2. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
GENERALIDADES.
El robot CRS F3 de THERMO fija un nuevo estándar para los robots “humano-escala”, entregando una
combinación de gran alcance de velocidad, de confiabilidad, de facilidad de empleo. Está constituido
por un brazo articulado de seis grados de libertad y de un de gran alcance, la unidad controladora
(controlador C500C), un programador manual o teach pendant, cables umbilicales y una computadora
personal.
FIGURA 1. Componentes del robot.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL CRS F3
Dentro de las principales características del CRS F3 tenemos que cuenta con 6 ejes, pesa 52 kg [115
lb], la carga que soporta es de 3 kg [6.6 lb], tiene un alcance de 710 mm [28 in.], la repetibilidad que
proporciona es de ± 0.05 mm [0.002 in.], su resolución es de 2048 pulsos por vuelta del motor, la
velocidad máxima que alcanza en una interpolación lineal es de 4 m/s, cuenta con un sistema de
impulso electromecánico, motores sin cepillo y encoders absolutos en cada eje, su transmisión es por
medio de impulsiones armónicas y tiene frenos en los ejes 1, 2, y 3.
3. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
FIGURA 2. Espacio de trabajo.
La nomenclatura básica del brazo puede establecerse como sigue: eje 1 como cintura o base, eje 2
como hombro, eje 3 como codo, eje 4 como antebrazo y muñeca; el eje 5 y 6 corresponden a la muñeca
del robot.
FIGURA 3. Articulaciones del robot.
4. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
Tabla 1. Límites de cada eje del brazo robótico.
ARTICULACIÓN. RANGO
Rotación de cintura o eje 1 180°
Rotación de hombro o eje 2 -135° a +45°
Rotación de codo o eje 3 135°
Rotación de muñeca o eje 4 180°
Cabeceo de muñeca o eje 5 135°
Balanceo de muñeca o eje 6 4096 vueltas.
CONTROLADOR C500C
Los tres modelos de robots de la marca THERMO / CRS cuentan para su control con el controlador
C500C (fig. 4) el cual se configura y calibra de acuerdo al tipo de robot que se va a manipular.
En el controlador se almacenan los datos de posiciones y programas, y a través de él se manipula el
robot usando los botones e indicadores de la parte frontal.
FIGURA 4. Controlador C500C
De igual forma también se encuentra el módulo de entradas y salidas de propósito general (GPIO).
5. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
TEACH PENDANT.
El programador manual o teach pendant es una herramienta para mover el robot, enseñar
posiciones, crear variables y correr programas. Una vez que la aplicación ya está indicada, por medio
de las variables aprendidas es posible guardar posiciones, iniciar variables, etc.
Características:
• Teclado el cual se describe a continuación.
• Teclas función.
Se asignan las teclas (F1 a F4), una función correspondiente. Por medio de cada una de
ellas se puede representar un menú diferente dependiendo de la aplicación.
• Teclas de ejes.
Se emplean para mover el robot.
• Teclas de movimiento
Tabla 2. Teclas de movimiento.
TECLAS FUNCIÓN
GRIP >< Sujetar gripper.
GRIP<> Soltar gripper.
HOME Mover cada eje a su punto de referencia.
LIMP ALL Liberar los ejes del motor.
NO LIMP ALL Colocar los frenos de cada motor.
READY Ir a la posición de origen.
SPEED UP Aumentar la velocidad.
SPEED DOWN Disminuir la velocidad.
MOVE Ir a una posición seleccionada.
• Teclas matriz
Tabla 3. Teclas matriz
TECLAS FUNCION
FIRST Selecciona el primer elemento.
LAST Selecciona el último elemento.
TYPE No usado.
UP Incrementa el índice.
DOWN Decrementa el índice.
6. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
FIGURA 5. Teach Pendant
Cada tecla de eje, de movimiento y de matriz también cuentan con letras o números. Estas teclas
representan:
Tabla 4. Teclas de entrada de datos
TECLAS FUNCIÓN
LETRAS
Se usan para crear variables o nombres de
aplicaciones y también para su búsqueda.
