INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE IRAPUATO

ESTUDIOS CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIALNMERO 11-00065

Programacin y Operacin de Robot Manipulador MOTOMAN MH5

OPCION I: TESIS

QUE PARA OBTENER EL GRADO DEINGENIERA INDUSTRIAL

PRESENTAN:OSVALDO GONZLEZ ROMOLUIS CHVEZ CANOASESOR: M.C.CESAR ALEJANDRO FRAUSTO DVILAIRAPUATO, GTO. MAYO 2014AGRADECIMIENTOS:De: Osvaldo Gonzlez RomoA Dios nuestro seorPor darme el tiempo de estar aqu presente, y darme la fuerza de llevar a cabo este proyecto de tesis para cumplir con uno de los objetivos de ser profesional, para que as lo pueda demostrar en lo que haga, por darme la paciencia y la inteligencia para siempre hacer lo correcto.

A mis padres: Ana maricela y SergioPor brindarme siempre su apoyo en los buenos y malos momentos pasados durante la carrera, por ganarme su confianza siempre, tambin por los valores y responsabilidades que me inculcaron para que fuera un hombre de bien.

A mis profesoresA todos y cada uno de ellos; que gracias a sus conocimientos brindados hacia m para formarme como un profesional de bien, por ser partcipes de discusiones y dilogos que instruyen ms que una clase.

A mi hermana: AlejandraPor siempre estar conmigo y preocuparse porque todo saliera bien en la escuela, por brindarme su apoyo para salir adelante siempre.

De: Luis Chvez Cano

Antes que todo al Seor por dejarme vivir esta experiencia con salud y la fuerza necesaria para concluirla.

A mi familia Por respetar en mi decisin de seguir estudiando y proporcionarme los recursos econmicos necesarios para cumplir unas de mis metas que es el estudio.

A mi institucinPor proveerme de los conocimientos suficientes para enfrentar la situacin laboral que actualmente presenta nuestro pas.

A mi novia: MenaPor darme motivacin y fuerza a seguir durante todo el tiempo de mi travesa de la elaboracin del presente trabajo.

ResumenEste documento presenta una serie de prcticas diseadas para reforzar el aprendizaje en la operacin y programacin del Robot Manipulador MH5, con aplicacin en carga y descarga. Dichas prcticas son planeadas con el fin de mostrar de manera progresiva las operaciones bsicas en la operacin de estos robots, adems de anticipar y prevenir errores que comnmente suceden en la prctica real.

Aunque existen una gran cantidad de variantes de entornos en los que se emplean dichos robots, en este trabajo se documentan consideraciones y criterios tiles en el diseo e implementacin de un sistema robotizado, lo cual determina la manera particular en que se utiliza y opera un robot manipulador.

No obstante el carcter bsico de la instruccin, la informacin recabada en el documento muestra una idea general del robot manipulador y sirve como instructivo para la programacin y ejecucin de tareas de manipulacin ms comunes en las aplicaciones del Robot MH5. Describiendo de manera detallada el entorno de programacin y dispositivos de interface del controlador DX100.

Por ltimo, para reforzar los contenidos relevantes se presentan prcticas a realizar, ejemplos y ejercicios propuestos que plantean situaciones presentes en el entorno laboral. Adems, se propone el diseo e implementacin de programas donde el alumno aplique los conocimientos adquiridos para la operacin del robot manipulador.

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ContenidoResumeniiiContenido4ndice de figuras y tablas6Introduccin8Captulo I. Marco de referencia101.1 Idea111.2 Ttulo111.3 Planteamiento del problema111.4 Justificacin121.5 Objetivos: general y especficos131.6 Alcances y limitaciones13Captulo II Generalidades del ITESI152.1 La institucin162.2 Misin162.3 Visin162.4 Valores162.5 Laboratorios con que cuenta el ITESI17Captulo III. Marco terico183.1 Antecedentes histricos de la robtica193.1.1 Definicin de robot213.1.2 Clasificacin de robots segn su arquitectura223.1.3 Orgenes y desarrollo de la robtica233.1.4 Definicin y clasificacin de robtica243.2 Tipos de programacin de un robot manipulador253.2.1 Programacin gestual o directa263.2.2 Programacin textual explicita273.2.3 Programacin textual especificativa283.2.4 Lenguajes de programacin gestual punto a punto293.3 Aplicaciones de robots manipuladores293.3.1 Aplicaciones industriales303.4 Caractersticas del Robot Motoman MH5383.4.1 Datos tcnicos403.5 Criterios de implantacin de un robot industrial413.5.1 Diseo y control de una clula robotizada413.5.2 Disposicin del robot en una clula de trabajo413.5.3 Caractersticas a considerar en la seleccin de un robot423.5.4 Precisin, repetitividad y velocidad423.5.5 Capacidad de carga y sistema de control433.5.6 Seguridad en instalaciones robotizadas44Captulo Iv. PROGRAMACIN Y OPERACIN DE ROBOT MOTOMAN MH5.... .......................................................................................464.1 Introduccin474.1.1 Seguridad en programacin474.1.2 Seguridad en operacin484.2 Descripcin general del controlador DX100494.3 Conocimiento general del TEACH PENDANT524.3.1 Descripcin de teclas y botones.534.3.2 Caracteres y smbolosde teclas594.3.3 Activacin y desactivacin de servos604.4 Pantalla del TEACH PENDANT614.4.1 Pantalla de caracteres674.5 Grupos de control y sistemas de coordenadas684.6 Teclas de ejes y coordenadas.704.7 Ejes externos774.8 ngulo de orientacin de herramienta.784.9 Velocidad manual y tecla HIGH SPEED794.10 Posicin actual (HOME POSITION).804.11 Alarmas, errores y segundo punto de origen804.12 Creacin, seleccin y activacin de un programa nuevo854.13 Creacin de trayectorias, tipos de movimientos, ciclos y ejecucin de un programa884.14 Funciones de edicin944.15 Instrucciones de la lista de informacin y su uso1034.16 Instrucciones de entrada y salida1054.17 Instrucciones de control1084.18 Recomendaciones y cuidados con el uso del robot Motoman MH5.113Captulo v. PRCTICAS Y PROGRAMAS propuestos1155.1 Prcticas propuestas1165.2 Programas propuestos147CONCLUSIONES152ANEXOS154BIBLIOGRAFA159

ndice de figuras y tablasFigura 1. Brazo abastecedor.31Figura 2. Brazos mltiples de armado.32Figura 3. Brazo soldador.32Figura 4. Armadora de Autos.33Figura 5. Brazo en banda con elemento de sujecin.34Figura 6. Brazo Manipulador.34Figura 7. Brazo para corte.35Figura 8. Brazo para montaje.36Figura 9. Robot Motoman MH5.39Figura 10. Smbolos de medidas de seguridad.45Figura 11. Controlador DX100.49Figura 12. Interruptor del controlador DX100.49Figura 13. Pantalla de inicio del TEACH-PENDANT.50Figura 14. Pantalla de men principal.50Figura 15. Botn de paro de emergencia.51Figura 16. Interruptor principal de TEACH PENDANT.51Figura 17. TEACH PENDANT.52Figura 18. Teclas con smbolo impreso.59Figura 19. SWITCH de activacin de servos.60Figura 20. reas de la pantalla.61Figura 21. rea general.61Figura 22. rea principal.62Figura 23. rea de men.62Figura 24. Elementos del rea estado.63Figura 25. Grupo 1 de elementos del rea del estado.64Figura 26. Grupo 2 de elementos del rea del estado.64Figura 27. Lista de programa.65Figura 28. Contenido de programa.65Figura 29. Lnea de edicin.66Figura 30. Lneas de mensajes.66Figura 31. Pantalla de nmeros y caracteres.68Figura 32. Pantalla de smbolos.68Figura 33. Grupo de ejes del controlador.69Figura 34. Teclas de ejes.70Figura 35. cono de sistema de coordenadas.71Figura 36. Tipos de coordenadas.71Figura 37. Secuencia de coordenadas.71Figura 38. Ilustracin de los ejes JOINT con las teclas.72Figura 39. Ilustracin de los ejes rectangulares con las teclas.73Figura 40. Ilustracin de los ejes de herramienta.74Figura 41. Coordenadas de los ejes de usuario.76Figura 42. Teclas de ejes de coordenadas cilndricas.77Figura 43. Teclas de ejes de giro.78Figura 44. Movimiento que realizan las teclas de ejes de giro.78Figura 45. Velocidad manual.79Figura 46. Pantalla de primera posicin.80Figura 47. Pantalla de identificacin de alarma.81Figura 48. Mensaje de error.81Figura 49. Pantalla de alarma menor82Figura 50. Pantalla de alarma mayor.82Figura 51. Pantalla para llevar a HOME el brazo.84Figura 52. Pantalla de CREATE NEW JOB.86Figura 53. Pantalla de registro de NEW JOB.86Figura 54. Pantalla de NEW JOB creado.86Figura 55. Pantalla para seleccionar programa.87Figura 56. Pantallas para crear un MASTER JOB.88Figura 57. Seleccin del tipo de movimiento.89Figura 58. Pantalla de seleccin del tipo de movimiento.91Figura 59. Pantalla de seleccin de ciclo.93Figura 60. Indicador del tipo de ciclo.93Figura 61. rea de Direcciones e Instrucciones.97Figura 62. Funciones de edicin.99Figura 63. Pantalla de modificacin de velocidad.102Figura 64. Lista de informacin desplegando instrucciones.104Figura 65. Pantallas de programas ligados.108Figura 66. Pantallas de programas empalmados.109Figura 67. Ejemplo de movimiento circular.148Figura 68. Ejemplo de Movimiento con medio circulo.149Figura 69. Ejemplo de Movimiento con medio ovalo.149

Tabla 1. Botones del TEACH PENDANT y su descripcin.53Tabla 2. Secuencia de coordenadas.72Tabla 3. Descripcin de las teclas de los ejes rectangulares.73Tabla 4. Descripcin de las teclas de los ejes de herramienta.74Tabla 5. Descripcin de las teclas de los ejes de usuario.75Tabla 6. Descripcin de las teclas de los ejes cilndricos.76Tabla 7. Descripcin de las teclas de los ejes externos.77Tabla 8. Niveles de velocidad predeterminados.90Tabla 9. Instrucciones bsicas.104

Introduccin

La industria automotriz ha sido la gran impulsora de la robtica industrial, empleando la mayor parte de los robots instalados hoy da. Segn el Instituto de Robtica de Amrica (RIA) un robot industrial es "un manipulador multifuncional y reprogramable diseado para desplazar materiales, componentes, herramientas o dispositivos especializados por medio de movimientos programados variables con el fin de realizar tareas diversas". Las mquinas conocidas como robots son importantes en la vida del hombre y tienen la finalidad de ayudar en diferentes actividades como trabajos repetitivos, manejo de materiales peligrosos y actividades que superan las capacidades del ser humano y que ponen en constante peligro al hombre.

