiperterminal.
3) Dimensionar y atachar vectores para el Grupo A y para el Grupo B.
4) Posicionar el brazo mecánico y los periféricos, utilizando el Teach Pendant, en las posiciones
previamente planificadas y grabar las posiciones (teniendo en cuenta el grupo de trabajo),
utilizando RECORD POSITION en el Teach Pendant.
5) Referenciar los ejes de la Celda Robótica utilizando el comando RUN HOMES desde el
Hiperterminal..
6) Implementar programas para el desplazamiento del robot por posiciones memorizadas7) Almacenamiento de programas8) Inserción de los movimientos de pinzas9) Corrección de programas10) Implementación de programas "situar el robot y coger objetos".11) Programación de la velocidad del robot
ACTIVIDAD Nº 4 DE ROBOTICA
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OBJETIVOS:
Que el alumno maneje adecuadamente el sistema Robot – Vision, he interprete la importancia
del mismo en Control de Calidad.
CONCEPTOS RELACIONADOS:
Morfología del robot. Estructura mecánica: sistemas de transmisión y reducción. Actuadores.
Sensores y percepción con el entorno. Efectores finales. Grados de libertad. Inercia. Aceleración.
Velocidad. Resolución. Presición. Repetibilidad. Volumen de trabajo. Control cinemático y
dinámico. Modo de programación gestual. Modo de programación Textual. Control de Calidad.
Normas de seguridad.
EQUIPOS EMPLEADOS:
Robot didáctico marca Eshed Robotec, modelo SCORBOT ER V PLUS: CPU Motorola 68010,
Comunicación RS-232, no de servo ejes 11, Entradas 16, Salidas 16, Lenguaje de programación
ACL, EPROM 384 bytes, memoria de trabajo 64 kb, memoria usuario 32 kb 12000 líneas,
alimentación de corriente 12v 2A. Sistema de Coordenadas xyz, disp. de seguridad fusibles
para cada eje limitador de corriente, interruptor de para de emergencia. software de
comunicación ATS, software SCORBASE 5 niveles. Accesorios opcionales recom: control
manual Tecah Pedant 1703, Lead By Nose, software para simulación del SORBOT ER V
PLUS, software RV PRO, vídeo monitor national electronics, cámara de vídeo auto iris, Mesa
Experimental, Banda transportadora (Conveyor), sensor de proximidad para banda
transportadora, Mesa Rotatoria, sensor de proximidad para mesa rotativa, Interface de entrada y
salida de señales para control ACL, guía lineal para el robot 1m.
ACTIVIDADES A REALIZAR:
1) Adquisición de Imagen:
a. Preparación.
b. Definición del encuadre.
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c. Binarización del encuadre.
d. Calibración del encuadre.
e. Grabado de la imagen.
f. Filtrado de la imagen.
g. Binarización de la imagen.
h. Análisis de la imagen adquirida.
2.) Reconocimiento del Objeto.
a. Construcción del Cluster.
b. Construcción de los Patterns.
c. Identificación de objetos.
3) Análisis de Objetos
a. Definición de puntos.
b. Medición del objeto.
c. Chequeo de calidad.
4) Sincronización Robot – Vision
a. Grabar coordenadas del robot.
b. Grabar coordenadas del vision.
c. Sincronización.
5) Sincronización Conveyor – Vision
a. Preparación
b. Sincronización.
ACTIVIDAD Nº 1 DE C.N.C.
85
OBJETIVOS:
Presentar y describir los equipos de CNC, del Laboratorio de Robótica y CNC de la
Universidad Autónoma del Caribe, para que el alumno visualice e interprete las diferencias con
los equipos tradicionales.
Adquirir destrezas en el montaje de herramientas de exterior e interior en máquinas
herramientas de torreta múltiple. Definir las estaciones de montaje de cada herramienta.
Compensar las herramientas.
Desarrollar habilidades en el montaje de material y piezas a mecanizar. Definir correctamente el
CERO PIEZA..
