Ciros Robotics Manual Es

CIROS® Robotics Instrucciones de uso

572754 ES 01/2010

Nº de art.: Edición: Autores: Artes gráficas: Maquetación:

572754 01/2010 U. Karras U. Karras 01/2010, S. Durz

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Nota Se sobreentiende que el uso de términos en género masculino (por ejemplo, estudiante, instructor, etc.) incluye también los correspondientes términos de género femenino. Se prescinde de la alusión explícita a los dos géneros únicamente con el fin de no complicar la formulación de las frases y facilitar la lectura.

Índice

1. 1.1 1.2 1.3 1.4

Introducción ______________________________ ________________________________________ __________ 5 ® El sistema de simulación 3D CIROS _____________________ _____________________ 6 Sumario________________________________ ____________________________________________ ____________ 7 Requerimientos del sistema ___________________________ ___________________________ 8 Instrucciones de instalación ___________________________ ___________________________ 8

2. 2.1 2.2 2.3 2.4

Concepto de CIROS® Robotics __________________________ __________________________ 9 Concepto didáctico_______________________________ ___________________________________ ____ 9 Enfoque y objetivos didácticos ________________________ ________________________ 11 Aprendizaje con células de trabajo virtuales _____________ 13 Las células de trabajo ______________________________ ________________________________ 23

3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

Manejo ________________________________ ___________________________________________ ___________ 33 ® Ayuda de CIROS ________________________________ ___________________________________ ___ 33 ® CIROS Robotics______________________________ ____________________________________ ______ 34 Interface de usuario de CIROS® ________________________ ________________________ 38 Tipos de ventanas _______________________________ __________________________________ ___ 40 Desplazamiento de cámara ___________________________ ___________________________ 44

4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Programación ________________________________ ______________________________________ ______ 48 Programación tipo teach-in del robot ___________________ ___________________ 48 Ejemplo: programación de una célula de trabajo __________ 56 Impresión del proyecto ______________________________ ______________________________ 66 Descarga en un control de robot Mitsubishi ______________ 67 Asistente de proyectos______________________________ ________________________________ 67

5. 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Simulación _______________________________ ________________________________________ _________ 73 Ejemplo: simulación de una célula de trabajo ____________ 73 Simulación de sensores ______________________________ ______________________________ 77 Simulación de PLC _______________________________ __________________________________ ___ 78 Selección del control _______________________________ _________________________________ 78 Ajustes ________________________________ ___________________________________________ ___________ 80

6. 6.1 6.2 6.3

Modelado _________________________________ _________________________________________ ________ 84 Jerarquía de modelos _______________________________ _________________________________ 84 Model Explorer _______________________________ _____________________________________ ______ 85 Ejemplo: modelado en una célula de trabajo _____________ 90

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1. Introducción

Bienvenido a la versión 1.1 de CIROS® Robotics. Las novedades incluidas en esta versión son la detección de colisiones (véase el capítulo 5.1) y el modelado de piezas a manipular en las estaciones de robot MPS. Además, se han efectuado las adaptaciones correspondientes para utilizar el software en Windows7®. CIROS® Robotics es un entorno virtual de aprendizaje de robótica. La simulación realista de un entorno de trabajo en 3D permite desarrollar paso a paso desde una aplicación de robot muy sencilla hasta editar células robotizadas de gran complejidad. El entorno virtual de aprendizaje se compone de: Entorno de programación y de simulación para células robotizadas predefinidas correspondientes a aplicaciones industriales típicas. Robotics Assistant: un tutorial on-line con amplio contenido multimedia sobre robótica. Robotics Assistant no es un programa CBT (Computer Based Training aprendizaje asistido por ordenador), sino un versátil sistema de información multimedia. Los instructores pueden utilizarlo como ayuda para diseñar el curso y los alumnos pueden emplearlo de modo autodidacta. El método de aprendizaje queda a su elección. La biblioteca integrada de células robotizadas predefinidas de CIROS® Robotics permite iniciarse en el mundo de la robótica en diferentes niveles de dificultad. Esta biblioteca incluye gran cantidad de ejemplos de células robotizadas industriales típicas con su descripción del funcionamiento y su documentación técnica. Cada célula dispone de una aplicación de ejemplo con su programa completo y numerosas indicaciones sobre cómo implementar la aplicación. En la instalación, el usuario decide si deben instalarse las soluciones a los ejemplos. Además, el usuario puede desarrollar muchas otras propuestas de tareas para una de las células de robot predefinidas y editarlas a continuación.


