DEPARTAMENTO DE ENERGA Y MECNICA

INGENIERA MECATRNICA

PRCTICAS DE ROBTICA INDUSTRIAL

PRCTICA 8

PROGRAMACIN DE MOVIMIENTOS ESTNDAR DEL ROBOT

KUKA

MOVIMIENTO PUNTO A PUNTO (PTP)

MOVIMIENTO LINEAL (LIN)

MOVIMIENTO CIRCULAR (CIRC)

Responsable de la Prctica Ing. Marco Singaa

2

TEMA8: PROGRAMACIN DE MOVIMIENTOS ESTNDAR DEL ROBOT KUKA

1.- OBJETIVOS:

Analizar las caractersticas del movimiento PUNTO A PUNTO, LINEAL, CIRCULAR

Generar movimientos del robot con comando PTP, LIN, CIRC.

2.- EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZAR

Robot Industrial KR16

Robot Industrial KR5 Arc

3.- TRABAJO PREVIO

Revisar caractersticas de movimientos PTP, LIN, CIRC.

4.- CONOCIMIENTOS PREVIOS NECESARIOS

En el robot KUKA pueden programarse los siguientes tipos de movimientos:

Point to Point (PTP) Lineal (LIN) Circular (CIRC) SPLINE

Figura 1. Movimiento del robot KUKA

Los movimientos LIN, CIRC y SPLINE tambin se encuentran agrupados bajo la

denominacin movimientos de trayectoria o movimientos CP ("Continuous Path").E

MOVIMIENTOS PTP

El desplazamiento PTP representa el tipo o modo de desplazamiento ms rpido y por

ello, el ptimo en cuanto al tiempo se refiere. Dependiente de la posicin de partida, la

herramienta se desplaza -- del punto de arranque al de destino -- sobre una trayectoria

que no est exactamente definida, y que resulta de la sincronizacin de fase de cada

eje en particular.

Movimiento PTP con parada exacta

En movimientos PTP con parada exacta, cada punto de destino es alcanzado en su

posicin en forma exacta.

3

Caractersticas:

El robot desplaza el TCP al punto de destino a lo largo de la trayectoria ms rpida.

La trayectoria ms rpida no es, en regla general, la trayectoria ms corta y por

ello no es una recta.

Dado que los ejes del robot se mueven de forma rotacional, trayectorias curvas

pueden ser ejecutadas de forma ms rpida que las rectas.

No puede predecirse la trayectoria exacta.

La programacin de un movimiento PTP comprende:

Guardar las coordenadas del punto de destino.

Declarar distintos parmetros: velocidad, coordenadas de base y herramienta, etc.

Synchro PTP

Perfil de marcha ms elevado

De forma estndar se utiliza el perfil de marcha ms elevado; es decir, los momentos

permitidos son explotados siempre de forma ptima en cada punto de la trayectoria. En

este caso la velocidad es adaptada de modo tal que no se rebasen los momentos.

Figura 4. Perfil de marcha ms elevado con PTP

1. Fase de aceleracin

2. Fase Constante

3. Reduccin de velocidad por

rebase de momentos

4. Fase constante

5. Fase de frenado.

La memorizacin de las coordenadas del punto se denomina "Aprendizaje".

El punto de arranque de un movimiento, siempre es el punto de destino del movimiento anterior.

Figura 3. Synchro-PTP

El eje directriz es el eje que

necesita el tiempo ms largo

para alcanzar el punto de

destino.

Tambin se considera la

indicacin de la velocidad en

el formulario en lnea.

Figura 2.

Movimiento PTP con parada

exacta

4

Formulario INLINE para movimientos PTP

Pos Descripcin Rango valores

1 Tipo de movimiento PTP, LIN, CIRC

2 Nombre del punto de destino El sistema asigna automticamente un nombre. El nombre puede sobrescribirse. Para procesar los datos del punto, colocar el cursor en el campo y se abre la ventana de opciones correspondiente.

3 CONT: El punto de destino es de posicionamiento aproximado. [vaco]: Punto de destino es alcanzado de forma exacta.

CONT, [vaco]

4 Velocidad 1% 100%

5 Nombre para el paso de movimiento. El sistema asigna automticamente un nombre. El nombre puede sobrescribirse. Para procesar los datos de movimiento, colocar el cursor en el campo. Se abre la ventana de opciones correspondiente.