Las industrias automatizadas generalmente poseen un brazo robot con capacidad de manipulacin y que incorpora un control ms o menos complejo. Un dato interesante acerca de estos robots es que pueden tener funciones intelectuales que les permiten responder a las rdenes humanas. Al ser tan tiles son empleadas en empresas de nivel mundial como la Volkswagen, General Motors, Nissan, que estn automatizadas casi en su totalidad y necesitan personal capacitado para maniobrar dicho equipo de trabajo.

El ITESI extensin Pursima del Rincn es un buen candidato para brindar los egresados con los conocimiento necesarios en este rubro laboral, pero las capacitaciones en la operacin y programacin podran ser costosas si se presentaran daos innecesarios en los equipos de capacitacin involucrados, por esta razn ha surgido la necesidad de crear un manual de programacin y operacin del robot MH5 con aplicacin de abastecimiento, que es uno de los ms utilizados en las empresas de nivel mundial.

Al final del trabajo se presenta un manual de programacin y operacin del robot manipulador MH5, que permitir reducir los riesgos inherentes a una mala operacin, considerando que las personas que lo utilicen son aprendices con pocas bases en robtica. Se muestra la morfologa del robot, los tipos de movimientos con los que puede trabajar y la metodologa de programacin que se requiere para llevar a cabo operaciones bsicas. Para esto, se propone una serie de prcticas diseadas con aplicacin de uso industrial, y que sirven de apoyo en la operacin y programacin de este tipo de robots.

El primer captulo contiene el marco de referencia, este describe y acota la tesis, para de manera clara plantear objetivos especficos.

El segundo captulo contiene las generalidades del ITESI, y se presentan aspectos como misin, visin, valores, e informacin relacionada con los laboratorios del ITESI extensin Pursima del rincn.

El tercer captulo recopila el marco terico sobre conceptos bsicos de robtica, esto con el propsito de ofrecer informacin al lector que le permita comprender el tipo de equipo con el que debe trabajar.

En el cuarto captulo se desarrollan conceptos bsicos de la programacin y operacin del robot Motoman MH5 para que el alumno se familiarice con la informacin terica antes de entrar directamente a la prctica con el brazo robtico Motoman MH5.

En el quinto captulo se proponen prcticas y programas que reforzaran el contenido del captulo 4.

Captulo I. Marco de referencia

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1.1 IdeaRedactar un manual de programacin y prcticas para un Robot Manipulador MH5, que sirva de apoyo a los estudiantes que cursan la carrera de Ingeniera Industrial de la especialidad de manufactura avanzada del ITESI extensin Pursima del Rincn.1.2 TtuloProgramacin y Operacin de Robot Manipulador Motoman MH5. 1.3 Planteamiento del problemaA los egresados de Ingeniera Industrial que pretenden ocupar algunos puestos estratgicos en el rea operativa, dentro de la industria de ingeniera automotriz o aeronutica, se les demanda tener conocimientos bsicos de programacin de robots manipuladores de uso industrial con aplicacin en soldadura por puntos, pintura, carga y descarga de piezas. Una gran parte de los egresados que incursionan en estas reas obtiene un puesto mediante cursos de capacitacin o talleres de programacin que complementan la poca instruccin que se obtiene mediante las actividades y materias consideradas en el plan de estudios. Los cursos complementarios tienen costos que no todo el alumnado puede solventar.Ante esta situacin, el ITESI extensin Pursima del Rincn es un buen candidato para brindar egresados en Ingeniera Industrial con los conocimiento necesarios en este rubro laboral, pero las capacitaciones en la operacin y programacin podran ser costosas si se presentaran daos innecesarios en los equipos de capacitacin involucrados.Con el propsito de atender dicha situacin, surge la necesidad de desarrollar un manual de programacin y de prcticas, didctico y de fcil comprensin, que permita a los alumnos del ITESI de la carrera de Ingeniera Industrial en la especialidad de Manufactura Avanzada desarrollar las habilidades y competencias necesarias en la programacin y manipulacin de robots industriales durante la acreditacin de la materia Robtica.

1.4 JustificacinDesde comienzos del 2011 hay ms de 1.2 millones de robots industriales operando en el mundo, la mayor parte en la industria manufacturera del rea automotriz, Japn ubicado en primer lugar, en noveno puesto estados unidos y en el treceavo lugar Amrica latina, en la mayora de ellos a cargo de ingenieros industriales. Esto representa un rea de oportunidad de empleo para alumnos de Ingeniera Industrial de la especialidad de Manufactura. En la actualidad, no hay los suficientes manuales de instruccin de programacin de este tipo de robots, por la poca informacin de libre acceso. Fue necesaria la creacin de este manual de operacin, programacin y prcticas del Robot Manipulador. El impacto primordial de esta investigacin es desarrollar en los estudiantes del ITESI extensin Pursima del Rincn capacidades laborales que les permita ocupar puestos en contrataciones de empresas del sector industrial en la zona del bajo. El conocimiento adquirido a travs de este manual es vital para la operacin de robots manipuladores utilizados en los sectores de trabajo con aplicacin en abastecimiento. Las capacitaciones del uso de estos robots manipuladores tienen un costo elevado, la mayor parte del las ocasiones el alumnado no posee la solvencia econmica para adquirirlas. La creacin del manual de programacin y operacin consta de informacin necesaria para familiarizarse con el Robot Manipulador Motoman MH5. A corto plazo beneficiara al instituto ya que se reducirn los gastos en mantenimiento originados por uso inadecuado de equipos. Por otro lado, tambin son beneficiados los alumnos, ya que reforzara los contenidos de la materia de robtica con la informacin incluida en este manual. A mediano plazo servir a alumnos que estn realizando sus residencias profesionales, al utilizar este manual les permitir repasar lo aprendido en la materia de robtica. A largo plazo permitir tener literatura bsica que permita trabajar de manera confiable y rpida temas de programacin y manipulacin de robots Motoman MH5.1.5 Objetivos: general y especficosEl objetivo general: Elaborar un manual de programacin y prcticas para el Robot Manipulador Motoman MH5 que sirva de material didctico para los alumnos del ITESI extensin Pursima del Rincn.

Los objetivos especficos son los siguientes: Investigar los tipos de programaciones que se utilizan en los robots. Conocer los requerimientos para la programacin del robot Motoman MH5. Seleccionar y replantear las prcticas propuestas por el fabricante de manera que desarrollen las competencias bsicas para la mayora de las aplicaciones de brazos robot. En base a la experiencia, atender problemas peculiares presentes en los lenguajes de programacin y su correcta utilizacin. Disear prcticas con fin didctico. Redactar el manual.

1.6 Alcances y limitacionesEsta investigacin tiene como alcance crear un manual de operacin y programacin bsica para el Robot Manipulador Motoman MH5. Se incluyen algunos puntos tericos para que el alumno maneje el robot de manera correcta. Los problemas incluidos en este trabajo se basaron en otros libros de literatura, y se adaptaron a una serie de prcticas que permita facilitar la tarea de programacin.

Una limitacin es que actualmente no hay informacin de acceso libre o libros que expliquen cmo manipular un robot en especfico, y se utiliz principalmente el instructivo de operacin del Robot Motoman MH5, adquirido por ITESI extensin Pursima del Rincn como fuente de este manual de operacin y programacin.

Este proyecto beneficia a los alumnos de las generaciones actuales y posteriores del ITESI al proporcionar al instituto una literatura que permita atender en clase los temas relacionados con programacin de robots manipuladores como el MH5.

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Captulo II Generalidades del ITESI

2.1 La institucin

El presente trabajo fue realizado en el Instituto Tecnolgico Superior de Irapuato con extensin en el municipio de Pursima del Rincn, Guanajuato. Nace apoyando el Plan de Desarrollo del Gobierno del Estado, en conjunto con el Programa de Desarrollo Econmico, para potenciar las vocaciones de los Corredores Industriales.

En el caso de la Extensin Pursima del Rincn, su creacin apoyar al Corredor Silao - Romita - Pueblos del Rincn, el cual tiene una vocacin automotriz.

El Instituto Tecnolgico Superior de Irapuato, extensin Pursima del Rincn se ubica en:

Boulevard. Del Valle S/N, Pursima del Rincn, Guanajuato. Tel (476) 74 47 100

2.2 MisinEl ITESI es una institucin de educacin superior de carcter pblico, cuyo propsito es servir a la sociedad formando profesionales con elevados conocimientos tcnicos, cientficos y humansticos, que los habilite para: Generar riqueza en las cadenas de valor de la actividad econmica y social. Convertirse en promotores y agentes de cambio, que mejoren la calidad de vida de la sociedad. Fortalecer la democracia, solidaridad, cultura y medio ambiente.2.3 VisinEl ITESI es una institucin pblica de educacin superior, se visualiza: Como eslabn fundamental en las cadenas de valor para el desarrollo social, industrial y econmico de Mxico. Plenamente comprometido con la sociedad y vinculado con el sector industrial, agropecuario y de servicios del pas. Con acreditacin de los organismos nacionales e internacionales por su calidad acadmica. Con prestigio y reconocimiento nacional e internacional por los logros acadmicos, cientficos y tecnolgicos que beneficien la creacin de riqueza de la nacin.2.4 Valores Honestidad. Son las acciones por parte de los miembros de la Institucin con apego a la verdad. Respeto. Se entender como el ejercicio de los actos personales manteniendo la integridad de las personas con las cuales se comparte una relacin. Responsabilidad. Es el reconocimiento propio de las conductas realizadas por cada persona del instituto. Identidad. Identificacin intima de ser o pertenecer a nuestra institucin. Lealtad. Es la autenticidad, confianza y solidaridad establecida entre los miembros de la comunidad tecnolgica. Trabajo en equipo. Se caracteriza por realizar las labores de la Institucin con lneas eje como la cooperacin, la fraternidad, comunicacin por los miembros de la Comunidad Tecnolgica Liderazgo. Se entiende como la influencia generada por las acciones de los miembros del ITESI en su entorno, tanto acadmico como profesional. Reconocimiento Es la disposicin Institucional a hacer el dominio de la sociedad los logros alcanzados por los miembros de la Comunidad Compromiso. Es la conviccin por la bsqueda permanente de las mejores lneas de desarrollo humano y tecnolgico en el quehacer Institucional. Mejora continua. Se presenta como el establecimiento de objetivos, metas y acciones vanguardistas en materia acadmica y administrativa. Innovacin y Conocimiento. La generacin del conocimiento y su aplicacin en la sociedad son ejes rectores del quehacer Institucional.2.5 Laboratorios con que cuenta el ITESIEl ITESI extensin Pursima del Rincn cuenta con laboratorios para ayudar a sus alumnos a un mejor aprendizaje de los conocimientos que se adquieren a travs de la retcula. Los laboratorios con los que cuenta el ITESI extensin Pursima del rincn son los siguientes: Laboratorio de automatizacin y control. Taller de mquinas elctricas y electrnicas. Laboratorio de manufactura y procesos industriales Laboratorio de ensayo de materiales. Laboratorio de diseo y modelado. Laboratorio de metrologa e instrumentacin. Laboratorio de simulacin y diseo. Laboratorio de mtodos y estudio del trabajo. Laboratorio de pruebas qumicas

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Captulo III. Marco terico

3.1 Antecedentes histricos de la robticaActualmente el trmino de robot ha superado todas las expectativas de los seres humanos, ya que estos han tenido un gran avance tecnolgico ante las crecientes necesidades de las industrias que los utilizan. El concepto de robot, en una persona comn, se asocia con una maquina algo similar al cuerpo humano, como se ha mostrado en pelculas de ciencia ficcin o novelas, y esto no es as, un robot puede tener cualquier forma ya sea animal, humano u otra estructura. Conforme ha pasado el tiempo se han mejorado sus diseos para facilitar las tareas de los seres humanos.

