SR IRB120 SistemaRobot

Grado en Ingeniera Electrnica y Automtica Industrial

Sistema Robot IRB120

SistemasRobotizados

RafaelBarea/ElenaLpezCurso2013/14

ndice

1. Estructura de un sistema robot

2. Sistema Robot. Conceptos

3. Familia Robots ABB.

4. Manipulador IRB120

5. Armario control IRC5

6. Unidad de Programacin

7. Sistemas de seguridad del robot

8. Navegacin por la Unidad de programacin

2SistemaRobotIRB120

Estructura de un Sistema Robot

3SistemaRobotIRB120

Armario de control

Unidad de Programacin

Manipulador

Herramienta

Conceptos de un Sistema Robot

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Sistema de robot

El concepto sistema de robot comprende el armario de control, el o losmanipuladores y todos los equipos controlados por el controlador(herramienta, sensores, etc.).

lncluye todo el hardware y software necesario para hacer funcionar elrobot. El hardware y software especfico de una aplicacin.

SistemaRobotIRB120 4

Sistema Robot Robot - Manipulador

Robot o manipulador o unidad mecnica es el elemento del sistemaencargado de realizar las tareas de manipulacin y movimiento para lasque ha sido programado

La configuracin mecnica ms comn es la que tiene forma de brazoarticulado y consta de un total de 6 ejes

Su base puede ser instalada directamente sobre un elemento de apoyoanclado al suelo (robot fijo), o sobre una unidad mecnica mvil cornoun TRACK para dotar al robot de ms movilidad (robot condesplazamiento sobre eje externo).

En la brida de sujecin del eje 6, es en donde se ubica la herramienta otil con el que va a realizar las tareas el robot.

5SistemaRobotIRB120

Sistema Robot Robot. Manipulador

6SistemaRobotIRB120

El controlador IRC5 contiene todos los elementos y funciones paracontrolar y mover el robot-manipulador.

Contiene tanto el modulo de control como el mdulo de accionamientos.

El modulo de control contiene todos los elementos electrnicos de control,como el ordenador principal, las tarjetas de E/S y la unidad dealmacenamiento.

El modulo de accionamiento contiene todos los elementos electrnicos dealimentacin que proporcionan la alimentacin a los motores del robot.

El IRC5 puede controlar los accionamientos de los seis ejes del robot yadems tres accionamientos para los ejes externos en funcin delmodelo de robot.

Para controlar ms de un robot con un mismo mdulo de control (opcinMultiMove), es necesario aadir un mdulo de accionamientos ms porcada robot adicional.

Sistema Robot. Armario de control - Controlador IRC5

7SistemaRobotIRB120 7

Variantes bsicas de controlador IRC5 en funcin del armario

Sistema Robot. Armario de control - Controlador IRC5

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Compact Single Dual


Sistema RobotUnidad de Programacin



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Fcil de utilizar

Entorno personalizable

Puntera en tecnologa

Pantalla tctil

Para diestros y zurdos

Hot Plug Posibilidad de conectary desconectar la unidad durante elfuncionamiento

Cable de conexin fcilmentereemplazable.

Sistema de autentificacin deusuarios


Sistema RobotQu es una herramienta?

Una herramienta es un objeto que puede montarse directa oindirectamente sobre la brida de sujecin del robot, o montarse en unaposicin fija dentro del rea de trabajo del robot.

Todas las herramientas deben tener definido un TCP (punto central dela herramienta).

El TCP es el punto respecto del cual se definen todas las posiciones delrobot.

El punto central de la herramienta se define respecto de la posicin de labrida de sujecin del manipulador, donde se encuentra definida laherramienta tool0.

Cada herramienta que pueda ser utilizada por el robot debe ser definiday sus datos almacenados, para conseguir un posicionamiento exacto delpunto central de la herramienta.


Sistema RobotQu es una herramienta?

Dos tipos bsicos

Herramienta mvil La inmensa mayora de aplicaciones se basan en un punto

central de herramienta mvil, es decir, un TCP que semueve en el espacio junto con el manipulador.