NÚMEROS
Para seleccionar un determinado índice de matriz
o crear una variable y especificar su tamaño.
SHIFT
Se usa con F1 para mostrar una bitácora de
errores.
• Interruptor de seguridad (Live – man –swich).
Este interruptor cuenta con tres posiciones. Cuando se oprime ligeramente, está habilitado el
movimiento. Si se presiona fuertemente o si se suelta está deshabilitado el movimiento.
7. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
Si se quiere manipular el brazo se debe presionar ligeramente el interruptor de seguridad ya que si se
quitara la condición de habilitar durante un movimiento provocaría la interrupción de la alimentación
del brazo y el robot se parará súbitamente.
• Parode emergencia.
Interrumpe la alimentación del robot.
• Pantalla.
Los diferentes menús son mostrados por medio de la pantalla. Por medio de las teclas función se puede
acceder. Por medio de la tecla ESC se va al menú anterior.
• Sonidos.
El programador manual está equipado con una pequeña bocina que es capaz de producir un sonido;
estos sonidos tienen los siguientes significados:
Tabla 5. Sonidos
SONIDO EVENTO
CORTO Y GRAVE Una tecla válida ha sido oprimida.
CORTO Y AGUDO Una tecla no válida ha sido oprimida.
TRES CORTOS Y AGUDOS Se ha inicializado una acción y necesita confirmación.
LARGO Y AGUDO Error.
• Botones de paro.
El Robot THERMO de pintura es el sistema con una considerable cantidad de botones de paro;
teniendo 6 botones distribuidos en cada uno de los dispositivos para la ejecución de su proceso.
Botón Ubicación.
1 A un costado de la puerta del Robot Thermo.
2 En el gabinete.
3 En el teach pendant.
4 En el controlador C500C.
5 En el Conveyor de carga al Robot Thermo.
6 En Conveyor de descarga del Robot Thermo,
8. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
TIPOS DE MOVIMIENTO
Para mover el robot es necesario especificar el tipo de movimiento y el sistema de coordenadas. Entre
los tipos de movimiento tenemos:
Sistema de coordenadas tipo “Joint”. Se mueve cada eje en forma independiente sin interpolar.
Cuando se inicia el robot y no está en su posición de origen, es el único sistema al que se
puede acceder a una velocidad no mayor del 10%.
Sistema cartesiano tipo “World”. Toma como origen el centro de la base del robot. Interpola
los tres primeros ejes.
Sistema cilíndrico tipo “Cyl”. Este sistema solo se puede usar desde el teach pendant. Asigna al
primer eje como un eje rotacional, al segundo como un eje radial y al tercero como una
elevación. Estos tres ejes interpolan. Los siguientes ejes mueven a los ejes de las muñecas.
Sistema de coordenadas tipo “Tool”. Toma como referencia el gripper, así que el sistema sigue
siempre la posición y dirección de la muñeca.
LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN.
Para hacer comunicación con el CRS F3 se utiliza el software ROBCOMM3 y este utiliza el lenguaje
RAPL-3 (Robot Automation Programming Language), que es un tipo de programación muy parecido al
BASIC y fue introducido en 1993
La estructura de un programa en RAPL 3, muy aparte de las subrutinas, puede ser dividido en tres
partes: configuración, preparación y el cuerpo del programa.
• La configuración consiste en declarar las variables con las que trabajaremos.
• La preparación deja al robot listo para trabajar. Esto es, llevar a una velocidad
precautoria a la posición de ready, limpiar los puertos de salida, dar a las variables de
trabajo el valor predeterminado etc.
• El cuerpo del programa es donde se aplicaran las variables y constantes de trabajo junto con la
ruta de programación apropiada, a la par con los puntos enseñados.
A continuación se enlistan los principales comandos y estructuras utilizadas en RAPL3 para el CRS F3.
9. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
Tabla 6. Comandos y estructuras.