Los robots ms utilizados en la industria son los que asemejan el brazo del hombre, ya que estos pueden llevar a cabo una gran variedad de operaciones que involucran manipular cargas y herramientas. Sus orgenes de ficcin, su controvertido impacto social, su aparente autonoma y notorio contenido tecnolgico originan que, a pesar de su popularidad, siga siendo admirado y en ocasiones temido. A lo largo de la historia el hombre se ha sentido fascinado por mquinas y dispositivos capaces de imitar funciones y los movimientos de los seres vivos. Los griegos tenan una palabra especfica para denominar a estas mquinas como autmata: mquina que imita la figura y movimientos de un ser animado.

Posiblemente una de las causas principales que haya dado popularidad al robot sea su mitificacin, propiciada o amplificada por la literatura y el cine de ciencia ficcin, si bien, salvo escasas excepciones, los robots de novelas y pelculas tiene un nulo parecido con el robot industrial, su frecuente presencia en estos medios ha permitido que el termino sea familiar, originando que se le abra la puerta a la cotidianeidad. Despus, ha sido suficiente con que algunas ocasiones se vea un robot industrial real, por ejemplo en una noticia en televisin o prensa, para que se deje de lado al robot mito y se acepte como una maquina ms del entorno, a esa especie de brazo mecnico animado que con rapidez y precisin suelda carroceras de vehculos o inserta circuitos integrados en placas electrnicas.

La palabra robot fue usada por primera vez en el ao 1921, cuando el escritor checo Karel Capek estrena en el teatro nacional de Praga su obra ROSUSUMS UNIVERSAL ROBOT (R.U.R). Su origen es la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo realizado de manera forzada. Los robots de R.U.R eran maquinas androides fabricadas a partir de la formula obtenida por un brillante cientfico llamado ROSSUM. Pero sin duda alguna, fue el escritor americano de origen ruso Isaac ASIMOV (1920-1992) el mximo impulsor de la palabra robot. En octubre de 1945 publico en la revista GALAXY SCIENCIE FICTION una historia en la que por primera vez enuncio sus tres leyes de la robtica.1. Un robot no puede perjudicar a un ser humano, ni con su accin permitir que un ser humano sufra dao.2. Un robot ha de obedecer las rdenes recibidas de un ser humano, excepto si tales ordenes entran en conflicto con la primera ley3. Un robot debe proteger su propia existencia mientras tal proteccin no entre en conflicto con la primera o segunda ley.[footnoteRef:1] [1: (Barrientos Cruz, 2007, pgs. 1-4)]

Existe una larga tradicin de autmatas desde el mundo griego hasta nuestro siglo, pasando por los autmatas de los artesanos franceses y suizos del siglo XVIII, que ya incorporaban interesantes dispositivos mecnicos para el control automtico de movimientos. Los robots actuales son obras de ingeniera y como tales concebidas para producir bienes y servicios o explotar recursos naturales. Desde esta perspectiva son mquinas con las que se continua una actividad que parte de los propios orgenes de la humanidad, y que desde comienzo de la edad moderna se fundamenta esencialmente en conocimiento cientficos.[footnoteRef:2] [2: (Anibal, 2001, pgs. 1-2)]

La robtica abre una nueva y decisiva etapa en el actual proceso de mecanizacin y automatizacin creciente de los procesos de produccin. Consiste esencialmente en la sustitucin de mquinas o sistemas automticos que realizan operaciones concretas, por dispositivos mecnicos que realizan operaciones no concretas, por dispositivos mecnicos de uso general, dotados de varios grados de libertad en sus movimientos y capaces de adaptarse a la automatizacin de un nmero muy variado de procesos y operaciones.

La robtica se ha caracterizado por el desarrollo de sistemas cada vez ms flexibles, verstiles y polivalentes, mediante la utilizacin de nuevas estructuras mecnicas y de nuevos mtodos de control y percepcin.[footnoteRef:3] Estos desarrollos en la robtica, permiten la construccin de circuitos ms complejos, y por ende, con una mayor capacidad de auto-reflexin. Una peculiaridad de los robots es que pueden llegar a redefinir su concepto de "dao" segn sus experiencias e incluso, llegar a determinar niveles de ste, su valoracin de los seres humanos tambin puede ser determinada por el ambiente. [3: (Macchiavello, 2006)]

Se puede encontrar en casi todos los mitos de las diversas culturas una referencia a la posibilidad de crear un ente con inteligencia, desde el Popol-Vuh de antepasados mayas hasta el Golem del judasmo. Estos autmatas desataron controversias alrededor de la posible inteligencia que pudieran tener dispositivos fabricados y derivo en la bsqueda de posible vida artificialmente. Planteando la construccin de Robots para liberar a personas de carga pesada de trabajo, de modo que un manipulador ocupe su lugar en una clula de trabajo.

Se puede considerar a la robtica como una ciencia que, aunque en ella se han conseguido grandes avances, ofrece aun un amplio campo para el desarrollo y la innovacin tecnolgica y es precisamente este aspecto el que motiva a muchos investigadores y aficionados a los robots a seguir adelante planteando robots cada vez ms evolucionados y complejos. [footnoteRef:4] [4: (Gonzalo, 2012, pgs. 17-18)]

3.1.1 Definicin de robotDar una definicin concreta de robot no es sencillo. Resulta tan complicado como intentar definir por ejemplo, la diversin o el aburrimiento; se conoce si algo es divertido o aburrido, pero es largo explicarlo con palabras.

Un robot es una mquina automtica que se programa para que sea capaz de realizar determinadas operaciones de manera autnoma y sustituir a los seres humanos en algunas tareas, en especial las pesadas, repetitivas y peligrosas; est dotado de sensores que le permiten adaptarse a situaciones o tareas nuevas.

Un robot es un dispositivo generalmente mecnico, que desempea tareas automticamente, ya sea de acuerdo a supervisin humana directa, a travs de un programa predefinido o siguiendo un conjunto de reglas generales, utilizando tcnicas de inteligencia artificial. Generalmente estas tareas reemplazan, asemejan o extienden el trabajo humano, como ensamble en lneas de manufactura, manipulacin de objetos pesados o peligrosos, trabajo en el espacio, etc.

La RIA (ROBOT INDUSTRIES ASSOCIATION) lo define as: un robot es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseado para mover cargas, piezas, herramientas o dispositivos especiales, segn trayectorias variadas y programadas. Su caracterstica fundamental es poder manejar objetos (o sea, manipulador). Un robot se disea con este fin, teniendo en cuenta que ha de ser muy verstil a la hora de utilizar herramientas y manejarlas. Por lo tanto, las personas involucradas con robots han extendido la definicin aadiendo el criterio de que los robots deben ser entidades que lleven a cabo ms de una accin. As mismo, el trmino robot ha sido utilizado como un trmino general que define a un hombre mecnico o autmata, que imita a un animal ya sea real o imaginario, pero se ha venido aplicado a muchas mquinas que reemplazan directamente a un humano o animal en el trabajo o el juego.[footnoteRef:5] [5: (Anibal, 2001, pgs. 18-19)]

3.1.2 Clasificacin de robots segn su arquitecturaEn la actualidad se le ha dado una clasificacin especfica a los robots, segn a la funcin que estos realicen y a como estn compuestos fsicamente en su estructura morfolgica. La clasificacin que ha dado la RIA de robots es: poli-articulados, mviles, androides, zoomrficos e hbridos.

El concepto de morfologa, de reciente aparicin, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un robot a travs del cambio de configuracin en el propio robot.

Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominacin genrica de robot, tal como se ha indicado, son muy diversos, y es difcil establecer una clasificacin coherente de los mismos que resista un anlisis crtico y riguroso. La subdivisin de los robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos:

Poli-articulados Mviles Androides Zoomrficos Hbridos.[footnoteRef:6] [6: (uniatecnia.net, 2010)]

Poli-articulados: En este grupo se encuentran los manipuladores, los robots industriales, los robots cartesianos. Se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetra vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.[footnoteRef:7] [7: (uniatecnia.net, 2010)]

Mviles: Son robots con grandes capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guindose por la informacin recibida de su entorno a travs de sus sensores. Estos robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro en una cadena de fabricacin.[footnoteRef:8] [8: (uniatecnia.net, 2010)]

Androides: Son robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemtico del ser humano. Actualmente los androides son dispositivos poco evolucionados y sin utilidad prctica, destinados fundamentalmente al estudio y experimentacin.[footnoteRef:9] [9: (unitecnica.net, 2010)]

Zoomrficos. Los robots zoomrficos, que considerados en sentido no restrictivo podran incluir tambin a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomocin que imitan a los diversos seres vivos. Las aplicaciones de estos robots son de inters en el campo de la exploracin espacial y el estudio de los volcanes.[footnoteRef:10] [10: (unitecnica.net, 2010)]

Hbridos: Estos Robots corresponden a aquellos de difcil clasificacin cuya estructura se sita en combinacin con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjuncin o por yuxtaposicin. De igual forma pueden considerarse hbridos algunos robots formados por la yuxtaposicin de un cuerpo formado por un carro mvil y de un brazo semejante al de los Robots industriales.[footnoteRef:11] [11: (unitecnica.net, 2010)]

3.1.3 Orgenes y desarrollo de la robticaEl origen de la robtica se remonta al ao de 1921, cuando se us la palabra robot en una obra de teatro, con el paso del tiempo surgen nuevas ideas para disear un robot que asemejara al cuerpo humano. En base a aportaciones y diseos de robots que han creado diversos cientficos alrededor del mundo, se han mejorado diseos para crear una maquina flexible, que se adapte al entorno donde se instale y sea de fcil manejo.