Un punto central de herramienta tpico se define respectodel sistema de coordenadas de herramienta (herramienta"tool0"), por ejemplo la punta de una pistola de soldaduraal arco, el centro de una pistola de soldadura por puntos oel extremo de una herramienta de perfilado o de succin.

Herramienta fija (estacionaria): En algunas aplicaciones se utiliza un punto central de

herramienta fijo, por ejemplo cuando se utiliza una pistolade soldadura por puntos fija.

En estos casos, el punto central de la herramienta sedefine respecto del sistema de coordenadas mundo.


Sistema RobotQu es un sistema de coordenadas?

Un sistema de coordenadas define un plano o un espacio con ejes,partiendo de un punto fijo conocido como origen.

Los objetivos y las posiciones de robot se localizan mediante medidas alo largo de los ejes de los sistemas de coordenadas.

Los robots utilizan varios sistemas de coordenadas, cada uno de ellosadecuado para tipos concretos de movimientos o programaciones.


Sistema Robot. Sistema de coordenadas de la base

El sistema de coordenadas de la base tiene su punto cero en la base delrobot, lo que hace que sus movimientos resulten predecibles. Por tanto,resulta til a la hora de mover un robot de una posicin a otra.

A la hora de programar un robot, suelen resultar ms adecuados otrossistemas de coordenadas, como por ejemplo el sistema de coordenadasdel objeto de trabajo.

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Coordenadas x,y,zRegla de la mano derecha


Sistema Robot. Sistema de coordenadas mundo

El sistema de coordenadas mundo tiene su punto cero en una posicinfija de la clula o la estacin.

Es til a la hora de manejar varios robots o robots que son movidos porejes externos.

De forma predeterminada, el sistema de coordenadas mundo coincidecon el sistema de coordenadas de la base.

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A Sistema de coordenadas de labase del robot 1

B Sistema de coordenadas mundo

C Sistema de coordenadas de labase del robot 2


Sistema Robot. Sistema de coordenadas del objeto de trabajo

El sistema de coordenadas del objeto de trabajo se corresponde con lapieza de trabajo: Define el posicionamiento de la pieza de trabajorespecto del sistema de coordenadas mundo (o respecto de cualquierotro sistema de coordenadas).

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El sistema de coordenadas delobjeto de trabajo debe ser definidoen dos bases de coordenadas:

La base de coordenadas del usuario(dependiente de la base decoordenadas mundo)

La base de coordenadas del objeto(dependiente de la base decoordenadas del usuario).


Sistema Robot. Sistema de coordenadas del objeto de trabajo

Un mismo robot puede tener varios sistemas de coordenadas deobjetos de trabajo, ya sea para representar a varias piezas de trabajodiferentes o se trate de varias copias de una misma pieza de trabajo enubicaciones diferentes.

Es en estos sistemas de coordenadas de objetos de trabajo donde secrean los objetivos y trayectorias durante la programacin del robot.

Con ello se consiguen varias ventajas:

Al reposicionar el objeto de trabajo en la estacin, slo es necesariocambiar la posicin del sistema de coordenadas del objeto de trabajo paraque todas las trayectorias se actualicen a la vez.

Permite el trabajo con objetos de trabajo movidos por ejes externos otracks de transporte, dado que es posible mover la totalidad del objeto detrabajo junto con sus trayectorias.


Sistema Robot. Sistema de coordenadas de la herramienta

El sistema de coordenadas de la herramienta tiene su origen en elpunto central de la herramienta seleccionada. Define la posicin y laorientacin de la herramienta.

El sistema de coordenadas de la herramienta se abrevia con frecuenciacomo TCP ("Tool Center Point", punto central de la herramienta).

El TCP es el punto movido por el robot hasta las posicionesprogramadas al ejecutar el programa.

Esto significa que si se cambia en una herramienta (la orientacin delsistema de coordenadas de la herramienta), los movimientos del robotcambiaran de forma que el nuevo TCP alcance su objetivo.


Sistema Robot.Sistema de coordenadas del usuario

El sistema de coordenadas del usuario puede usarse para representarequipos como los accesorios o los bancos de trabajo.