COMANDO ACCION
MAIN
Declaración de inicio del programa
Main
END MAIN
Declaración de fin de programa
End main
CLOC
Posición cartesiana. Se declara el tipo de posición a utilizar.
Así mismo se declaran el número de posiciones a utilizar y el nombre de la cadena.
Cloc [20]a
PLOC
Posición de precisión. Declara el tipo de posición a utilizar, así mismo se declaran el
número de posiciones [10] a utilizar y el nombre de la cadena, “a”
Ploc[10]a
TEACHABLE
Declaración de una variable que se enseña al programa
Teachable ploc [10]a
INT
Tipo de variable entera
Int variable.
Int va, vm, vb.
En este ejemplo se declaran los nombres de las variables para manejar tres tipos de
velocidad siendo va = velocidad alta, vm= velocidad media y vb= velocidad baja.
FLOAT
Tipo de variable flotante
Float
STRING
Tipo de variable String
String.
READY
Posición inicial del robot o posición absoluta.
Ready ()
MOVE
Mueve el brazo a la posición especificada por la variable de posición. El movimiento
es realizado en forma de interpolación lineal.
Ejemplo:
Move (a[5]) mueve el brazo a la posición 5 en la cadena “a”
FINISH
Espera a que el robot deje de moverse para realizar el siguiente comando.
Finísh()
10. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
Tabla 6. Comandos y estructuras.
COMANDO ACCION
SPEED
Declaración de la velocidad de operación del robot en %
Speed (40)
DELAY
Pone el programa en estado de espera durante un tiempo determinado en
milésimas de segundo.
Delay (5000) espera 5 segundos.
GOTO
Es una instrucción de salto incondicional hacia una etiqueta declarada.
Ciclo::
**
**
**
Goto ciclo
LOOP,
END LOOP
Esta instrucción se utiliza para realizar una función una vez tras otra, este ciclo no
se rompe a menos que dentro de este ocurra un salto fuera de Loop.
Para terminar el comando se escribe End Loop y para terminar el ciclo hay que
presionar en el teclado ctrl+K
Loop
Move (a)
Move (b)
End Loop
IF,
END IF
Esta instrucción es utilizada como una condición, aquí se compara una variable y
si el resultado es verdadero, el robot lee las líneas entre el “if” y el “end if”
Int contador
If contador = 5
Move (a)
Move(b)
End if
WHILE
Esta instrucción también es para la comparación de una variable, la diferencia con
el if es que mientras la condición sea verdadera, queda enciclado entre “while” y
“end while”.
Int contador
While (contador =5)
Move (a)
Move (b)
Contador = 1+1
End while
11. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
Tabla 6. Comandos y estructuras. (Continuación)
COMANDO ACCION
DO
Funciona prácticamente igual que while, cicla mientras su función sea verdadera. La
diferencia es que Do primero realiza y después compara, al contrario que while.
Int. Contador
Do
Move (a)
Move(b)
Contador = Contador +1
Until contador >5
FOR
Se usa para crear ciclos controlados en número, en este caso usamos una variable
entera “x”. Al inicio del ciclo establecemos de dónde a dónde debe contarse.
Int. X
Ploc posición [120]
For x=1 to 100 step 10
Move posición [x]
End for
PRINTF
El comando nos permite desplegar mensajes en la pantalla
Printf (“inicio”)
GRIPPER
OPEN
Suelta la herramienta
Grip_open()
GRIPPER
CLOSE
Sujeta la herramienita
Grip_close()
PENDANT Estado en la Terminal, se envía el control al teach pendant
ASH Muestra el directorio de programas
REFRESH Este comando ejecuta las modificaciones hechas al programa
RUN Ejecución del programa
EXIT Sale de la aplicación en curso.
OUTPUT Habilita el estado de una salida
INPUT Verifica la señal de entradas.
12. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
PRÁCTICA
(1, 2 Y 3)
OBJETIVO:
Obtener los conocimientos necesarios del robot F3 CRS de Pintura; movimientos, programación,
posicionamiento sujeción de las herramientas y el razonamiento del lenguaje que se maneja para poder
realizar programas y enseñar diversos puntos que nos darán la secuencia requerida.