El robot como maquina lleva un desarrollo independiente del trmino robot. Tras los primeros autmatas descritos anteriormente, casi todos de aspecto humano, los progenitores ms directos de los robots fueron los telemanipuladores. La evolucin de los telemanipuladores a lo largo de los ltimos aos no ha sido tan espectacular como la de los robots.

Por su propia concepcin, un tele-manipulador precisa del mando continuo de un operador, y salvo por las aportaciones incorporadas con el concepto del control supervisado y la mejora de la tele-presencia promovida hoy en da por la realidad virtual, sus capacidades no han variado mucho respecto a la de sus orgenes. La sustitucin del operador por un programa de ordenador que controlase los movimientos del manipulador dio paso al concepto de robot.

La primera patente de un dispositivo robtico fue solicitada en marzo de 1954 por el inventor britnico C.W. Kenward. Dicha patente fue emitida en el reino unido en 1957 con el nmero 781465. Sin embargo, fue George C. Devol, ingeniero norteamericano, inventor y autor de varias patentes, el que estableci las bases del robot industrial moderno. En 1954 Devol concibi la idea de un dispositivo programable para transferir artculos, que se patento en Estados unidos en 1961.

En 1982, el profesor Makino de la universidad Yamanashi de Japn, desarrolla el concepto de robot SCARA (SELECTIVE COMPLIANCE ASSEMBLY ROBOT ARM) que define un robot con nmero reducido de grados de libertad (3 o 4), fabricado a un coste limitado y con una configuracin orientada al ensamblado de piezas. En poco ms de 30 aos las investigaciones han permitido que los robots tomen posiciones en casi todas las reas productivas y tipos de industria.

En pequeas o grandes fbricas, los robots sustituyen al hombre en tareas repetitivas y hostiles, adaptndose inmediatamente a los cambios de produccin solicitados por la demanda variable. Los futuros desarrollos de la robtica apuntan a aumentar su movilidad, destreza y autonoma de sus acciones. La mayor parte de los robots actuales son con base esttica, y se utilizan en aplicaciones industriales tales como ensamblado, soldadura, alimentacin de mquinas herramientas, etc.[footnoteRef:12] [12: (Barrientos Cruz, 2007, pgs. 5-7)]

3.1.4 Definicin y clasificacin de robticaLarobticaes la rama de latecnologaque se dedica al diseo, construccin, operacin, disposicin estructural, manufactura y aplicacin de losrobots. Un robot es una mquina que puede efectuar un nmero diverso de trabajos, por s solo, mediante la programacin previa, esto se menciona porque existen bastantes mquinas de control numrico que cumplen esos requisitos, pero no se consideran robots.

La robtica est experimentando en la actualidad una notoria ampliacin de sus campos de actuacin. Buena parte de las definiciones y clasificacin de robots existentes responde al robot ampliamente utilizado hasta la fecha, destinado a la fabricacin flexible de productos en serie y que se conoce como robot industrial o robot de produccin.

Frente a estos, los robots especiales, tambin denominados robots de servicio, estn an en un estado de desarrollo incipiente, aunque es previsible un considerable desarrollo de los mismos.[footnoteRef:13] [13: (Barrientos Cruz, 2007, pgs. 8-9)]

Definicin de robot industrial

Existen ciertas dificultades a la hora de establecer una definicin formal de lo que es un robot industrial. La definicin ms comnmente aceptada posiblemente sea la de la Asociacin de Industrias Robticas (RIA), segn la cual: Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales, segn trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas.Esta definicin, ligeramente modificada, ha sido adoptada por la Organizacin Internacional Estndares (ISO) que define al robot industrial como: Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivo especiales segn trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.Se incluye en esta definicin la necesidad de que el robot tenga varios grados de libertad. Una definicin ms completa es la establecida por la Asociacin Francesa de Normalizacin (AFNOR) que define primero el manipulador y, basndose en dicha definicin, el robot: Manipulador: mecanismo formado generalmente por elementos en serie, articulados entre s, destinado al agarre y desplazamiento de objetos. Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por un operador humano o mediante dispositivo lgico. Robot: manipulador automtico servo-controlado, reprogramable, polivalente, capaz de posicionar y orientar piezas, tiles o dispositivos especiales, siguiendo trayectorias variables reprogramables, para la ejecucin de tareas variadas. Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y ocasionalmente de percepcin del entorno. Normalmente su uso es el de realizar una tarea de manera cclica, pudindose adaptar a otra sin cambios permanentes en su material. [footnoteRef:14] [14: (Barrientos Cruz, 2007, pgs. 9-10)]

3.2 Tipos de programacin de un robot manipuladorCuando se est programando un robot manipulador se necesita identificar en que planos se mover, no solo es importante que el robot alcance determinados puntos en un programa, si no que se haga una trayectoria y camino correcto para evitar colisiones con objetos que estn en su entorno. La habilidad en la programacin de un robot se desarrolla de practicar y familiarizarse con sus movimientos, para as evitar errores de operacin. Adelante se mencionan los lenguajes ms comunes de programacin usados en los robots.

La programacin empleada en un robot puede tener un carcter explcito, en el que el operador es el responsable de las acciones de control y de las instrucciones adecuadas que a implementar, o est basado en la modelacin del mundo exterior, se describe la tarea, el entorno y el propio sistema toma las decisiones. La programacin explcita es la utilizada en las aplicaciones industriales y consta de dos tcnicas fundamentales:

Programacin gestual: consiste en guiar el brazo del robot directamente a lo largo de la trayectoria que debe seguir. Los puntos del camino se graban en memoria y luego se repiten. Este tipo de programacin, exige el empleo del manipulador en la fase de enseanza, o sea, trabaja "ON-LINE".

En la programacin textual, las acciones que ha de realizar el brazo se especifican mediante instrucciones de un lenguaje. En esta labor no participa la mquina OFF-LINE. Las trayectorias del manipulador se calculan matemticamente con gran precisin y se evita el posicionamiento a ojo, muy corriente en la programacin gestual.

Lenguajes de programacin textual: se encuadran en varios niveles, segn se realice la descripcin del trabajo del robot. Se relacionan a continuacin, en orden creciente de complejidad:

1. Lenguajes elementales, que controlan directamente el movimiento de las articulaciones del manipulador2. Lenguajes dirigidos a posicionar el elemento terminal del manipulador.3. Lenguajes orientados hacia el objeto sobre el que opera el sistema.4. Lenguajes enfocados a la tarea que realiza el robot.3.2.1 Programacin gestual o directaLa programacin gestual o directa tambin es llamada programacin no textual ya que se realiza de manera directa y no requiere la escritura detallada de un programa, si no que se genera a partir de la manipulacin directa por el usuario. Esta programacin se usa en la mayora de los robots industriales, como por ejemplo en pintura moviendo el robot de manera directa ensendole los movimientos que debe de realizar en dicho trabajo.En este tipo de programacin, el propio brazo interviene en el trazado del camino y en las acciones a desarrollar en la tarea de la aplicacin. Esta caracterstica determina, inexcusablemente, la programacin "ON-LINE". La programacin gestual se subdivide en dos clases:

Programacin por aprendizaje directo. Programacin mediante un dispositivo de enseanza.Programacin por aprendizaje directo: tiene pocas posibilidades de edicin, ya que, para generar una trayectoria continua, es preciso almacenar o definir una gran cantidad de puntos, cuya reduccin origina discontinuidades. El "software" se organiza, aqu, en forma de intrprete.

Programacin usando un dispositivo de enseanza: consiste en determinar las acciones y movimientos del brazo manipulador, a travs de un elemento especial para este cometido. En este caso, las operaciones ordenadas se sincronizan para conformar el programa de trabajo. El dispositivo de enseanza suele estar constituido por botones, teclas, pulsadores, luces indicadoras, ejes giratorios o "joystick". Dependiendo del algoritmo de control que se utilice, el robot pasa por los puntos finales de la trayectoria enseada. Hay que tener en cuenta que los dispositivos de enseanza modernos no slo permiten controlar los movimientos de las articulaciones del manipulador, sino que pueden, tambin, generar funciones auxiliares, como:

Seleccin de velocidades Generacin de retardos Sealizacin del estado de los sensores Borrado y modificacin de los puntos de trabajo Funciones especiales

Al igual que con la programacin directa, en la que se emplea un elemento de enseanza, el usuario no necesita conocer ningn lenguaje de programacin. Simplemente, debe habituarse al empleo de los elementos que constituyen el dispositivo de enseanza. De esta forma, se pueden editar programas, aunque como es lgico, muy simples.3.2.2 Programacin textual explicitaLa programacin textual se realiza configurando el programa en base a un conjunto de ordenes en modo de texto, en este caso la programacin se realiza sin el uso directo del robot solo con una unidad porttil (TEACH PENDANT), y puede ser programacin textual explicita o especifica.

La evolucin de los nuevos lenguajes de programacin empleados en la robtica industrial va dirigida ms hacia la programacin textual, que permite la creacin y depuracin de programas sin emplear el robot en la fase de programacin.

El programa queda constituido por un texto de instrucciones o sentencias, cuya confeccin no requiere de la intervencin del robot; es decir, se efectan "OFF-LINE". Con este tipo de programacin, el operador no define, prcticamente, las acciones del brazo manipulado, sino que se calculan, en el programa, mediante el empleo de las instrucciones textuales adecuadas.

Segn las caractersticas del lenguaje, pueden confeccionarse programas de trabajo complejos, con inclusin de saltos condicionales, empleo de bases de datos, posibilidad de creacin de mdulos operativos intercambiables, capacidad de adaptacin a las condiciones del mundo exterior, etc. Dentro de la programacin textual, existen dos grandes grupos, de caractersticas netamente diferentes:

a) Programacin textual explcita.b) Programacin textual especificativa.

En la programacin textual explcita, el programa consta de una secuencia de rdenes o instrucciones concretas, que van definiendo con rigor las operaciones necesarias para llevar a cabo la aplicacin. Se puede decir que la programacin explcita engloba a los lenguajes que definen los movimientos punto por punto, similares a los de la programacin gestual, pero bajo la forma de un lenguaje formal. Con este tipo de programacin, la labor del tratamiento de las situaciones anormales, colisiones, etc., queda a cargo del programador.3.2.3 Programacin textual especificativaLa programacin textual especifica tambin es llama programacin a nivel tarea, ya que esta programacin permite realizar las acciones que llevara a cabo el robot teniendo como base las tareas que se deben efectuar sobre los distintos objetos a manipular, posteriormente se realizan de forma automtica por el robot las acciones ya antes programadas.

