IM_ROBOT

Proyecto

Robot

Industrial

antropomorfo

de 6 ejes con

programación

abierta

INGENIERIA MAIER

11/15/2016 2 INGENIERIA MAIER

El proyecto consiste en el desarrollo completo de un robot

industrial de SEIS ejes rotativos de uso general, lo que

permitirá que el mismo pueda ser utilizado en un amplio

rango de aplicaciones, como ser: manipulación, pintura,

paletizado, soldadura, armado, carga, etc.

El proyecto tiene en cuenta todos los aspectos del mismo,

diseño eléctrico/electrónico y mecánico, programación,

construcción y prueba funcional.

IM_ROBOT: Proyecto Robot Industrial de 6 ejes

GENERALIDADES

La selección del equipamiento utilizado de tipo comercial

permite el fácil procuramiento de los mismos y la

reducción de costos.

La utilización de electrónica SIEMENS facilito la

integración de los componentes y su programación.

Lineamientos principales del proyecto

11/15/2016 3 INGENIERIA MAIER

Los lineamientos generales del proyecto debían cumplir las siguientes exigencias:

1- Equipamiento Electrónico comercial obtenible a nivel mundial.

2- Unidad de control con gran capacidad de ejecución, memoria y comunicación.

3- Amplio rango de potencias de servo motores y accionamientos (Escalabilidad)

4- Panel de mando portátil con funciones de seguridad.

5- PLC incluido de programación abierta al usuario, para la vinculación con el entorno.

6- Integración dentro del equipo, del gabinete auxiliar y del panel exterior de vinculación con el robot.

7- Configuración flexible a través de paginas de parámetros. (Geometría del robot, velocidades, aceleración,

limitación de desplazamientos, etc.).

8- Mecánica confiable y robusta. Reductores comerciales.

9- Diagnostico a distancia.

10- Configurable a través de opcionales. (Puerta de seguridad, llaves programables de habilitación, buses, etc.)

11- Soporte de Múltiples buses de comunicación. (ASi, Profibus y Profinet).

12- Seguridades de edición integrada. (a través de llave de modo extraíble o llaves programables)

13- Fácil integración de sistemas de visión y soldadura.

14- Comando de Ejes adicionales integrada (expansión de numero de ejes y su control)

15- Posibilidad de gobernar varios robots a través de un solo gabinete.

16- Conectividad entre Sistema Centralizado u otros robots.

17- Incorporación de módulos de programación personalizados.

18- Programación abierta para agregado de firmware, programas de PLC y pantallas en panel de mando

lo que permite al usuario personalizar al robot. (SIMOTION cumple con la norma de lenguajes de

programación de PLC's IEC 61131-3).

19- Documentación completa.

Gabinete eléctrico / electrónico de control

11/15/2016 4 INGENIERIA MAIER

En el gabinete se encuentran elementos de protección eléctricos

y relays de seguridad para el circuito de emergencia (panel y

circuito externo), seguridad de panel y cierre de seguridad de

puerta perimetral junto a relays de salida.

Posee una fuente de alimentación de 24Vcc y una fuente para

esclavos ASi.

La unidad central de control utilizada es SIEMENS-

SIMOTION tipo D425.

La incorporación de un riel estándar para la colocación de

módulos de interface que se comunican a través de un modulo

IM vía Profibus con la unidad central, permite la incorporación

de módulos de entrada/salida digitales, bus ASi, serial, etc.

En este caso cualquier programador de PLC SIEMENS, puede

definir la configuración de hardware y lógica externa al robot.

Posee en la parte inferior una bornera para con la conexión del

circuito de emergencia adicional, presostato, I/O, pulsadores de

apertura y cierre de puerta de seguridad y para la cerradura de

seguridad con bobina de retención.