REPORTE DE LA PRÁCTICA
Para poder realizar cada práctica en el laboratorio, debe elaborar previamente, consultando la
información del libro, un reporte cuyo requisito será redactar a mano el desarrollo de la práctica, así
como elaborar los ejercicios preliminares para acceso al LPAIC.
Los puntos a desarrollar en su reporte son los siguientes:
1. Portada: nombre de la práctica, nombre del alumno y del profesor, grupo y fecha.
2. Objetivo
3. Introducción.
• Diagrama de flujo de la práctica (procedimiento paso a paso desde el encendido hasta el
apagado de equipo).
4. Generalidades
• Elaborar un resumen de las generalidades del equipo.
• Describir los elementos que conforman el sistema
• Investigar y mencionar las medidas de seguridad que son requeridas para trabajar con el
equipo además de las que aquí se mencionan.
5. Bibliografía consultada.
INTRODUCCIÓN:
El robot CRS F3 de THERMO es un sistema constituido por un brazo manipulador, con dos
herramientas intercambiables como son: una pinza de sujeción y una boquilla de pintura, un
controlador o unidad motora, una caja de enseñanza (Teach pendant) y una computadora personal.
Este elemento es muy importante en un sistema de mano factura ya que nos ayuda al momento de
querer implementar una diseñado para adaptarse a un amplio rango de aplicaciones e interactuar con
otras máquinas, permite el cambio de herramienta o dispositivo y en este caso lo tenemos dentro de una
célula de pintura.
13. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
La robótica industrial se basa en un método conocido como programación gestual que implica llevar al
robot a una serie de locaciones conocidas como “puntos” para eventualmente escribir un programa
donde estos puntos son utilizados, en conjunción con la estructura del programa y sus entradas y salidas
para que el robot realice una rutina específica.
EQUIPO:
• Robot THERMO CRS F3.
• Controlador C500C
• Teach Pendant
• PC personal.
IMPORTANTE:
Antes de iniciar con el desarrollo de la práctica, se deberán tener en cuenta las siguientes medidas de
seguridad:
1. El robot tiene seis grados de libertad; por lo que no se deberá invadir el área de trabajo del mismo,
además de tener cuidado de no colisionarlo contra sus protecciones.
2. La carga máxima que soporta el robot es de 3Kg.
DESARROLLO:
1. ENCENDIDO DEL EQUIPO.
1.1 Encender los reguladores del equipo.
1.2 Acceder a la Terminal del equipo.
• Encender computadora y acceder al programa ROBCOMM3 desde el icono que se
encuentra en el escritorio
• Acceder a la Terminal presionando el icono terminal:
1.3 Encender gabinete.
• Retirar paro de emergencia del gabinete, puerta y conveyor
• Girar la perilla de arranque a posición de encendido.
• Presionar el botón de encendido (botón verde).
1.4 Encender el controlador.
14. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
• Liberar el paro de emergencia del controlador y el teach pendant.
• Presionar interruptor de encendido y esperar 5 segundos.
• Presionar el botón ARM POWER.
• Verificar en la Terminal el proceso de encendido de nuestro brazo. Con esto nos aseguramos
que exista comunicación entre ellos.
Nota: Si no fue posible habilitar el brazo, se recomienda revisar los paros de emergencia del equipo y
de la puerta de la celda de pintura.
Este brazo no requiere de calibración ya que detecta su posición automáticamente. Su posición de
origen (donde deberá de encontrarse al inicio y al final de cada práctica) es conocida como posición de
READY.
Si por algún motivo el robot no se encontrara en su posición de origen, se llevará a READY de la
siguiente manera:
• Una vez encendido el brazo esperar que en el teach Pendant aparezca la siguiente leyenda:
MAIN MENU
• Seleccionar moth presionando F2
1app 2moth
• Presionar en el teach pendant el botón de READY y el interruptor de seguridad hasta que el
THERMO / CRS F3 llegue a su posición de origen.