Se trata de una programacin del tipo no procesal, en la que el usuario describe las especificaciones de los productos mediante una modelizacin, al igual que las tareas que hay que realizar sobre ellos.

El sistema informtico para la programacin textual especificativa ha de disponer del modelo del universo, o mundo donde se encuentra el robot. Este modelo ser, normalmente, una base de datos ms o menos compleja, segn la clase de aplicacin, pero que requiere, siempre, computadoras potentes para el procesado de una abundante informacin.

El trabajo de la programacin consistir, simplemente, en la descripcin de las tareas a realizar, lo que supone llevar a cabo trabajos complicados ya que actualmente los modelos del universo son del tipo geomtrico, no fsico. Dentro de la programacin textual especificativa, hay dos clases, segn que la orientacin del modelo se refiera a los objetos o a los objetivos. Si el modelo se orienta al nivel de los objetos, el lenguaje trabaja con ellos y establece las relaciones entre ellos.3.2.4 Lenguajes de programacin gestual punto a puntoEste lenguaje de programacin nicamente permite la introduccin de una secuencia fija de movimientos de forma no textual. La programacin se realiza de forma muy simple, sin necesidad de tener conocimientos previos de cmputo para llevarlo a cabo.

Los lenguajes ms conocidos en programacin gestual punto a punto son el FUNKY, creado por IBM para uno de sus robots, y el T3, original de CINCINNATI MILACROM para su robot T3. En el lenguaje FUNKY se usa un mando del tipo "joystick" para el control de los movimientos, mientras que el T3 dispone de un dispositivo de enseanza ("TEACH PENDANT"). Como en un grabador de CASSETTES, en los dos lenguajes mencionados, los movimientos pueden tener lugar en sistemas de coordenadas cartesianas, cilndricas o de unin, siendo posible insertar y borrar las instrucciones que se deseen.

Es posible, tambin, implementar funciones relacionadas con sensores externos, as como revisar el programa paso a paso, hacia delante y hacia atrs. El lenguaje FUNKY dispone de un comando especial para centrar la pinza sobre el objeto.[footnoteRef:15] [15: ]

3.3 Aplicaciones de robots manipuladoresExisten varios tipos de robots como: los androides que se parecen y actan como seres humanos. Los mviles, que estn provistos de patas o llantas para desplazarse y se emplean sobre todo para el transporte de mercancas en cadenas de produccin y almacenes. Los mdicos, que son prtesis que se adaptan al cuerpo humano y estn compuestos de sistemas de mando especiales. Los teleoperadores que se controlan remotamente por un operador humano y son generalmente muy sofisticados y extremadamente tiles en entornos peligrosos.

En la actualidad los robots se usan de manera extensa en la industria, siendo elementos indispensables en gran parte de los procesos de manufactura. Impulsados principalmente por el sector del automvil, los robots han dejado de ser mquinas misteriosas propias de la ciencia-ficcin para ser un elemento ms de muchos de los talleres y lneas de produccin. Por su propia definicin el robot industrial es multifuncional, esto es, puede ser aplicado a un nmero, en principio ilimitado, de funciones.

No obstante, la prctica ha demostrado que su adaptacin es ptima en determinados procesos (soldadura, paletizacin, etc.) en los que hoy da el robot es sin duda alguna, la solucin ms rentable. Junto con estas aplicaciones, ya arraigadas, hay otras novedosas en las que si bien la utilizacin del robot no se realiza a gran escala, si se justifica su aplicacin por las condiciones intrnsecas del medio de trabajo (ambientes contaminados, salas aspticas, construccin, etc.) o la elevada exigencia en cuanto a calidad de los resultados (medicina, etc.). Estos robots se han venido llamando robots de servicio.

3.3.1 Aplicaciones industrialesExisten diversas aplicaciones de los robots industriales, en este texto se mencionan las ms comunes utilizadas en los manipuladores. Los robots manipuladores se emplean para trabajar con artefactos externos a su arquitectura, por ese motivo se considera que entre ms articulaciones o partes mviles tenga, mejor podr desempear su trabajo. A las partes mviles o articulaciones mecnicas se les llama grados de libertad. Alrededor del mundo el nmero de robots industriales ha crecido considerablemente en los ltimos aos, y las tasas de crecimiento son ahora ms elevadas.

La implantacin de un robot industrial, en un determinado proceso, exige un detallado estudio previo del proceso en cuestin, examinando las ventajas e inconvenientes que conlleva la introduccin del robot. Es preciso estar dispuesto a admitir cambios en el desarrollo del proceso primitivo (modificaciones en el diseo de piezas, sustitucin de unos sistemas por otros, etc.) que faciliten y hagan viable la aplicacin del robot.

Trabajos en fundicin. Soldadura Aplicacin de materiales Alimentacin de mquinas Corte Montaje

En cuanto al robot en particular a utilizar, habr que considerar aspectos de diversa ndole como espacio de trabajo, velocidad de carga, capacidad de control, coste, etc. Ciertas aplicaciones industriales cuentan en la actualidad con suficiente experiencia en su robotizacin, como para poder fijar unas lneas generales en cuanto a las posibilidades reales del robot en ellas, as como en cuanto a las dificultades, cambios y ventajas a las que la introduccin del robot puede dar lugar. El primer proceso robotizado, la fundicin inyectada, instalado en la General Motors (Trenton) en 1960, cuenta con ms de tres dcadas de antigedad, tiempo suficiente como para que se hayan valorado con detalle las ventajas e inconvenientes del robot.

Figura 1. Brazo abastecedor.

Trabajos en fundicin.Como se menciono anteriormente, la fundicin por inyeccin fue el primer proceso robotizado. En este proceso el material usado, en estado lquido, es inyectado a presin en el molde. Este ltimo est formado por dos mitades que se mantienen unidas durante la inyeccin del metal mediante la presin ejercida por dos cilindros.

En la fundicin por inyeccin el robot se puede utilizar en:

La fundicin de las piezas del molde y transporte de stas a lugar de enfriado y posteriormente a otro proceso (desbardado, corte, etc.).

La limpieza y mantenimiento de moldes, eliminando rebabas (por aplicacin de aire comprimido) y aplicando lubricante.

La colocacin de piezas en el interior de moldes (embutidos).

Las cargas manejadas por los robots en estas tareas suelen ser medias o altas (del orden de decenas de kilogramos), no se necesita una gran precisin y su campo de accin es grande. Su estructura ms frecuente es polar y articular. Su sistema de control es por lo general sencillo.

Soldadura.

La tarea robotizada ms frecuente dentro de la fabricacin de automviles ha sido, sin duda alguna, la soldadura de carroceras.

En el proceso de soldadura, dos piezas metlicas se unen en un punto para la fusin conjunta de ambas partes, denominndose a este tipo de soldadura por puntos. Para ello, se hace pasar una corriente elctrica elevada y a baja tensin a travs de dos electrodos enfrentados entre los que se sitan las piezas a unir.

Figura 2. Brazos mltiples de armado.

Los electrodos instalados en una pinza de soldadora, deben sujetar las piezas con una presin determinada (de lo que depende la precisin de la soldadura). Adems deben ser controlados los niveles de tensin e intensidad necesarios, as como el tiempo de aplicacin. Todo ello exige el empleo de un sistema de control del proceso de soldadura.

La robotizacin de la soldadura por puntos admite dos soluciones: el robot transporta la pieza presentando sta a los electrodos que estn fijos, o bien, el robot transporta la pinza de soldadura posicionando los electrodos en el punto exacto de la pieza en la que se desea realizar la soldadura. El optar por uno u otro mtodo depende del tamao, peso y manejabilidad de las piezas. En las grandes lneas de soldadura de carroceras de automviles, stas pasan secuencialmente por varios robots dispuestos frecuentemente formando un pasillo; los robots, de una manera coordinada, posicionan las piezas de soldadura realizando varios puntos consecutivamente.

Figura 3. Brazo soldador.

Figura 4. Armadora de Autos.

Aplicacin de materiales.

El acabado de superficies por recubrimiento de un cierto material (pintura, esmalte, partculas de metal, etc.) confines decorativos o de proteccin, es una parte crtica en muchos procesos de fabricacin. Tanto en la pintura como en el metalizado, esmaltado o arenado, la problemtica a resolver es similar, siendo la primera la que cuenta con mayor difusin. Su empleo est generalizado en la fabricacin de automviles, electrodomsticos, muebles, etc.

Normalmente los robots de pintura son especficos para este fin. Suelen ser robots articulares, ligeros, con 6 o ms grados de libertad que les permiten proyectar pintura en todos los huecos de la pieza. Cuentan con protecciones especiales para defenderse de las partculas en suspensin dentro de la cabina de pintura y sus posibles consecuencias (explosiones, incendio, deterioro mecnico). Tal vez la caracterstica fundamental de los robots dedicados a estas tareas sea su mtodo de programacin.

Alimentacin de mquinas.

La alimentacin de mquinas especializadas es otra tarea de manipulacin de posible robotizacin. La peligrosidad y monotona de las operaciones de carga y descarga de mquinas como prensas, estampadoras, hornos o la posibilidad de usar un mismo robot para transferir una pieza a travs de diferentes mquinas de procesado, ha conseguido que gran nmero de empresas hayan introducido robots en sus talleres.

Figura 5. Brazo en banda con elemento de sujecin.

En la industria metalrgica se usan prensas para conformar los metales en fro o, para mediante estampacin y embutido, obtener piezas de complicadas formas a partir de planchas de metal. En ocasiones la misma pieza pasa consecutivamente por varias prensas hasta conseguir su forma definitiva. La carga y descarga de estas mquinas se realiza tradicionalmente a mano, con el elevado riesgo que esto conlleva para el operario, al que una pequea distraccin puede costarle un serio accidente. Por otra parte, los robots usados en estas tareas son, por lo general, de baja complejidad, precisin media, nmero reducido de grados de libertad y de control sencillo, bastando en ocasiones con manipuladores secuenciales.

El robot es el complemento ideal de estas mquinas. Sus tareas pueden comenzar con la recogida de la pieza del sistema de transporte encargado de evacuarlas o para llevarla a otra mquina. As mismo, el robot puede ocuparse de descargar el alimentador automtico de herramientas de la mquina, reponiendo herramientas gastadas o seleccionando las adecuadas para producir una determinada pieza.

Figura 6. Brazo Manipulador.

Figura 7. Brazo para corte.

Corte.