En los formularios Inline pueden indicarse nombres para juegos de datos. A ello le

pertenecen; nombres de puntos, nombre para juegos de datos de movimientos, etc.

Los nombres tienen las siguientes restricciones:

Longitud mxima 23 caracteres; No se permiten signos especiales, excepto $; No

est permitido colocar un nmero en el primer lugar

Ventana de opciones Frames

Slo se visualiza esta ventana cuando el campo activo en el formulario Inline es el

nombre para el punto de destino (P4). Para realizar modificaciones, se debe activar

esta ventana de opcin. Esta ventana de opciones es llamada desde los siguientes

formularios Inline: PTP, LIN, SPL, SLIN, SCIRC.

Figura 5.

Formulario Inline para

movimientos PTP

5

Figura 6. Ventana de opciones Frames (Tool/Base)

Pos Descripcin Rango valores

1

Seleccionar herramienta. Si se tiene True en el campo TCP Externo: seleccionar la herramienta.

[1] [16]

2

Seleccionar Base. Si se tiene True en el campo TCP Externo: seleccionar la herramienta fija.

[1] [32]

3

Modo de interpolacin Herramienta en la brida de acople: False Herramienta fija: True

True, False

4

True: Para este movimiento la unidad de control del robot determina los momentos axiales. Estos son necesarios para la deteccin de colisiones.

False: Para este movimiento la unidad de control del robot no determina ningunos momentos axiales. Por lo tanto, no es posible una deteccin de colisiones para este movimiento.

True, False

Ventana de opciones parmetros de movimiento

Esta ventana de opciones es llamada desde el formulario Inline PTP

Pos Descripcin Rango valores

1

Aceleracin

Se refiere al valor mximo declarado en los datos de mquina. El valor mximo depende del tipo de robot y del modo de servicio seleccionado.

1% ... 100%

Figura 7. Ventana de opciones Parmetros de movimiento PTP

6

2

Este campo slo se muestra en pantalla, cuando en el formulario Inline se ha seleccionado CONT.

Distancia antes del punto de destino en donde comienza, como mnimo, el posicionamiento aproximado.

Distancia mxima 100%: La mitad de la distancia entre el punto de partida y el de destino, referido al contorno del movimiento PTP sin posicionamiento aproximado.

La unidad para este campo tambin puede ser mm. Esto depende de la configuracin.

Distancia en mm: La distancia puede, como mximo, comprender la mitad de la distancia entre el punto de partida y el punto de destino. Si aqu se declara un valor mayor, ste es ignorado y se utiliza el valor mximo.

0% ... 100% o 0 mm 300 mm El ajuste por defecto es % La posibilidad de seleccionar entre % y mm, existe a partir de KSS 5.5.

MOVIMIENTOS LINEALES (LIN)

En un desplazamiento LIN, la punta de la herramienta se mueve, desde el arranque

hasta el punto de destino, sobre una trayectoria recta. Dado que sta est

unvocamente definida por medio de dos puntos, basta con indicar los datos del punto

de destino. En este tipo de desplazamiento, los ejes intervinientes se sincronizan del

tal modo que la resultante es una recta.

Los desplazamientos LIN tienen su aplicacin cuando es necesario realizar, entre dos

puntos, un movimiento exacto sobre la trayectoria con velocidad de trayectoria definida,

o para el acercamiento a un punto de destino que no es posible realizarlo con

desplazamiento PTP por peligro de colisiones.

La programacin de movimientos LIN comprende:

Guardar las coordenadas del punto de destino.

Declarar distintos parmetros, por ejemplo valor de la Velocidad.

La memorizacin de las coordenadas del punto se denomina Aprendizaje

El punto de arranque de un movimiento siempre es el punto de destino del

movimiento anterior.

Movimiento LIN con parada exacta

En movimientos LIN con parada exacta, cada punto de destino es alcanzado en su

posicin en forma exacta.

Movimiento PTP o LIN con posicionamiento aproximado

En una instruccin PTP o LIN con posicionamiento aproximado, la unidad de control

genera un entorno de aproximacin alrededor del punto P2 (ver siguiente figura). En el

Figura 8.