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1. Introducción

La biblioteca de las células robotizadas se estructura como se indica a continuación: Modelos de introducción. Estaciones de robot MPS. Estaciones de robot iCIM. Aplicaciones especiales de robot. Instalaciones de producción. En el entorno de aprendizaje de CIROS® Robotics puede accederse de varias maneras a la ayuda de manejo de CIROS®. La ayuda on-line de CIROS® se basa en el estándar de formato de ayuda HTML de Windows y requiere la versión 5.0 o superior de Internet Explorer de Microsoft. El sistema de ayuda ha sido creado con Help&Manual, de modo que puede ser ampliado por el usuario. Invitamos a todos los usuarios y usuarias a contribuir con críticas y sugerencias para seguir mejorando CIROS® Robotics. También estamos a su disposición para aclarar cualquier duda en esta dirección de correo electrónico: [email protected] En nuestra línea directa le atenderemos con mucho gusto para resolver cualquier duda surgida durante la instalación o el funcionamiento de CIROS® Robotics.

1.1 El sistema de simulación 3D CIROS®

CIROS® es un sistema de simulación 3D industrial para los sistemas operativos de PC Windows 2000®/XP/VISTA®/Windows7®. CIROS® permite planificar células de trabajo basadas en robots, comprobar la accesibilidad de todas las posiciones, desarrollar programas de robot y de control y optimizar la configuración. Pueden simularse todos los desarrollos del movimiento y los procesos de manipulación para evitar colisiones y mejorar los tiempos de ciclo. Las ampliaciones de modelado de CIROS ® permiten confeccionar células de trabajo a partir de componentes de la biblioteca, como máquinas, robots, herramientas, cintas transportadoras, almacenes, etc. También es posible construir algunos componentes propios de células e importar partes de modelos y herramientas de otros sistemas CAD.

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1. Introducción

1.2 Sumario

La interface de usuario se describe en detalle en el capítulo 3. La estructura de la biblioteca de las células de trabajo robotizadas se explica en el capítulo 2.4. Para trabajar con los modelos, se diferencia entre modelo de referencia y modelo de usuario. El modelo de referencia es de sólo lectura y no puede modificarse. De este modo, el usuario puede abrir y visualizar las células de trabajo originales en cualquier momento. También es posible abrir la célula de trabajo en cualquier otro directorio para editarla y guardar los datos en este emplazamiento. Véase el capítulo 3.2 para obtener información más detallada. Todas las listas de posiciones y programas pueden abrirse, editarse y guardarse con un editor de textos. CIROS® Robotics también dispone de una completa función de impresión que permite imprimir proyectos enteros. En la documentación de la mayoría de las células robotizadas se ha introducido una sección nueva denominada Coordenadas. En esta sección figuran las dimensiones de los componentes a fin de facilitar la creación de tareas adicionales y simplificar la modificación de la configuración de las células. Observe que las modificaciones en la configuración de las células en CIROS® Robotics son de carácter transitorio y que no pueden guardarse. El concepto de la Automation Suite ofrece una gran variedad de nuevas opciones al respecto. La Automation Suite incluye todos los entornos virtuales de aprendizaje y la nueva herramienta de desarrollo CIROS® Studio, que sucede a la versión CIROS® Professional. En CIROS® Studio pueden editarse y modificarse todas las células robotizadas y habilitarse para utilizar con la versión de Robotics correspondiente. Además, el usuario puede añadir tantas células de trabajo nuevas a la biblioteca de Robotics como desee. La licencia se adjudica con un dongle USB. El dongle puede modificarse on-line.