El corte de materiales mediante robots es una aplicacin reciente que cuenta con notable inters. La capacidad de reprogramacin del robot y su integracin en un sistema, hacen que aqul sea el elemento ideal para transportar la herramienta de corte sobre la pieza, realizando con precisin un programa de corte definido previamente desde un sistema de diseo asistido por computador (CAD). Los mtodos de corte no mecnico ms empleados son oxicorte, plasma, lser y chorro de agua, dependiendo de la naturaleza del material a cortar.

En todos ellos el robot transporta la boquilla por la que se emite el material de corte, proyectando ste sobre la pieza al tiempo que sigue una trayectoria determinada. Las piezas a cortar pueden disponerse en varias capas, unas encima de otras, realizndose el corte simultneo de todas ellas (mtodo de corte de patrones en la industria textil).

Los robots empleados requieren control de trayectoria continua y elevada precisin. Su campo de accin vara con el tamao de las piezas a cortar siendo, en general, de envergadura media (de 1 a 3 metros de radio). En este sentido, como se ha comentado, con mucha frecuencia se dispone al robot suspendido boca abajo sobre la pieza.

Montaje.

Las operaciones de montaje, por la gran precisin y habilidad que normalmente exigen, presentan grandes dificultades para su automatizacin flexible. Sin embargo, el hecho de que estas operaciones representen una buena parte de los costes totales del producto, ha propiciado las investigaciones y desarrollos en esta rea, consiguindose importantes avances.

Figura 8. Brazo para montaje.

Muchos procesos de ensamblado se han automatizado empleando mquinas especiales que funcionan con gran precisin y rapidez. Sin embargo, el mercado actual precisa de sistemas muy flexibles, que permitan introducir frecuentes modificaciones en los productos con unos costes mnimos. Por este motivo el robot industrial se ha convertido en muchos casos en la solucin ideal para la automatizacin del ensamblaje.

En particular, el robot resuelve correctamente muchas aplicaciones de ensamblado de piezas pequeas en conjuntos mecnicos o elctricos. Para ello el robot precisa de una serie de elementos auxiliares cuyo coste es similar o superior al del propio robot. Los robots empleados en el ensamblaje requieren, en cualquier caso, una gran precisin y repetitividad, no siendo preciso que manejen grandes cargas.

El tipo SCARA ha alcanzado gran popularidad en este tipo de tareas por su bajo coste y buenas caractersticas. Estas se consiguen por su adaptabilidad selectiva, presentando facilidad para desviarse, por una fuerza externa, en el plano horizontal y una gran rigidez para hacerlo en el eje vertical.

Tambin se usan con frecuencia robots cartesianos por su elevada precisin y, en general, los robots articulares que pueden resolver muchas de estas aplicaciones con suficiente efectividad. La dificultad inherente de este tipo de tareas obliga, en casi todos los casos, a facilitarlas con un adecuado rediseo de las partes que componen el conjunto a ensamblar. De este modo, conjuntos cuyo ensamblaje automatizado sera inabordable con su diseo inicial, pueden ser montados de una manera competitiva mediante el empleo de robots.

Nuevos sectores de aplicacin.

Las aplicaciones de la robtica examinadas anteriormente responden a los sectores que, como el del automvil o el de la manufactura, han sido desde hace 30 aos usuarios habituales de los robots industriales. Este uso extensivo de los robots en los citados sectores, se ha visto propiciado por la buena adaptacin del robot industrial a las tareas repetitivas en entornos estructurados. De este modo, la competitividad del robot frente a otras soluciones de automatizacin se justifica por su rpida adaptacin a series cortas, sus buenas caractersticas de precisin y rapidez, y por su posible reutilizacin con costes inferiores a los de otros sistemas.

Sin embargo, existen otros sectores donde no es preciso conseguir elevada productividad, las tareas a realizar no son repetitivas, y no existe un conocimiento detallado del entorno. Entre estos sectores podra citarse la industria nuclear, la construccin, la medicina o el uso domstico. En ninguno de ellos existe la posibilidad de sistematizar y clasificar las posibles aplicaciones, pues stas responden a soluciones aisladas a problemas concretos. Este tipo de robots ha venido a llamarse robots de servicio y estn siendo aplicados en sectores como:

Agricultura y silvicultura Construccin Entornos peligrosos Espacio Entornos submarinos Vigilancia y seguridad Telepresencia

En general, la aplicacin de la robtica a estos sectores se caracteriza por la falta de estructuracin tanto del entorno como de la tarea a realizar, y la menor importancia de criterios de rentabilidad econmica frente a la de realizar tareas en entornos peligrosos o en los que no es posible el acceso de las personas.

Estas caractersticas obligan a que los robots de servicio cuenten con un mayor grado de inteligencia, puesto que se traduce en el uso de sensores y software adecuado para la toma rpida de decisiones. Puesto que en muchas ocasiones el estado actual de la inteligencia artificial no est lo suficientemente desarrollado como para resolver las situaciones planteadas a los robots de servicio, es frecuente que estos cuenten con un mando remoto, siendo en muchas ocasiones robots teleoperados.[footnoteRef:16] [16: (Barrientos Cruz, 2007, pgs. 291-312)]

3.4 Caractersticas del Robot Motoman MH5El Robot Motoman MH5 es compacto, potente y econmico, de seis ejes, requiere un espacio mnimo de instalacin y ofrece un rendimiento superior en algunas aplicaciones de manipulacin como: el montaje, embalaje, abastecimiento y otras tareas.

Contiene cables y mangueras internamente encaminados a maximizar la fiabilidad del sistema, reducir la interferencia y facilitar la programacin.

El Robot Motoman MH5 produce resultados de produccin extraordinarios mientras que requiere una inversin mnima de capital. El modelo MH5 cuenta con radio de operacin de 706 mm (27.8 ").

Cuenta con un diseo compacto y funciones integradas de prevencin de colisiones, con un control de robot mltiple, permite usar hasta ocho robots simultneos para optimizar la productividad. Este robot cuenta con 5 kg (11 lb) de carga til, que ajusta su funcionamiento sobre la base de la carga que lleve.Esto permite al robot ser utilizado con eficiencia para cargas como de 1 kg. El robot MH5 tiene frenos en todos sus ejes para un mejor manejo y que sea preciso en todos sus movimientos. Su tamao reducido y mnimo radio de interferencia (179 mm / 7 ") maximiza la utilizacin de superficie til.

El robot MH5 utiliza un controlador dinmico patentado de la generacin DX100 que Motoman incluye en la tecnologa de control de robots mltiples, para manejar fcilmente tareas mltiples y controlar hasta ocho robots (72 ejes), E/S de dispositivos y protocolos de comunicacin.Con una arquitectura robusta PC con capacidad de memoria aceptable, el DX100 utiliza una consola de programacin de Windows CE con un toque de pantalla a color.

El controlador DX100 en modo de ahorro de energa cuenta con velocidades de procesamiento ms rpidas para la interpolacin suave, avance de movimiento del robot, funcin de prevencin de colisiones, respuesta ms rpida de E/S, y aceleracin en la comunicacin.

Su extenso conjunto de E/S de PLC y HMI incluye pantallas colgantes integrales, 2048 I/O y un editor de escalera grfica que puede proporcionar un control a nivel de sistema.[footnoteRef:17] [17: (motoman, 2009)]

Beneficios clave. Compacto, potente y econmico. El diseo compacto permite el mximo rendimiento utilizando un mnimo espacio de piso o rea de operacin. El rendimiento extraordinario resulta en mayor produccin con un capital mnimo de inversin. El cableado interno y mangueras del sistema maximizan su confiabilidad.

Figura 9. Robot Motoman MH5.3.4.1 Datos tcnicos[footnoteRef:18] [18: (motoman, www.logismarket.pt, 2010)]

3.5 Criterios de implantacin de un robot industrialUn robot industrial forma parte de un proceso de fabricacin que incluye muchos otros equipos. El robot, parte principal de la denominada clula de trabajo robotizada, debe en general interactuar con otras mquinas, formando parte de una estructura de fabricacin superior.3.5.1 Diseo y control de una clula robotizadaEl proyecto e implantacin de un sistema robotizado implica la consideracin de un gran nmero de factores, aunque van desde el posible rediseo del producto, hasta la definicin detallada del LAYOUT o plano de implantacin del sistema.

Adems de la seleccin del robot, hay que definir y disear los elementos perifricos pasivos (mesas, alimentadores, utillajes, etc.) o activos (manipuladores secuenciales, mquinas CNC, etc.) que intervienen en la clula y situarlos fsicamente en el sistema. Tambin se debe definir y seleccionar la arquitectura de control, tanto hardware como software, que todo sistema flexible de fabricacin debe incluir.3.5.2 Disposicin del robot en una clula de trabajoAl momento de decidir la disposicin en la clula, hay que plantearse tres situaciones bsicas:1. Robot en la clula: El robot se sita de manera de quedar rodeado por el resto de elementos que intervienen en la clula. Se trata de una disposicin tpica para robots de estructura articular, polar, cilndrica o SCARA. La disposicin del robot en el centro se usa frecuentemente en aquellas aplicaciones en las que un robot sirve a una o varias mquinas, en aplicaciones de soldadura al arco, colocacin en pallet o ensamblado, donde el robot debe alcanzar diversos puntos fijos dentro de su rea de trabajo. 2. Robot en lnea: Es la ms adecuada cuando uno o varios robots deben trabajar sobre elementos que llegan en un sistema de transporte. El ejemplo ms representativo de esta disposicin son las lneas de soldadura de carroceras de vehculos, donde stos pasan secuencialmente frente a distintos robots alineados, donde cada uno realiza una serie de puntos de soldadura.3. Robot mvil: En ocasiones es til colocar al robot sobre una va que permita su desplazamiento lineal de manera controlada. Esto, permite, por ejemplo, seguir el movimiento de la pieza en el caso de que sta se desplace sobre un sistema de transporte continuo, de modo que la posicin relativa entre pieza y robot durante el proceso se mantenga fija. Cuando termina el procesamiento de la pieza, el robot debe regresar rpidamente a su posicin inicial para recibir una nueva.3.5.3 Caractersticas a considerar en la seleccin de un robotCuando se desea robotizar un determinado proceso, el equipo de tcnicos responsables de esta tarea debe seleccionar el robot ms adecuado. Para ello se recurre a la experiencia y buen criterio, escogiendo del amplio mercado de robots existentes, aquel que mejor responda a las caractersticas necesarias y buscando la mejor relacin entre precio y prestaciones. Las caractersticas ms importantes que se deben considerar al momento de seleccionar un robot para una determinada aplicacin son las siguientes: rea de trabajo Grados de libertadrea de trabajo. Es el volumen espacial al que puede llegar el extremo del robot. Este volumen est determinado por el tamao, forma y tipo de los eslabones que integran el robot, y tambin por las limitaciones de movimiento impuestas por el sistema de control. En los catlogos suministrados por los fabricantes se indica el rea de trabajo mediante un dibujo acotado, y si la informacin es de tipo numrica se indica mediante un rango de recorrido de cada articulacin. El robot se debe elegir, de manera que su rea de trabajo le permita llegar a todos los puntos necesarios para llevar a cabo su tarea.