Movimiento LIN con parada

exacta

7

momento de alcanzar ese entorno, los movimientos de los ejes enlazan al movimiento

hacia el punto siguiente.

El posicionamiento aproximado depende de la velocidad; es decir, la mxima

aproximacin VE (entorno de aproximacin) = 100%, se alcanza solamente con una

velocidad de movimiento VB= 100%, y el entorno de aproximacin comenzara en la

mitad del trayecto entre los puntos P1 y P2. Con VE=50% y la velocidad VB=100%, la

aproximacin comenzara ms tarde.

Perfil de Velocidad: El perfil de traslacin hace referencia al TCP de la herramienta

seleccionada.

FORMULARIO INLINE PARA MOVIMIENTOS LIN

Formulario INLINE para movimientos LIN

Pos Descripcin Rango valores

1 Tipo de movimiento PTP, LIN, CIRC

2 Nombre del punto de destino

El sistema asigna automticamente un nombre. El nombre puede sobrescribirse.

Para procesar los datos del punto, colocar el cursor en el campo. Se abre la ventana de opciones correspondientes.

3 CONT: El punto de destino es de posicionamiento aproximado.

[vacio]: Punto de destino es alcanzado de forma exacta.

CONT, [vacio]

4 Velocidad 0.0012m/s

5 Nombre para el paso de movimiento

Figura 11.

Formulario Inline para

movimientos LIN

Figura 10.

Perfil de movimiento de

trayectoria

Figura 9. Movimiento LIN con

posicionamiento aproximado

8

El sistema asigna automticamente un nombre. El nombre puede sobrescribirse.

Para procesar los datos de movimiento, colocar el cursor en el campo. Se abre la ventana de opciones correspondiente.

Ventana de opciones Frames

Solo se visualizar esta ventana cuando el campo activo en el formulario Inline de

desplazamiento es el nombre para el punto de destino. Para realizar modificaciones,

se debe pulsar la tecla de seleccin de ventana azul para activar esta ventana de

opcin. Esta ventana de opciones es llamada desde los siguientes formularios Inline:

PTP, LIN, CIRC, SPL, SLIN, SCIRC

Figura 12. Ventana de opciones Frames (Tool/Base)

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Ventana de opciones parmetros de movimiento

Esta ventana de opciones es llamada desde los formularios Inline: LIN, CIRC. Solo se

visualiza cuando el campo activo en el formulario Inline de desplazamiento es el

nombre para el juego de datos de movimiento.

Para realizar modificaciones, se debe pulsar la seleccin de ventana azul para activar

estas ventanas de opcin.

Pos

Descripcin Rango valores

1

Aceleracin

Se refiere al valor mximo declarado en los datos de mquina. El valor mximo depende del tipo de robot y del modo de servicio seleccionado.

1%100%

2 Distancia antes del punto de destino en donde comienza, como mnimo, el posicionamiento aproximado.

0 mm300 mm

Pos Descripcin Rango valores

1

Seleccione la herramienta.

NOTA: Si hay un valor True en el campo TCP Externo: Seleccionar la

herramienta externa

[1][16]

2

Seleccionar base

NOTA: Si hay un valor True en el campo TCP Externo: Seleccionar

herramienta externa.

[1][32]

3 Modo de Interpolacin Si la Herramienta est en la brida de acople: False Si la Herramienta es fija (externa): True.

True, False

4

True: Para este movimiento la unidad de control del robot determina los momentos axiales. Estos son necesarios para la deteccin de colisiones.

False: Para este movimiento la unidad de control del robot no determina ningunos momentos axiales. Por lo tanto, no es posible una deteccin de colisiones para este movimiento

True, False

Figura 13. Ventana de opciones parmetros de movimiento

10

La distancia puede, como mximo comprender la mitad de la distancia entre el punto de partida y el punto de destino. Si aqu se declara un valor mayor, ste es ignorado y se utiliza el valor mximo.

Este campo solo se muestra en pantalla, cuando en el formulario Inline se ha seleccionado CONT.