Con ello se consigue un nivel ms en la cadena de sistemas decoordenadas relacionados entre s, lo cual puede resultar til a la horade manejar equipos que sostienen objetos de trabajo u otros sistemasde coordenadas.

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A Sistema de coordenadas del usuario

B Sistema de coordenadas mundo

C Sistema de coordenadas de la base

D Sistema de coordenadas del usuariomovido

ESistema de coordenadas del objeto,movido junto con el sistema decoordenadas del usuario


Familia Robot ABB

21SistemaRobotIRB120

Rango Manipuladores ABB


IRB120 Introduction - Main features


IRB120

Main features

Six axis manipulator

Payload: 3 kg

Reach: 580 mm

Fastest 6-axis robot in ABB range

Accuracy: +-0.01 mm

Weight: 25 Kg

All motors and cablings enclosed easy tointegrate

Variant: IRB 120T

Optional Clean Room ISO Class 5

IRB120: ABBs smallest robot for flexible and compact production

IRB120 Load diagram

With 0.3 kg armload Up to 3Kg


IRB120 Working range

Working range at center of 5th axis

Reaching 580 mm


IRB120 Working range


IRB120 Movement/Velocity


IRB120 Performance & Accuracy


1 kg picking cycle 25 x 300 x 25 mm

IRB 120: 0.58 s IRB 120T = 0.52s

Max TCP velocity: 6.2 m/s (calculated)

Max TCP acceleration: 28 m/s (calculated)

Acceleration time 0-1 m/s: 0.07 s (calculated)

Accuracy: 0.01 mm (repeatability)IRB120

IRB120 Main Dimensions


IRB120 Flexible mounting All angles


IRB120 Easy to integrate


Customer interfaces

IRB120 Easy to integrate


Mounting interfaces

Estructura mecnica IRB120Ejes

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6 ejes


Estructura mecnica IRB120. Conexiones


Estructura mecnica IRB120Dimensiones


Estructura mecnica IRB120


Estructura mecnica IRB120Motores y cableado interno

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A Motor Eje 6

B Motor Eje 5

C Motor Eje 4

E Motor Eje 3

F Motor Eje 2

H Motor Eje 1

Motores456


Estructura mecnica IRB120Correas de temporizacin ejes 3 y 5


Un grupo motor esta compuesto por :

Un motor Brushless de 2 o 3 pares de polos. Un dispositivo de medida integrado en el motor: el resolver Un freno. Una sonda de temperatura integrada en el estator del motor.

Estructura mecnica IRB120Grupo motor


Estructura mecnica IRB120Cajas reductoras


Estructura mecnica IRB120Cajas reductoras

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Piezas:A:CarcasadegiroB:Cajareductoradeleje2C:BrazoinferiorD:Tornillosdefijacin(16unidades)

A:Motoreje2B:Cajareductora

deleje2

Eje 1 Eje 2


Estructura mecnica IRB120Ubicacin cajas reductoras 3 y 5

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Motoreje3

Reductoraeje3

Motoreje5

Reductoraeje5


Estructura mecnica IRB120Calibracin

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Cmo usar las marcas de sincronizacin del robot.

Las marcas de sincronizacin se utilizan para actualizar las revoluciones delcodificador moviendo cada eje a la posicin de sincronizacin indicada porlas marcas.



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Marcas de sincronizacin del robot ejes 1-3. A Marca Eje 1B Marca Eje 2

C Marca Eje 3



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Marcas de sincronizacin del robot ejes 4-6. D Marca Eje 4E Marca Eje 5

F Marca Eje 6


Clculo de la posicin del robot Resolver


El resolver: Principio de funcionamiento

Informacin proporcionada:

Posicin del resolver => posicin del motor Velocidad de giro Sentido de giro

Clculo de la posicin del robot Resolver


El resolver: Principio de funcionamiento

Clculo de la posicin del robot Resolver + Contador vueltas


Resolver: dispositivo que determina la posicin angular dentro de unavuelta del motor.

