-
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)
-
9
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!
-
14
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.