CONCEPTOS RELACIONADOS:
Control Numérico (NC). Control numérico computarizado (CNC). Procesos de arranque de viruta.
Estructura y movimiento de trabajo de maquinas herramientas. Geometría de corte. Torneado.
Fresado. Tipo de herramientas de arranque de viruta. Sujeción de herramientas de tornear y fresar.
Sujeción de piezas. Torneado cónico. Torneado de roscas. Procedimiento de división de fresado.
EQUIPOS EMPLEADOS:
TORNO CNC MARCA PROLIGHT TURING CENTER DE LIGHT MACHINE CON
CONTROLADOR LIGHT MACHINE. SOFTWARE WPLT.
CENTRO DE MECANIZADO BENCHMAN 4000. SOFTWARE BENCHMAN 4000.
ACTIVIDADES A REALIZAR:
1) Describir cada uno de los equipos (hardware y software) de CNC, del Laboratorio de Robótica
y CNC de la Universidad Autónoma del Caribe. Dar a conocer las especificaciones técnicas de
cada equipo. Volumen de trabajo. Gama de velocidades.
2) Montaje de material de trabajo y piezas a mecanizar en plato de mordazas de ajuste manual y en
plato de ajuste neumático, en el torno CNC.
3) Montaje de material de trabajo y piezas a mecanizar en el Centro de Mecanizado.
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4) Preparar el material o pieza a mecanizar y definir el cero de pieza.
ACTIVIDAD Nº 2 DE C.N.C.
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OBJETIVOS:
Adquirir destrezas en el manejo del software WPLT, de torneado CNC; y BENCHMAN 4000,
del centro de mecanizado CNC.
Interpretar y aplicar significativamente los códigos de programación vistos en teoría.
Simular programas básicos de mecanizado.
CONCEPTOS RELACIONADOS:
Control numérico (NC). Control numérico computarizado (CNC). Procesos de arranque de viruta.
Estructura y movimiento de trabajo de máquinas herramientas. Geometría de corte. Torneado.
Fresado. Tipo de herramientas de arranque de viruta. Sujeción de herramientas de tornear y fresar.
Sujeción de piezas. Torneado cónico. Torneado de roscas. Procedimiento de división en fresado.
Códigos preparatorios (G) y micelaneos (M).
EQUIPOS EMPLEADOS:
TORNO CNC MARCA PROLIGHT TURING CENTER DE LIGHT MACHINE CON
CONTROLADOR LIGHT MACHINE. SOFTWARE WPLT.
CENTRO DE MECANIZADO BENCHMAN 4000. SOFTWARE BENCHMAN 4000.
ACTIVIDADES A REALIZAR:
1) Descripción del software WPLT. Uso del programa de Edit Windows. Uso de Position
Windows. Uso de: Machine Info Windows, Verify Windows, Jog Control Windows, Operator
Panel, Standard Toolbar, Inputs Toolbar, Outputs Toolbar, Turret Control Toolbar, Status Bar.
2) Programación Básica de CNC. Elementos y partes de programas de CNC. Categorías de
códigos: Incremenatl Arc Center (%), Absolute Arc Center ($), Skip(\), Optional Skip (/), Feed Rate
(F), Preparatory Codes (G), Miscellaneous Codes (M), X axis coordinate of center point (I), Z axis
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coordinate of center point (K), Y axis coordinate of center point (J), Input selection number (H),
Block number (N), Spindle Speed (S), Tool selection (T), Peck Depth (Q).
3) Simulación de programas básicos de mecanizado.
ACTIVIDAD Nº 3 DE C.N.C.
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OBJETIVOS:
Mecanizar piezas aplicando programación básica.
CONCEPTOS RELACIONADOS:
Control numérico (NC). Control numérico computarizado (CNC). Procesos de arranque de viruta.
Estructura y movimiento de trabajo de máquinas herramientas. Geometría de corte. Torneado.