2. ELABORACIÓN DEL PROGRAMA.
Es importante que antes de mover el brazo se haya elaborado el programa a ejecutar, ya que de esta
forma se declararan cada una de las variables y movimientos que realizará el robot.
2.1 Mandar el control del teach pendant a la computadora.
• Se presiona “ESC” hasta que aparezca la leyenda :
Terminate pendant and release robot control?
Y confirmar con F1
2.2 Crear una aplicación.
15. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
• De la ventana de ROBCOMM3, de la barra de comandos seleccionar “Aplication” y a
continuación New App”
• Aparece una ventana llamada “New Aplication Configuration”, en ella se le dará nombre a
la aplicación con extensión “app”.
• Del menú “File” se selecciona New para abrir el editor del programa. Enseguida aparecerá
“Editor de programa #1” y se guardara con el mismo nombre que se le dio a la aplicación
cambiando su extensión por “r.3”.
• Para guardarlo, del menú File, se selecciona “Save As” y se le da el nombre.
Es vital que el nombre de la aplicación sea el mismo del programa principal.
• Se comprueba que se este en la aplicación que se creo seleccionando de la barra de comandos
Aplicattion y posteriormente Setup.
16. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
2.3 Generar código del programa.
Esto sirve para definir las variables del programa y posteriormente grabar los movimientos requeridos.
Se realizará una rutina en donde el robot realice una secuencia de 4 puntos y aumente su velocidad,
realice la misma secuencia de puntos y vuelva a aumentar su velocidad. Así sucesivamente y cuando
llegue a su máxima velocidad, vuelva a comenzar desde el principio. Y despliegue en la pantalla cada
vez que cambie de velocidad.
• En el editor del programa se tecleara el siguiente código:
main
teachable ploc [10]a
teachable ploc [10]b
teachable ploc [10]c
teachable ploc [10]pinta
teachable ploc [10]pinza
int n
int baja, media
int in, neuma
int done
media=30
baja=15
done=7
in=4
neuma=6
for n=1 to 16
output (n,0)
output (neuma,0)
output (in,0)
ready()
delay (10)
end for
printf("Tomar la pinzan")
speed (baja)
21. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
finish()
grip_close()
move(pinza[3])
move(pinza[2])
move(pinza[1])
move(pinza[0])
output(done,1)
ready()
printf("Fin de programan")
end main
2.4 Compilar.
Aquí se revisa la sintaxis del programa así como el uso correcto de las variables.
• Se compila el programa presionando el icono
2.5 Transferir.
• Ya que se ha revisado el programa, es enviado al controlador, por medio de la aplicación;
para esto se presiona el icono:
2.6 Llamar programa desde la terminal.
• En la terminal se teclea el comando “ash” y aparecerán todos los programas disponibles.
• Se escribirá el nombre del programa.
2.7 Enviar control al Teach pendant.
• Desde la terminal se teclea “pendant” y el teach recupera el control.
Ahora se puede manipular el robot con el teach.
2.8 Enseñanza de la trayectoria al robot.
Se realizará punto por punto, en esta ocasión se grabaran 4 movimientos.
• Una vez que se tiene el control en el teach pendant, en su pantalla se observa el nombre de la
aplicación y la opción 1Edit y la 2Run. Se selecciona de este la opción F1 (EDIT)
• Del menú que aparece se selecciona VAR para seleccionar la variable con la que se va a
trabajar. ( en este caso “a”)
22. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
• Presionar SEL y con ayuda de F2 y F3 elegir la localidad de la variable. Como localidad se
refiere a los puntos de “a” (0, 1, 2 y 3 para este caso).Como primer localidad se seleccionará la
Número 0
• Una vez encontrada la localidad que deseamos, presionaremos F1 (SEL) para seleccionarla.
• Presionando ligeramente durante todo el proceso el interruptor de seguridad se llevara al robot a
su primer punto.
• Una vez que se llevo al robot al punto deseado, se selecciona TCH (F1) que es “enseñar punto”
y se confirma con, YES (F1)
• Presionar ESC para regresar al menú de selección de la variable.