Contador de vueltas: cuenta el nmero de vueltas del resolver.

Familia de Controladores IRC5


Compacto

Sencillo

Dual

Familia de Controladores IRC5


Estructura controlador IRC5


Conexin armario control - manipulador


Alimentacin230/400V

Potencia:Alimentacindelosmotoresdelos6ejes

SMBPosicindelosejesdelmanipulador

IRB120

IRC5 compact

Panel de control


Conectividad


Interior del IRC5


Puntos conexin Computador Principal


Buses de campo


Modos de funcionamiento


IRC5 Compact. Panel Frontal


Entradas/Salidas

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Las E/S son seales utilizadas por el robot para controlar otroselementos o para recibir informacin del estado de otros elementos delsistema:

Controlar la accin de la herramientao Apertura o cierre de un grippero Activar/desactivar succin en una ventosao Activar soldadura

Estado de activacin de un sensor externo:o Detectar que un objeto est posicionado en un punto

IRC5 Tarjeta DeviceNet (lean) 16 entradas / 16 salidas digitales


Entradas/Salidas


Seguridad

Objetivo: describir los principios y procedimientos de seguridad quedebe tener en cuenta al utilizar un robot o un sistema de robots.

Peligros asociados al sistema robot

Peligros elctricos Descarga elctrica

Peligros por movimientos a alta velocidad Movimientos inesperados a alta velocidad con un fuerza elevada que pueden

provocar colisiones con personal o con elementos de la instalacin

Peligros por pesos o cargas elevadas Cada del sistema de brazos (frenos de retencin en mal estado) Cada de herramientas o cargas


Sistemas de seguridad del robot

Objetivo: describir los principios y procedimientos de seguridad quedebe tener en cuenta al utilizar un robot o un sistema de robots.

Peligros asociados al sistema robot

Peligros elctricos Descarga elctrica

Peligros por movimientos a alta velocidad Movimientos inesperados a alta velocidad con un fuerza elevada que pueden

provocar colisiones con personal o con elementos de la instalacin

Peligros por pesos o cargas elevadas Cada del sistema de brazos (frenos de retencin en mal estado) Cada de herramientas o cargas


Sistemas de seguridad del robot

Los sistemas de seguridad que dispone el sistema robot son:

Paro de emergencia Paro de seguridad Selector de modo Dispositivo de habilitacin DeadMan Funcin hold-to-run


Sistemas de seguridad del robotParo de emergencia

Un paro de emergencia es un estado que tiene prioridad sobre cualquier otrocontrol del robot, desconecta la alimentacin de accionamientos de los motoresdel robot, detiene todas las partes mviles y desconecta la alimentacin decualquier funcin potencialmente peligrosa controlada por el sistema de robot.

Un paro de emergencia desconecta toda la alimentacin del robot excepto la delos circuitos de liberacin manual de frenos.

Debe realizarse un procedimiento de recuperacin para poder volver alfuncionamiento normal.

Los sistemas de robot cuentan con varios dispositivos de paro de emergenciaque pueden ser accionados

Existen pulsadores de paro de emergencia tanto en la Unidad de Programacincomo en el mdulo de control.

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Pulsadoresparodeemergencia


Sistemas de seguridad del robotParo de seguridad

Un paro de seguridad significa que slo se desconecta la alimentacin de losmotores del robot.

No cuenta con ningn procedimiento de recuperacin. Para la recuperacin encaso de un paro de seguridad, slo es necesario restablecer la alimentacin delos motores

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Pulsadorparodeseguridad

MotoresON


Sistemas de seguridad del robotSelector de modo

Es un dispositivo que se encuentra en el frontal del armario delcontrolador. Posee una llave que girndola permite cambiar el modo defuncionamiento del robot.


Sistemas de seguridad del robotDispositivo de habilitacin - Deadman

Es una palanca incorporada en el lateral de la Unidad de Programacin.

En el modo manual, los motores del robot son activados por eldispositivo. De esta forma, el robot slo puede moverse siempre ycuando el dispositivo este presionado.