3 Seleccionar control de orientacin.

Estndar PTP manual Control orientacin

constante

Control de orientacin para movimiento LIN

El control de la orientacin para movimientos LIN se determina como sigue: En la

ventana de opciones Parmetros de movimiento (movimiento CP).

Control de orientacin

Descripcin

Estndar La orientacin del TCP se modifica de forma continua durante el movimiento.

Nota: Cuando el robot en Estndar entra en una singularidad de los ejes de la mueca, seleccionar en lugar de ello PTP manual

PTP manual La orientacin del TCP se modifica de forma continua durante el movimiento. Ello se logra mediante el desplazamiento lineal de eje axial de la mueca (desplazamiento especfico del eje).

Nota: seleccionar PTP manual cuando el robot en Estndar entra en una singularidad

de los ejes de la mueca.

La orientacin del TCP se modifica de forma continua durante el movimiento, pero no de forma completamente uniforme. Por ello, PTP manual no es adecuado cuando tiene

que mantener exactamente por un lapso determinado la orientacin, como en el caso de la soldadura laser.

Orientacin constante

La orientacin del TCP se mantiene de forma constante durante el movimiento.

Para el punto de destino no se tiene en cuenta la orientacin programada y se utiliza la del punto inicial.

Cuando en Estndar aparece una singularidad de los ejes de la mueca y en PTP

manual la orientacin deseada no se mantiene de la forma exacta, se recomienda lo

siguiente:

Programar nuevamente por aprendizaje los puntos de arranque y/o de destino.

Alinear las orientaciones de modo tal que no se presente ninguna singularidad de

los ejes de la mueca y se puede desplazar la trayectoria con Estndar.

Estndar o PTP manual Orientacin constante

Figura 14.

Control de Orientacin

11

MOVIMIENTOS CIRCULARES (CIRC)

En un desplazamiento CIRC la punta de la herramienta se desplaza desde el punto de

arranque hasta el de destino, sobre una trayectoria circular. Esta trayectoria circular

est definida por tres puntos: arranque, auxiliar y punto de destino. El punto de

arranque es el punto de parada exacta del ltimo paso. Para el punto auxiliar slo son

relevantes las coordenadas X, Y y Z. El cambio de orientacin de la punta de la

herramienta es realizada en forma equitativa sobre la trayectoria de desplazamiento.

Los desplazamientos CIRC se utilizan siempre cuando deban realizarse

procesamientos en la tarea, con una velocidad de trayectoria definida sobre una

trayectoria circular.

Movimiento CIRC con parada exacta

En movimientos CIRC con parada exacta, cada punto de destino es alcanzado en su

posicin en forma exacta.

El desplazamiento CIRC est determinado por el punto de arranque, el punto auxiliar

(intermedio) y el punto de destino (final).

Movimiento CIRC con posicionamiento aproximado

Si se han de unir dos desplazamientos de trayectoria por posicionamiento aproximado,

la unidad de control genera dos segmentos de parbola en el entorno de aproximacin.

Figura 15.

Movimiento CIRC con parada

exacta

12

Figura 16.

Movimiento CIRC con

posicionamiento aproximado

Figura 17. Generacin de una circunferencia con comando CIRC

13

5.- PROCEDIMIENTO PRCTICO

Condiciones previas

Las siguientes condiciones son necesarias para efectuar este ejercicio con xito:

Conocimientos tericos del manejo del navegador.

Conocimientos tericos del movimiento PTP, LIN, CIRC.

Procedimiento

5.1 Desbloque y confirme la parada de emergencia

5.2 Asegrese que est ajustado el modo de servicio T1 (o T2)

5.3 Programacin de movimientos

Condiciones previas:

Se ha actualizado el nmero de Base y Herramienta a utilizar

Se ha seleccionado un programa en modo Programador Experto

BOTN DE PARADA DE EMERGENCIA

1 T2 (TEST2) 2 AUT (AUTOMTICO) 3 AUT EXT (AUTOMTICO EXTERNO) 4 T1 (TEST1)

Peligro! Deben respetarse incondicionalmente las prescripciones de seguridad de la instruccin!

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Procedimiento para movimiento TCP con parada exacta

5.3.1 Colocar el cursor en la lnea detrs de la cual se insertar la instruccin de

movimiento.