• De igual forma que en el primer punto se presiona F1 (SEL) y con ayuda de F2 elegir la
localidad de la variable que para este caso será la 1.
• Una vez encontrada la localidad que deseada, presionar F1 (SEL) para seleccionarla.
• Presionando ligeramente durante todo el proceso el interruptor de seguridad se llevara al robot a
su primer punto.
• Una vez que se llevo al robot al punto deseado, seleccionar TEACH (F1) que es “enseñar
punto” y confirmar.
• Presionar ESC para ir a la siguiente variable.
• Se hace lo mismo para los movimientos restantes.
2.9 Una vez que se han grabado las posiciones, comprobar los puntos que se han enseñado al robot
siguiendo los siguientes pasos:
• Presionar ESC hasta llegar al menú de nuestra aplicación.
• Selección de la variable. Del menú que aparece seleccionar VAR para seleccionar la variable
con la que se va a trabajar. ( en este caso “a”)
• Presionar SEL y con ayuda de F2 elegir la localidad de la variable. Como primer localidad se
seleccionará la Número 0
• Una vez encontrada la localidad que se desea, presionar F1 (SEL) para seleccionarla.
• A continuación localizar en el teach pendant la tecla (MOVE) y presionando ligeramente
durante todo el proceso el interruptor de seguridad y la tecla MOVE llevar al robot a su primer
punto.
23. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
• Ya que nuestro robot llegó a su primer punto presionaremos ESC para regresar al menú de
selección de nuestra variable.
• De igual forma que en el primer punto presionamos SEL y con ayuda de F2 elegimos la
localidad de la variable que para este caso será la 1.
• Una vez encontrada la localidad que deseamos, presionaremos F1 (SEL) para seleccionarla.
• A continuación localizaremos en el teach pendant la tecla (MOVE) y presionando ligeramente
durante todo el proceso el interruptor de seguridad y la tecla MOVE llevaremos a nuestro robot
a su primer punto.
• Para las variables restantes se repiten los puntos anteriores.
• Una vez que hemos comprobado la trayectoria de nuestro robot, regresaremos el control a la
Terminal (la computadora) presionando ESC hasta que aparezca la leyenda:
Terminate pendant and release robot control?
Y confirmar con F1
• En la terminal teclearemos “REFRESH” para actualizar nuestro programa.
3. EJECUTAR EL PROGRAMA.
Para correrlo desde la terminal teclearemos “run”
Para interrumpir el programa o salir del modo RUN, con el control en la Terminal se tecleará Ctrl.Z
Nota: para hacer cualquier movimiento del robot después de ejecutar el programa es necesario sacar al
robot del modo Run para lo cual se presionará PAUSE / CONTINUE desde el controlador.
4. APAGADO DEL EQUIPO.
4.1 Mandar el brazo a su posición de origen.
• Presionar en el teach pendant el botón de READY y el interruptor de seguridad hasta que el
THERMO / CRS F3 llegue a su posición de origen.
4.2 Salir de la aplicación tecleando en la terminal el comando EXIT y confirmar.
4.3 Cerrar aplicación y editor.
• Seleccionamos Application / Close App
24. ROBOT
PRÁCTICAS DEL
• Cerramos el editor seleccionando FILE / CLOSE
4.4 Cerrar el programa ROBCCOM3 y apagar computadora.
4.5 Apagar controlador.
• En el controlador presionar el botón de HOME y sin soltar después de dos segundos
presionar el botón PAUSE / CONTINUE, soltamos PAUSE / CONTINUE y después
HOME.
• Esperamos que en la pantalla del controlador nos aparezca el siguiente mensaje:
C500C CROS System halted
Y presionamos el interruptor de encendido del controlador.
4.6 Apagar gabinete.
• Presionar el botón de apagado (botón negro).
• Girar la perilla de arranque en posición de apagado (hacia arriba).
4.7 Apagar reguladores.
5. Terminar su reporte y entregarlo a su profesor.