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1. Introducción

1.3 Requisitos del sistema

Configuración mínima PC con sistema operativo Windows 2000 ®/XP®/VISTA®/Windows7®; versión 5.0 o superior de Internet Explorer de Microsoft. Pentium IV a 1 GHz. 512 MB de memoria principal. 5 GB de memoria disponible en el disco duro. Tarjeta gráfica con aceleración 3D compatible con Open-GL: 128 MB RAM. Pantalla: 17” con resolución de 1024 x 768 píxeles. Unidad de DVD-ROM. Puerto USB.

Configuración recomendada PC con sistema operativo Windows 2000 ®/XP®/VISTA®/ Windows7 ®; versión 5.0 o superior de Internet Explorer de Microsoft. Intel Core Duo a 2,2 GHz. 1 GB de memoria principal. 10 GB de memoria disponible en el disco duro. Tarjeta gráfica NVIDIA 7800GTX: 512 MB RAM. Pantalla: 19” con resolución de 1280 x 1024 píxeles. Unidad de DVD-ROM. Puerto USB. Puerto Ethernet para conectar con un servidor de licencias. Acceso a Internet. Cliente de correo electrónico con cuenta de correo electrónico en el ordenador para realizar on-line una actualización del dongle.

1.4 Instrucciones de instalación

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Por la compra de CIROS® Robotics se obtiene un DVD, una guía de instalación, el presente manual y un dongle USB. Para instalar no se requiere el dongle, éste sólo es necesario para iniciar el software. Para obtener más información, véase la guía de instalación.


2. Concepto de CIROS® Robotics

2.1 Concepto didáctico

El programa CIROS® Robotics nace como un entorno de aprendizaje abierto. ¿Qué es un entorno de aprendizaje abierto? Un entorno de aprendizaje abierto es un enfoque pedagógico de influencias constructivistas que incluye diversas herramientas de trabajo, p, ej., principios básicos, glosarios y simulaciones, para combinar y utilizar libremente en función de los conocimientos que se desee adquirir. El concepto de aprendizaje abierto también lo hemos aplicado a la estructuración de los principios básicos, cuyo tema central gira en torno a la robótica, de ahí la denominación “Robotics Assistant”. No se trata de un CBT ni de un WBT (web-based training - aprendizaje en línea), sino de un sistema de gestión del conocimiento y de la información multimedia e interactivo. Para la enseñanza se emplean medios diferentes: Textos (conceptos, explicaciones, directivas, ejemplos, etc.). Gráficos. Vídeos y animaciones, vinculados entre ellos mediante hipervínculos. El Robotics Assistant ofrece diferentes posibilidades para realizar búsquedas específicas de la información: Búsqueda mediante introducción de términos o de temas. Navegación por el árbol del programa. Lista de temas seleccionados. Además, puede imprimir en cualquier momento la información seleccionada.


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¿Por qué hemos optado por el concepto de aprendizaje abierto para la enseñanza? Porque consideramos que la adquisición del conocimiento y de la información no son un fin en sí mismos, sino una condición indispensable para poder resolver problemas. Nuestro método gira en torno a la ejecución de proyectos y al planteamiento de problemas, de modo que para poder resolver los ejercicios planteados es necesario ampliar conocimientos previos. En la sociedad tecnológica actual, un eje importante de la formación es la adquisición de información y de conocimiento a través de modernos métodos desarrollados por la industria del software. Otro concepto didáctico consiste en preparar entornos virtuales de trabajo mediante la simulación de células robotizadas. El entorno se visualiza en 3D para generar recreaciones lo más realistas posibles. Las posibilidad de experimentar con las células de trabajo permite familiarizarse con la experiencia de trabajar en la instalación real y practicar y afianzar los conocimientos. La experimentación con la célula de trabajo permite transformar el conocimiento teórico en competencias prácticas. Las células de trabajo proporcionan una plataforma adecuada para aprender probando (funciona, no funciona, funciona de modo más eficiente, etc.) en diferentes niveles de dificultad. Al preparar la puesta en funcionamiento de una célula robotizada, primero tendrá ocasión de estudiar y entender la estructura y el comportamiento de movimiento de distintos sistemas robotizados sin entorno de trabajo. Véase el capítulo 4.