Fresado. Tipo de herramientas de arranque de viruta. Sujeción de herramientas de tornear y fresar.
Sujeción de piezas. Torneado cónico. Torneado de roscas. Procedimiento de división en fresado.
Códigos preparatorios (G) y micelaneos (M).
EQUIPOS EMPLEADOS:
TORNO CNC MARCA PROLIGHT TURING CENTER DE LIGHT MACHINE CON
CONTROLADOR LIGHT MACHINE. SOFTWARE WPLT.
CENTRO DE MECANIZADO BENCHMAN 4000. SOFTWARE BENCHMAN 4000.
ACTIVIDADES A REALIZAR:
1) Realizar un programa de mecanizado (sencillo).
2) Simular del programa de mecanizado.
3) Montaje del material y ejecución del mecanizado.
ACTIVIDAD Nº 4 DE C.N.C.
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OBJETIVOS:
Mecanizar piezas aplicando programación avanzada.
CONCEPTOS RELACIONADOS:
Control numérico (NC). Control numérico computarizado (CNC). Procesos de arranque de viruta.
Estructura y movimiento de trabajo de máquinas herramientas. Geometría de corte. Torneado.
Fresado. Tipo de herramientas de arranque de viruta. Sujeción de herramientas de tornear y fresar.
Sujeción de piezas. Torneado cónico. Torneado de roscas. Procedimiento de división en fresado.
Códigos preparatorios (G) y micelaneos (M). Interpolación linear. Ciclo Canned. Subprogramas.
Programación polar. Programación de herramientas múltiples. Cortes de compensación. Códigos de
rotación y escalonado. Coordenadas de máquinas y de trabajo. Sistema de múltiples coordenadas.
Offset.
EQUIPOS EMPLEADOS:
TORNO CNC MARCA PROLIGHT TURING CENTER DE LIGHT MACHINE CON
CONTROLADOR LIGHT MACHINE. SOFTWARE WPLT.
CENTRO DE MECANIZADO BENCHMAN 4000. SOFTWARE BENCHMAN 4000.
ACTIVIDADES A REALIZAR:
1) Realizar un programa de mecanizado (con arco, roscado, ranurado, cono y tronzado).
2) Simular del programa de mecanizado.
3) Montaje del material y ejecución del mecanizado.
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BIBLIOGRAFIA
RENTERIA, Arantxa – Rivas, María. Robótica Industrial. Fundamentos y aplicaciones. Serie
Electrotecnologías Nº 20. EVE. Editorial Mc Graw Hill. 2000.
BARRIENTOS, Antonio. PEÑIN, Luis Felipe. BALAGUER, Carlos. ARACIL, Rafael. Ed Mc
Graw Hill. 1997.
Microrobótica. Tecnología, aplicaciones y montaje práctico. ITP Paraninfo. 2000.
I ENCUENTRO NACIONAL DE ROBOTICA Y MANUFACTURA FLEXIBLE. Memorias.
Programación, planificación y control. Dr Raúl Suarez Feijó.
ACL version 1.43. Manual del usuario. 4º Edición. Eshed Robotec. 1.998
ROBOTVISIONpro version 2.44. Manual del usuario. 4º Edición. Eshed Robotec. 2.000.
PROLIGHT TURING CENTER. Manual del usuario. Light Machines. 2.000.
BENCHMAN VMC-4000. Maching Center. Manual del usuario. Light Machines. 1.997.
SUAREZ, Raúl, Control de Fuerza en Robótica. Automática e Instrumentación. 1.988
ROSELL J., BASAÑEZ L. and SAUAREZ R. Improving the performance of compilant
motions by on-line geometric uncertainty reduction. Proceeding of the 1999 IEEE Internatinal
Symposium on Assembly and Task Planing, ISATP’99, (ISBN ‘-7803-5704-3), Porto, Portugal,
July 21-24, 1.999, pp. 169-174.
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