Grados de libertad. El nmero de grados de libertad con que cuenta un robot determina la accesibilidad de ste y su capacidad para orientar su herramienta terminal. Es frecuente que el nmero de grados de libertad de los robots comerciales coincida con el nmero de articulaciones, es decir, que cada articulacin representa un grado de libertad. La eleccin del nmero de grados de libertad necesarios viene determinada por el tipo de aplicacin. En operaciones de manipulacin, los objetos se recogen y depositan sobre planos horizontales, donde un robot con 3 GDL para posicionar y uno ms para orientar es suficiente. Sin embargo, en otras aplicaciones es necesario orientar la herramienta en el espacio o acceder a posiciones complicadas siendo preciso 6 o ms GDL. 3.5.4 Precisin, repetitividad y velocidadLas ventajas del robot frente a otras mquinas se basan adems de la flexibilidad y velocidad, en el bajo error de posicionamiento con el que realizan su trabajo. Para definir este error es necesario tener presente tres conceptos complementarios entre s: precisin, repetitividad y velocidad. El dato que generalmente es suministrado por el fabricante es el de repetibilidad y ste es utilizado a la hora de seleccionar un robot u otro por su exactitud. Precisin: Distancia entre el punto programado y el valor medio de los puntos realmente alcanzados al repetir el movimiento varias veces con carga y temperatura nominales. Repetitividad: Radio de la esfera que abarca los puntos alcanzados por el robot tras suficientes movimientos, al ordenarle ir al mismo punto de destino programado, con condiciones de carga, temperatura, etc. Velocidad: Velocidad a la que puede moverse un robot y la carga que transporta, estn inversamente relacionadas. Debido a esto es que en muchas ocasiones los datos proporcionados por los catlogos sobre la velocidad de movimiento del robot se dan en relacin a diferentes valores de carga a transportar. La velocidad de movimiento de un robot, puede darse por la velocidad de cada una de sus articulaciones o por la velocidad media de su extremo. En la prctica, en la mayora de los casos los movimientos del robot son rpidos y cortos, con lo que la velocidad nominal es alcanzada en contadas ocasiones. Por este motivo, la medida del tiempo de ciclo no se puede obtener a partir de la velocidad, siendo sta una valoracin cualitativa del mismo. 3.5.5 Capacidad de carga y sistema de controlCapacidad de carga. La capacidad de carga del robot viene condicionada por el tamao, la configuracin y el sistema de accionamiento del propio robot. Por otro lado, al evaluar la carga a manipular por el robot se debe considerar el peso de las piezas a manipular y el propio peso de la herramienta o pinza que emplee el robot colocada sobre la mueca.

El dato que normalmente se proporciona en la hoja de caractersticas del robot, corresponde a la carga nominal que ste puede transportar sin que disminuyan sus prestaciones dinmicas y considerando la configuracin del robot ms desfavorable. Los valores ms frecuentes de capacidades de carga varan entre 5-50 kg, aunque se pueden encontrar robots que transportan ms de media tonelada.

Sistema de control. La potencia de la unidad de control del robot determina en gran medida sus posibilidades. Las caractersticas del control del robot hacen referencia por una parte a sus posibilidades cinemticas y dinmicas, y por otra parte a su modo de programacin. En cuanto a las posibilidades cinemticas es muy importante tener en cuenta la aplicacin a realizar. A veces es suficiente con un control del movimiento punto a punto, donde slo es relevante el punto final a alcanzar por el robot y no el camino seguido.

Las caractersticas del control dinmico del robot, como velocidad de respuesta y estabilidad, son de particular importancia cuando ste debe manejar grandes pesos con movimientos rpidos. En estos casos, un buen control dinmico asegura que el extremo del robot no presente oscilaciones ni errores de posicionamiento. Normalmente, las prestaciones del control dinmico no son indicadas explcitamente como una caracterstica a conocer por el usuario. Las caractersticas relacionadas con el mtodo de programacin y las posibilidades que ste ofrece, puede decirse que una primera divisin entre programacin gestual y programacin textual es suficiente como para decidirse sobre el empleo de un robot u otro para una determinada aplicacin. 3.5.6 Seguridad en instalaciones robotizadasLa seguridad y prevencin de accidentes es un aspecto crtico durante el desarrollo y explotacin de una clula robotizada. Las consideraciones sobre la seguridad del sistema robotizado cobran importancia por dos razones. En primer lugar, por el motivo intrnseco de que el robot, posee mayor ndice de riesgo a un accidente que otra mquina de caractersticas similares. En segundo lugar, por un aspecto de aceptacin social del robot dentro de la fbrica, aceptacin difcil por lo general hoy en da.

Para prevenir los posibles accidentes ocasionados por los robots, hay que comenzar por detectar qu tipo de accidentes se producen, para despus analizar el por qu se originan y determinar cmo pueden evitarse. Los tipos de accidentes provocados por robots industriales, adems de los ocasionados por causas tradicionales (electrocuciones al instalar o reparar el equipo, quemaduras, etc.) son debido a:

Colisin entre robots y hombre Aplastamiento al quedar atrapado el hombre entre el robot y algn elemento fijo. Proyeccin de una pieza o material transportado por el robot. Un mal funcionamiento del sistema de control Acceso indebido de personal a la zona de trabajo del robot Errores humanos de los operarios.

Medidas de seguridad. Es importante considerar que segn estudios realizados por el Instituto de Investigacin de Seguridades en el trabajo de Tokio, el 90% de los accidentes en lneas robotizadas ocurren durante las operaciones de mantenimiento, ajuste, programacin, etc., mientras que slo el 10% ocurre durante el funcionamiento normal de la lnea.

La seguridad en sistemas robotizados presenta, por lo tanto, dos perspectivas: aquella que se refiere a la seguridad intrnseca al robot y que es responsabilidad del fabricante; y aquella que tiene que ver con el diseo e implantacin del sistema y su posterior utilizacin, programacin y mantenimiento, responsabilidad del usuario. La asociacin normativa europea comprende las siguientes consideraciones para una mayor seguridad:

1. Determinacin de los lmites del sistema: intencin de uso, espacio y tiempos, etc. 1. Identificacin y descripcin de todos aquellos peligrosos, que pueda generar la mquina durante las fases del trabajo. Se deben incluir los riesgos derivados de un trabajo en conjunto entre la mquina y el operador, y los riesgos derivados de un mal uso de la mquina. 1. Definicin del riesgo de que se produzca el accidente. Se definir probabilsticamente en funcin del dao fsico que pueda producir. 1. Comprobar que las medidas de seguridad son adecuadas.[footnoteRef:19] [19: (Barrientos Cruz, 2007, pgs. 255-274)]

Figura 10. Smbolos de medidas de seguridad.

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Captulo Iv. PROGRAMACIN Y OPERACIN DE ROBOT MOTOMAN MH5

4.1 IntroduccinPara comenzar a programar y operar el robot Motoman MH5 se deben tener las siguientes consideraciones de seguridad para el correcto uso del robot.4.1.1 Seguridad en programacinTodos los operadores, programadores, herramentistas, personal de mantenimiento, supervisores y cualquier otra persona trabajando cerca del robot Motoman MH5 deben estar familiarizados con la operacin. Todo el personal envuelto con la operacin del equipo debe entender los peligros potenciales de operacin.

Los consejos de programacin son los siguientes:

Cualquier modificacin al nodo 1 del PLC del controlador DX100 puede causar lesiones de consideracin o la muerte del personal, al igual que dao al robot. No realice ninguna modificacin al nodo 1. Realizar cualquier modificacin sin el permiso por escrito de Motoman ANULAR LA GARANTA! Algunas operaciones requieren de claves de acceso estndar y otras requieren de claves de acceso especial. Las claves de acceso especial son de uso exclusivo de Motoman. LA GARANTA ES NULA si utiliza dichas claves de acceso. Respalde todos los programas en un disco cuando se vaya a realizar cambios en el programa. Para evitar prdida de informacin o programas se debe de realizar un respaldo antes de cualquier proceso de servicio y antes de realizar cambios a las opciones, accesorios o equipo. La funcin de CONCURRENT I/O permite al usuario modificar las entradas y salidas del diagrama escalera interno para un mejor aprovechamiento del desempeo del robot. Se debe de tener mucho cuidado cuando se realicen las modificaciones. Revise dos veces cada una de las modificaciones en cada modo de operacin del robot para comprobar que no se han creado situaciones de riesgo o peligro que puedan daar el robot u otras partes del sistema. Una operacin inadecuada puede provocar lesiones al personal y/o dao al equipo. Solo el personal capacitado, familiarizado con la operacin, manuales, diseo elctrico e interconexiones del equipo de este robot, son los autorizados para operar este sistema. Revise el robot y el rea de trabajo para asegurarse que no existen situaciones potenciales de riesgo. Asegrese tambin de que el rea est libre de agua, aceite, escombros, etc. Asegrese de que todas las protecciones estn colocadas en su lugar. Revise que el botn de paro de emergencia del TEACH PENDANT funcione correctamente antes de programar. Tenga consigo el TEACH PENDANT cuando ingrese a la celda. Asegrese de que solo la persona que ingresa a la celda tenga el TEACH PENDANT. Revise cualquier modificacin o programa nuevo al menos en un ciclo completo a baja velocidad.4.1.2 Seguridad en operacinTodos los operadores, programadores, herramentistas, personal de mantenimiento, supervisores y cualquier otra persona trabajando cerca del robot debe estar familiarizado con la operacin de este equipo. Todo el personal envuelto con la operacin de equipo debe entender los peligros potenciales de operacin.

Los consejos de operacin son los siguientes:

Asegrese de que solo personal calificado, familiarizado con la operacin de este robot, los manuales de usuario, el equipo del sistema y las opciones y accesorios, son autorizados para operar este sistema. Revise el equipo de seguridad con regularidad para garantizar el funcionamiento adecuado del mismo. Repare o reemplace inmediatamente cualquier dispositivo de seguridad que no funcione correctamente. Revise el robot y el rea de trabajo para asegurarse que no existen situaciones potenciales de riesgo. Asegrese tambin de que el rea est libre de agua, aceite, escombros, etc. Asegrese de que todas las protecciones estn colocadas correctamente. Una operacin inadecuada puede provocar lesiones al personal y/o dao al equipo. Solo el personal capacitado, familiarizado con la operacin, manuales, diseo elctrico e interconexiones del equipo de este robot debe ser autorizado para operar el sistema. No ingrese a la celda mientras est operando automticamente. Los programadores deben de llevar consigo el TEACH PENDANT cuando ingresen a la celda. El robot debe estar en modo de paro de emergencia (E-STOP) cuando no est en uso. Este equipo tiene varias fuentes de alimentacin. Las interconexiones elctricas son realizadas entre el controlador, los ejes externos y otros equipos. Desconecte y marque todos los circuitos elctricos antes de realizar cualquier modificacin o conexin. Cualquier modificacin realizada al controlador cambiar la forma de operacin del robot y puede causar lesiones de consideracin o la muerte del personal, al igual que daos al robot. Esto incluye los parmetros del controlador, el diagrama escalera nodo 1 y 2, y modificaciones a las entradas y salidas. Revise y pruebe todos los cambios a una velocidad baja.