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2.2 Enfoque y objetivos didácticos

La robótica es una tecnología fascinante a la par que compleja. Aquí nos limitaremos a describir el campo de los sistemas robotizados industriales, es decir, no trataremos el tema completo de la “robótica móvil”.

Destinatarios y requerimientos

Nuestra formación está dirigida a la capacitación profesional en las áreas siguientes: Ingeniería mecatrónica. Cualificación profesional en diferentes especialidades de la ingeniería del metal y de la electricidad. Tecnología de la información. Asimismo, está dirigida a la formación en escuelas politécnicas superiores y en universidades. Se presupone que tanto el instructor como el alumno disponen de conocimientos a nivel usuario del entorno Windows. Para iniciarse en el campo de la robótica, el alumno debe disponer de determinados conocimientos básicos. El Robotics Assistant proporciona amplios conocimientos básicos sobre el tema de robots industriales, véase el apartado anterior 2.1. El Robotics Assistant le permite al alumno adquirir conocimientos básicos de manera autónoma y selectiva a fin de: Prepararse para resolver problemas. Documentarse durante la fase de solución del problema y, si fuese necesario, imprimir información complementaria. Además, ofrecemos al instructor la posibilidad de utilizar el Robotics Assistant como complemento multimedia en la programación didáctica. CIROS® Robotics presta una valiosa ayuda desde la fase inicial para estructurar de modo flexible las bases teóricas para procesos posteriores. Recomendamos incluir como mínimo los siguientes temas de Robotics Assistant en el curso de iniciación: Definición de robots y sus características. Configuración de los robots, con subapartados sobre hardware, tipología y seguridad laboral. Lenguajes de programación de robots.


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El alumno, al trabajar con numerosas células robotizadas virtuales, tiene la ocasión de probar, analizar y poner en práctica en un entorno realista lo que haya leído o escuchado. Somos conscientes de que una célula virtual no puede transmitir todos los aspectos tecnológicos. En esta simulación no se tratan aspectos relacionados con la técnica de accionamiento, la precisión ni la dinámica, de ahí que ofrezcamos para alguna células el entorno hardware correspondiente: BP70. MPS® RobotStation. MPS® RobotAssembly Station. MPS® PunchingStation. Estación de robot con torno y fresadora y con el robot Mitsubishi RV-2AJ en un eje lineal: microFMS, modelo MTLR 10. Montaje de un conjunto de escritorio con sistema de visión con diferentes tipos de robots Mitsubishi. iCIM Station Assembly RV-1A: iCIM Station Assembly RV-3SB. iCIM Station Assembly RH5AH55. Estación de robot con torno: iCIM Station Turn55. Estación de robot con fresadora: iCIM Station Mill55. Sistema FMS: iCIM Station Mill and Turn RV-3SB. Con estas células puede crearse un entorno de aprendizaje óptimo que conste de: Una célula robotizada real, como mínimo. Un puesto de trabajo (puesto para el instructor) con una CIROS® Automation Suite. Licencia de CIROS® Robotics para todos los alumnos.

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Así, todos los alumnos pueden cargar su programa en el control de robot de la célula real y realizar una puesta en funcionamiento y ejecutar la solución a un problema (previamente probada en la simulación) en el sistema real.

2.3 Aprendizaje con células de trabajo virtuales

Las células de trabajo virtuales crean un entorno de experimentación que permite al alumno adquirir y asimilar conocimientos básicos. A su vez, son el punto de partida para estudiar planteamientos y problemas nuevos, es decir, ampliar conocimientos. Mediante un explorador (véase la figura siguiente) se tiene acceso directo a todas las células de trabajo virtuales. Al seleccionar una célula de trabajo en el árbol del explorador, se accede a la documentación de la misma.