5.3.2 Mover el TCP (herramienta) a la posicin la cual se programar como punto de

destino.

5.3.3 Seleccionar la secuencia de men Instruccion > Movimiento > PTP

5.3.4 Declarar los parmetros en el formulario Inline.

5.3.5 Guardar la instruccin con el softkey Instruccion OK

5.3.6 Repetir el paso 5.3.1, hasta generar una secuencia de movimientos PTP

Procedimiento para movimiento LIN con parada exacta

5.3.7 Colocar el cursor en la lnea detrs de la cual se insertar la instruccin de

movimiento.

5.3.8 Mover el TCP (herramienta) a la posicin la cual se programar como punto de

destino.

5.3.9 Seleccionar la secuencia de men Instruccion > Movimiento > LIN

5.3.10 Declarar los parmetros en el formulario Inline.

5.3.11 Guardar la instruccin con el softkey Instruccion OK

5.3.12 Repetir el paso 5.3.7, hasta generar una secuencia de movimientos LIN

Procedimiento para movimiento CIRC con parada exacta

5.3.13 Colocar el cursor en la lnea detrs de la cual se insertar la instruccin de

movimiento.

5.3.14 Mover el TCP (herramienta) a la posicin la cual se programar como punto

intermedio PI.

5.3.15 Seleccionar la secuencia de men Instruccion > Movimiento > CIRC

5.3.16 Declarar los parmetros en el formulario Inline.

5.3.17 Guardar el punto Intermedio PI con el softkey Touch PI

5.3.18 Mover el TCP (herramienta) a la posicin la cual se programar como punto

final PF.

5.3.19 Guardar el punto final PF con el softkey Touch PF

5.3.20 Guardar la instruccin con el softkey Instruccion OK

5.3.21 Repetir el paso 5.3.13, hasta generar una secuencia de movimientos CIRC

5.3.22 Guardar los cambios.

Comprobacin del programa

5.3.23 Cambiar de modo Programador experto a modo Programador:

Comprobar el programa en corrida paso a paso, en el modo de servicio T1

con velocidades de programa diversas (POV)

5.3.24 En modo Programador:

Comprobar el programa en corrida paso a paso, en el modo de servicio T2 con

velocidades de programa diversas (POV)

5.3.25 Comprobar el programa en el modo de servicio Automtico

5.3.26 Cambiar de modo programador a Programador experto:

15

Modificar el programa con el fin de verificar el posicionamiento aproximado.

Comprobar el programa en corrida paso a paso, en el modo de servicio T1

con velocidades de programa diversas (POV).

6.- ANLISIS DE RESULTADOS

Despus de terminar con xito este ejercicio, Usted tiene la competencia necesaria

para efectuar las siguientes tareas:

Generar movimientos del robot con comandos PTP, LIN, CIRC.

Borrar pasos de movimiento e insertar nuevos movimientos PTP, LIN, CIRC.

Programacin de comandos en modo Experto y Programador

Seleccionar y deseleccionar programas.

Arrancar, detener y resetear programas en los modos de servicio requeridos

(Testar desarrollo de programa)

Corregir puntos del programa existentes.

Efectuar y entender la seccin de paso.

6.1 Presente un resumen de ventajas y desventajas de desplazar el robot utilizando el

comando PTP, LIN, CIRC.

7.- CUESTIONARIO

7.1 Cuales tipos de desarrollo de programa existen y porqu son necesarios?

7.2 Qu significa un desplazamiento COI?

7.3 Como se puede cambiar la velocidad del programa?

7.4 Cules son las caractersticas de los movimientos PTP, LIN, CIRC?

7.5 En forma resumida, explique en qu consiste el control de orientacin de la

herramienta.

7.6 Explique el posicionamiento aproximado y el posicionamiento exacto que ejecuta el

robot.

8.- COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

Comente los aspectos que Usted considere ms significativos como conclusin del

desarrollo de la prctica.

9.- RECOMENDACIONES

Mencione los aspectos para el mejor desarrollo de la prctica, ya sea modificando el o

los procedimientos, o sugiriendo nuevos experimentos.

10.- BIBLIOGRAFA

Indique los libros, folletos, apuntes, direcciones de correo que respalden la informacin

que usted utiliz para complementar la prctica.