4.2 Descripcin general del controlador DX100El interruptor de alimentacin principal y de la cerradura de la puerta se encuentra en la parte delantera del controlador DX100. El botn de paro de emergencia est instalado en la esquina superior derecha de la puerta del armario y el panel de programacin se cuelga de un gancho situado debajo del botn [Ver figura 11].

Figura 11. Controlador DX100.Al girar el SWITCH a la posicin ON, se energiza el controlador y comienza la ejecucin de la funcin de auto-diagnstico, en el cual se realiza una serie de pruebas que tienen como finalidad detectar las posibles fallas que puedan existir en los diversos componentes del sistema (tarjetas de circuitos, conectores, cableado, motores, etc.).

Figura 12. Interruptor del controlador DX100.

Figura 13. Pantalla de inicio del TEACH-PENDANT.

Durante el auto-diagnstico en el TEACH PENDANT se despliega la pantalla de encendido, la cual permanece desplegada hasta que el auto-diagnstico finaliza.

En el caso de que se detecte una falla al momento de realizar la revisin inicial, se despliega en la pantalla del TEACH PENDANT el cdigo de alarma correspondiente.

Si no existen fallas o condiciones de alarma, aparece en la pantalla el men principal (MAIN MENU) [ver figura 14].

Figura 14. Pantalla de men principal.

Figura 15. Botn de paro de emergencia.

Botn de habilitacin de modo PLAY. En la puerta del controlador DX100 puede existir un botn de habilitacin de modo PLAY, el cual permite poner el sistema en modo PLAY desde una seal externa. En un sistema que no tenga esta opcin, el botn estar activado (ON) y no tendr funcionamiento.

Paro de emergencia (E-STOP). Al presionar el botn de paro de emergencia (E-STOP) se desactivan los servos del robot y se aplican los frenos del mismo, por lo tanto el robot se detiene inmediatamente. En la parte inferior de la pantalla del TEACH PENDANT se despliega el mensaje ROBOT IS STOPPED BY PANEL EMERGENCY STOP (robot detenido por un paro de emergencia del panel), y la luz indicadora de los servos se apaga. Gire hacia la derecha el botn de paro de emergencia para liberarlo [ver figura 15].

Todos los botones de paro de emergencia funcionan de la misma manera en modo PLAY, TEACH o REMOTE.

Desactivacin del DX100. Para desactivar el controlador DX100 se debe girar el interruptor principal a la posicin OFF, con lo cual se interrumpe la alimentacin elctrica del controlador [ver figura 16]. Como medida de seguridad antes de apagar el controlador es necesario desactivar los servos presionando algunos de los botones de paro de emergencia [ver figura 15].

Figura 16. Interruptor principal de TEACH PENDANT.4.3 Conocimiento general del TEACH PENDANTEl TEACH PENDANT es el dispositivo equipado con teclas y botones tiles para llevar a cabo operaciones del manipulador y modificar los trabajos [ver figura 17].

Figura 17. TEACH PENDANT.

Tabla 1. Botones del TEACH PENDANT y su descripcin.4.3.1 Descripcin de teclas y botones.Botones y teclas.Descripcin de la funcin del botn o tecla.

En modo PLAY, con los servos activados, al presionar el botn START se comienza la ejecucin del programa desde la lnea en la cual est colocado el cursor. La luz indicadora del botn START permanece encendida todo el tiempo durante el cual, el controlador est ejecutando el programa, adems la luz indicadora del botn START se enciende cuando se realiza una revisin de trayectoria (TEST START) en modo TEACH.

Al presionar el botn de paro de emergencia se desactivan los servos y se aplican los frenos por lo que el robot se detiene inmediatamente, al mismo tiempo se despliega el mensaje ROBOT STOPS BY PP EMERGENCY STOP (robot detenido por paro de emergencia); y la luz indicadora (SERVO ON) se apaga. Para deshabilitar la condicin de paro de emergencia simplemente gire el botn hacia la izquierda.

El sistema tienen tres modos de operacin: modo PLAY, modo TEACH, modo REMOTE. Reproduccin (PLAY): En modo PLAY se habilita el funcionamiento del botn START y el DX100 tiene el control de la ejecucin del programa. En este modo se pueden activar los modos especiales de ejecucin de programas. Programacin (TEACH): En modo TEACH el operador tiene el control para manipular, programar, editar y configurar el sistema por medio del TEACH PENDANT. Al cambiar de modo PLAY a modo TEACH durante la ejecucin de un programa, el robot detiene la ejecucin del programa (al igual que un paro de emergencia), para reanudar la ejecucin del programa seleccione PLAY, servo ON-READY, y START. Distancia (REMOTE): En modo REMOTE el control del sistema se lleva a cabo desde un dispositivo externo opcional, el cual puede ser una estacin de operador, una computadora, un PLC, un Panel View, etc.

Al presionar el botn HOLD se detiene la ejecucin del programa, en esta condicin los servos permanecen activados y no se aplican los frenos, adems la luz indicadora del botn START se apaga. Para reanudar la ejecucin del programa se presiona el botn START.

En modo PLAY al presionar el botn servo ON-READY se activan los servos y se liberan los frenos; la luz indicadora (SERVO ON) de color verde se enciende. Mientras los servos no hayan sido activados no se puede ejecutar ningn programa. En modo TEACH al presionar el botn servo ON-READY la luz indicadora (SERVO ON) de color verde comienza a destellar, entonces los servos se pueden activar por medio del SWITCH de habilitacin localizado en la parte posterior del TEACH PENDANT.NOTA: Todas las alarmas, errores y condiciones de paro de emergencia deben ser canceladas antes de presionar el botn servo ON READY, ya sea en modo TEACH o modo PLAY.

La tecla rea puede ser utilizada en lugar de presionar directamente sobre la pantalla para ingresar a un men deseado. Esta tecla mueve el cursor a las diferentes reas que conforman la pantalla del TEACH PENDANT: men principal (MAIN MENU), rea de men, rea de DISPLAY general, men de la lista de informacin, as como tambin al rea de interface con el usuario, slo si est desplegada la lnea de datos de entrada.

Es una tecla con 4 direcciones que mueve el cursor en la pantalla hacia arriba, abajo, derecha e izquierda de acuerdo al sentido de las flechas. El cursor es utilizado para moverse dentro del contenido de un programa, una lista, etc., o para seleccionar un elemento en un men.

La tecla SELECT es utilizada para seleccionar el elemento indicado por el cursor. Tambin se utiliza en conjunto con la tecla INTERLOCK para forzar el estado de las salidas universales (ON/OFF), o en conjunto con la tecla SHIFT para seleccionar lneas dentro de un programa.

Muestra el men principal.Si se pulsa el botn mientras se muestra el men principal, el men principal desaparece.[MENU PRINCIPAL]+UPaumenta el brillo de la pantalla. [MENU PRINCIPAL] + DOWNreduce el brillo de la pantalla.

Muestra el men simple.Si se pulsa este botn el men simple aparece y desaparece.

Muestra las listas de la instruccin de comandos disponibles para la edicin de trabajo. Estas incluyen administracin de entradas y salidas e instrucciones de control.

Muestra el men para ayudar al funcionamiento de la ventana que se muestra actualmente.Al pulsar este botn con [SHIFT] + [INTERLOCK] muestra la ayuda orientacin para la operacin.[SHIFT] + [ASSIST] La lista de funciones de las combinaciones de teclas aparecen con [SHIFT]. [INTERLOCK] + [ASSIST] La lista de funciones de las combinaciones de teclas de bloqueo aparecen con [INTERLOCK].

Cancela el estado actual.Elimina el submen en el men principal y el men desplegable.Cancela los datos de entrada o el estado de la entrada en el uso general de rea de la pantalla.Anula las mltiples vistas en el rea de mensajes.Cancela el error que se ha producido.

Modo mltiple: Si se pulsa este botn la ventana activa cambia. [SHIFT] + [MULTI] cambia entre la visualizacin de la ventana activa y otras ventanas cuando la pantalla est en modo mltiple.

Selecciona el sistema de coordenadas de operacin cuando el manipulador es operado manualmente. Cinco sistemas de coordenadas (herramienta conjunta, cartesiana, cilndrica y usuario) pueden ser utilizados. Cada vez que se oprime esta tecla, se enciende el sistema de coordenadas en el siguiente orden: "JOINT""CYLINDRICAL""TOOL""USER". El sistema de coordenadas seleccionado se muestra en el rea de la pantalla de estado. [SHIFT] + [COORD] El nmero de coordenadas puede cambiarse cuando se selecciona el sistema de coordenadas 'herramienta' o 'usuario'.

Muestra el contenido relacionado con la lnea actual. Para mostrar el contenido de un archivo llamado trabajo o condicin, mover el cursor a la lnea siguiente y presione [DIRECT OPEN]. El archivo se mostrar para la lnea seleccionada. La pantalla del contenido variar dependiendo del tipo de instruccin utilizada en el trabajo. Ejemplo: Para una instruccin de trabajo, se mostrar el contenido del archivo de estado. Para obtener instrucciones de entrada/salida, se mostrar la condicin de entrada/salida. Est botn enciende un lmpara sobre este botn mientras la luz directa est activada.

Muestra la pgina siguiente. La pgina se puede cambiar slo cuando est encendida la lmpara en este botn. [SHIFT] + [PAGE] cambia a la pgina anterior.

Cambia las funciones de otras teclas presionando en conjunto.Se utiliza con [ASSIST], [COORD], [AREA], [MOTION TYPE], [ROBOT], [EX. AXIS], tecla de cursor o una tecla numrica para acceder a funciones alternativas.

Cambia las funciones de otras teclas presionando en conjunto.Puede utilizarse con [ASSIST], [MULTI], [TEST START], [FWD], o una tecla numrica [ROBOT]. Consulte la descripcin de cada tecla de bloqueo alternativo [INTERLOCK].

Permite la operacin de los ejes del robot. [ROBOT] este botn est activo para el sistema donde mltiples manipuladores son co