Control y accionamiento de servomotores

11/15/2016 5 INGENIERIA MAIER

La unidad central SIMOTION D425 se encarga de controlar

todos los aspectos del robot: posicionamiento, visualización,

interface, edición de programas, aprendizaje, parametrización,

manejo de Entradas/Salidas, PLC, interface con el usuario,

esclavos, etc.

Los servo accionamientos son de tipo doble marca SIEMENS

de la línea SINAMICS S120.

Están alimentados por una fuente de servos marca

SIEMENS de tipo estándar de 10KW, con entrada 380V CA.

Cada eje (A1 a A6) estará comandado por un servomotor

de CA marca SIEMENS estándar, perteneciente a la línea 1FK7

con ventilación natural, realimentación de posición y velocidad

por medio de encoder (con interface DriveCliq) y freno

electromagnético.

El amplio rango de potencias de estos motores y sus

accionamientos permite a futuro el diseño de robots mas

pequeños o de mayor envergadura (Escalabilidad).

Programación abierta

11/15/2016 6 INGENIERIA MAIER

Debido a que se encuentran incorporados en el robot

numerosas funciones de control lógico que normalmente deben

ser ejecutadas o controladas por un PLC externo se elimina en

la gran mayoría de los casos la necesidad de contar con un

gabinete eléctrico adicional que contenga a dicho PLC,

pantalla, alimentación, etc.; reduciendo de esa forma costos,

espacio necesario y cableado entre gabinetes, elaboración de

planos, mano de obra y tiempo de implementación.

Mediante el uso de herramientas de programación de SIEMENS

se pueden incorporar funcionalidades personalizadas tanto en el

firmware como en la lógica de funcionamiento.

Se pueden adicionar pantallas personalizadas para interactuar

con el robot o su entorno a través del panel de mando portátil.

.

Panel de Mando Portátil

11/15/2016 7 INGENIERIA MAIER

El panel de operador móvil seleccionado es el MP277 de tipo

estándar. Por medio de su pantalla táctil, teclas programables

y pantalla LCD se realizar la interface del usuario con el

robot. Además incluye: pulsador de emergencia, dos

pulsadores principales, volante electrónico y llave selectora

de modos con llave extraíble. Tiene incorporado dos

pulsadores laterales en la parte trasera, que junto con el relee

de seguridad que se encuentra en el armario eléctrico proveen

el circuito de protección “Hombre Muerto”.

Para la programación de pantallas y variables relacionadas se

utilizó el programa WINCC. El mismo le permite además

adicionar a un programador, nuevas pantallas o variables,

adaptando el sistema a las necesidades particulares.

La incorporación en el sistema estándar de pantallas de

parámetros y ajuste de datos, permite adaptar el sistema tanto a

nivel mecánico como electrónico.

11/15/2016 8 INGENIERIA MAIER

Pulsador de

Hombre Muerto Pulsador de

Hombre Muerto

Selector de Modos

de Operación

Panel de Mando Portátil (detalle)

Pulsador de Emergencia Generador Manual

de Pulsos

Pulsador luminoso

para habilitación de

energía a los servos

Pulsador luminoso

comienzo / continuación

de ciclo automático

Al cambiar el modo de operación, aparecen automáticamente las pantallas correspondientes al modo seleccionado.

Soft Keys de Funciones

Soft keys y Teclas de operacion

11/15/2016 9 INGENIERIA MAIER

Los softkeys superiores se utilizan para seleccionar las distintas funciones del modo seleccionado.

Los softkeys generales aparecen en pantalla en función del modo en forma dinámica.

Las teclas F1, F2, F11 y F18 se utilizan para seleccionar grupos de funciones o subsunciones.

Las teclas F3 a F10 tienen una asignación dinámica en modo Manual.

Las teclas F12 a F17 tienen una asignación dinámica de sub funciones todos los modos de operacion.