El dispositivo de habilitacin se ha diseado de forma que sea necesariopresionar la palanca slo hasta la mitad de su recorrido para activar losmotores del robot.

3 posiciones: tanto en la posicin en la que la palanca est presionadaal mximo o liberada totalmente, el robot esta inmovilizado.

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Dispositivodehabilitacin


Sistemas de seguridad del robotMecanismos de proteccin

Proteccin

Conjunto de medidas basadas en el uso de elementos protectores queevitan la exposicin de las personas a los riesgos que no pueden sereliminados razonablemente ni reducidos suficientemente en el diseo.

Los elementos de proteccin evitan situaciones peligrosas al detener elrobot de una forma controlada si se activa un mecanismo de proteccindeterminado.

Un mecanismo de proteccin est compuesto por un conjunto deelementos de proteccin conectados en serie. Cuando se activa unelemento de proteccin, la cadena se rompe y el funcionamiento de lamquina se detiene, independientemente del estado de los elementosde proteccin del resto de la cadena.

Su sistema de robot puede contar con una enorme gama de elementos deproteccin, como interbloqueos de puertas, barreras fotoelctricas deseguridad y trampillas de contacto, etc.


Gestin de los sistemas de seguridad Carta Panel

La gestin de los sistemas de seguridad se realiza en la Tarjeta deseguridades del robot o Carta panel.

Es el elemento del armario del robot dedicado a gestionar y controlartodas las seguridades asociadas al sistema robot (Cadena deseguridades).

Esta unidad consta de una serie de bornes donde poder conectarelctricamente los distintos dispositivos de seguridad


Esquema general de la Cadena de seguridades


Navegacin por la unidad de programacin


Unidad de programacinMen ABB



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Edicin en Marcha Permite la edicin de posiciones programadas. Slorobotarget.

FlexPendant explorer Administrador de archivos

Entradas y Salidas Visualizacin y activacin de seales de E/S



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Editor de programas Crear o modificar programas

Datos de programa Opciones de visualizacin y utilizacin de tiposde datos.


Unidad de programacinMen ABB Movimientos

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Ventana Movimientos


Unidad de programacinMen Configuracin Rpida

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Men Configuracin Rpida Seleccin tipo de movimientos (jogging)



82

Men Configuracin Rpida Seleccin sistemas coordenadas



83

Men Configuracin Rpida Mostrar detalles



84

Men Configuracin Rpida Incremento movimiento


Unidad de programacinMen ABB Panel de Control

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Panel de control Funciones de configuracin del sistema


Unidad de programacinProgramacin en RAPID

86

Estructura de un programa en RAPID sistema


Unidad de programacinEdicin de programas en RAPID

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Ventana Editor de programas Aadir instrucciones


Unidad de programacinEdicin de programas en RAPID

88

Ventana Editor de programas Editar o modificar cdigo ya existente


Unidad de programacinEjecucin de programas

89

Ejecucin del programa Opcin Depurar



90

Ejecucin del programa Modos de ejecucin



91

Ejecucin del programa Modos paso a paso



92

Ejecucin del programa Seleccin de velocidad



93

Ejecucin del programa Teclas de ejecucin

Teclasdeejecucin

MotoresON

DispositivoHabilitacin


Unidad de programacinHerramienta de trabajo - Tooldata

Acceso al dato Seleccionar datos del programa



Definicin automtica del TCP Mtodo TCP


Unidad de programacinVentana de E/S


Unidad de programacinCalibracin

Actualizar contador de vueltas

Primero hay que llevar el robot a marcas manualmente


Unidad de programacinCopia de seguridad y restauracin



Estructura de la copia de seguridad



Hacer una copia de seguridad


Unidad de programacinRobotstudio


Bibliografa

Curso Bsico Robot IRC5. ABB

Robots Industriales: Cmo son, Cmo funcionan y sus Aplicaciones. ABB

ABBs smallest robot IRB 120 for flexible & compact production. ABB

Manual del producto IRB 120. ABB robotics

Manual del producto IRC5 Compact. ABB robotics


SR IRB120 SistemaRobot

Documents

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