Teclas de Sub funciones

Soft Keys Generales

Pantalla de Modo Manual

11/15/2016 10 INGENIERIA MAIER

Si la llave de Modos se encuentra hacia la izquierda, seleccionamos modo MANUAL. En este modo, el operador puede realizar movimientos de las articulaciones individuales o ejes o rotaciones en

diferentes sistemas de referencia a diferentes velocidades en modo JOG, desplazamientos en pasos variables, a

través del volante o desplazar el robot a posiciones fijas.

Se pueden registrar Puntos para ser utilizados en el programa, accionar los grippers y medición de herramientas.

Pantalla de Modo AUTO

11/15/2016 11 INGENIERIA MAIER

Si la llave de Modos se encuentra en la posición central, seleccionamos modo AUTOMATICO. El programa puede ser ejecutado en modos Test, Single o Continuo desde el panel, o por medio de señales de I/O

externas.

Descripción pantalla AUTO

11/15/2016 12 INGENIERIA MAIER

Soft Keys de Funciones

Area de Programas

Status y reloj

Informacion adicional

Teclas de Sub funciones

Funciones adicionales en Modo AUTO

11/15/2016 13 INGENIERIA MAIER

Info Alarmas

Velocidad y

Acceleracion

Contentenido

Registros Math

Posiciones

target y real

Status entradas

Status salidas

Busqueda Linea

Ejecucion ciclo

Pantalla de Modo EDIT

11/15/2016 14 INGENIERIA MAIER

Si la llave de Modos se encuentra hacia la derecha, seleccionamos modo EDICION.

En este modo se ingresa y editan los programa de trabajo del robot, ingreso de parámetros, visualización y

edición de registros de calculo, ingreso y edición de nombres simbólicos de I/O y puntos memorizados, etc.

Descripción pantalla EDIT

11/15/2016 15 INGENIERIA MAIER

Soft Keys Funciones

Info de Programa

Pagina/Cursor

Área de Instrucciones

Teclas de Edición

Área de Comandos

Teclas de Comandos

Selección de comandos

11/15/2016 16 INGENIERIA MAIER

Las teclas inferiores F11 a F18 se utilizan para seleccionar grupos de instrucciones

o instrucciones particulares para el armado del programa de trabajo del robot. Una

vez seleccionado el comando se despliegan los elementos propios de dicha

instrucción facilitando la configuración de la misma.

Comandos utilizados en la programación:

MOVE: Movimiento del robot de diferentes formas y sistemas de referencia.

AJMP: Saltos absolutos

CJMP: Saltos condicionados

MATH: Matemática de registros

OUTP: Comando de salidas de distinto tipo

WAIT: Comandos de espera con saltos condicionados

MESS: Mensajes

PREGM: Operaciones matemáticas con registros de posición

MACRO: Función enlatadas de comandos

MISC: Comandos Misceláneos

HELP: Help

Modo EDIT: Pagina de Parámetros

11/15/2016 17 INGENIERIA MAIER

Parámetros para el ingreso de la geometría del robot. (longitud de vínculos, desplazamientos, correcciones e

inversión de movimientos.

Diseño Eléctrico

11/15/2016 18 INGENIERIA MAIER

Los planos eléctricos fueron confeccionados en EPLAN.

Diseño Mecánico

11/15/2016 19 INGENIERIA MAIER

IM_ROBOT

11/15/2016 20 INGENIERIA MAIER

IM_ROBOT

11/15/2016 21 INGENIERIA MAIER

IM_ROBOT

11/15/2016 22 INGENIERIA MAIER

Presentación en stand SIEMENS FIMAQ 2016

11/15/2016 23 INGENIERIA MAIER

IM_ROBOT

11/15/2016 24 INGENIERIA MAIER

Para mayor información sobre el proyecto IM_ROBOT, contactarse con:

Ing. Ricardo R. Maier

Ingeniería MAIER

+549351 5745400

ingmaier@fibertel.com.ar

ingmaier@gmail.com

www.ingmaier.com

ARGENTINA

https://www.youtube.com/watch?v=b_erpQiPMew

( Brazo Electrónico Siemens)