Fig. 2.1: documentación de las células modelo


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Con el ratón puede seleccionarse un vídeo con un ejemplo de la secuencia de simulación de la célula de trabajo correspondiente. Así, el alumno obtiene una ayuda visual en cuanto al funcionamiento de la célula de trabajo. Puede visualizarse la siguiente información adicional: Contenido didáctico A modo de ejemplo hemos reunido aquí los contenidos didácticos más significativos para esta célula de trabajo. En función del planteamiento del ejercicio también se pueden tratar otros contenidos didácticos de la célula robotizada seleccionada. Función de la célula de trabajo En esta sección se ofrece un descripción del funcionamiento de la célula, que a su vez es la base para plantearse uno mismo nuevos ejercicios. Componentes de la célula de trabajo Esta sección incluye un resumen de la documentación técnica de los principales componentes la célula. Coordenadas En esta sección se recogen las coordenadas de los componentes de la celda, véase la figura siguiente. Modificando estas coordenadas puede diseñarse con facilidad un ejercicio nuevo.

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Fig. 2.2: coordenadas de los componentes del modelo

Enlaces E/S de la célula de trabajo Aquí encontrará una lista de asignaciones comentadas de las entradas y salidas del control de robot y, en caso necesario, de un control de PLC. Programación Se explica la estructura del programa de ejemplo y se ofrecen indicaciones e hipervínculos útiles relacionados con la elaboración del programa.


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Además de los hipervínculos disponibles, puede hacer uso en cualquier momento de la ayuda del explorador del asistente o de las funciones Index o Search para buscar definiciones de términos o principios básicos que le resulten imprescindibles para trabajar en la tarea planteada.

Célula de iniciación

¿Con qué célula debería comenzar? Si no dispone de conocimientos previos, recomendamos los modelos “FirstSteps” y “NextSteps”. En la célula de trabajo se cogen de una mesa simples piezas a manipular en forma de bloque, se transportan a un palet y, por último, se colocan en un segundo palet. En la célula de trabajo “NextSteps” existe una placa de cristal entre los palets, por lo tanto, es necesario añadir una posición de desvío para impedir que se produzcan colisiones durante el movimiento Pick & Place. Puede escoger entre las células con el robot Mitsubishi RV-2AJ o el modelo anterior RV-M1 y programar el RV-2AJ con el moderno lenguaje de programación de robots Melfa Basic IV. Sin embargo, para el modelo más antiguo RV-M1 únicamente puede utilizar el lenguaje de comandos “Movemaster Comand” (MRL). Le recomendamos que no utilice el modelo RV-M1, salvo en aquellos casos en que el entorno de hardware esté formado por robots RV-M1. Si en su laboratorio dispone de un robot Kuka, ABB o Fanuc, como célula de iniciación alternativa ofrecemos los modelos “Pick & Place ABB”, “Pick & Place FANUC” y “Pick & Place KUKA”. Antes de confeccionar un programa de robot, debe aprender primero a mover el robot y a manejar las pinzas. El robot puede moverse en diferentes sistemas de coordenadas: Coordenadas de ejes. Coordenadas universales. Coordenadas de la herramienta.

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Los diferentes sistemas de coordenadas pueden visualizarse en la ventana de trabajo, véase el capítulo 3.4. Los robots se mueven con el denominado panel de teach-in. En la simulación se representa una unidad de control con la ventana del panel de teach-in (véase 3.4.), con la que también se pueden abrir y cerrar las pinzas. Intente, p. ej., mover el robot para que agarre una pieza con las pinzas únicamente modificando las coordenadas de ejes.

Navegación en 3D

La navegación en 3D en la célula de trabajo supone un problema adicional, puesto que la representación de la célula varía en función del punto de vista: Desde arriba o desde los laterales derecho o izquierdo. Desde el frente o desde atrás. Desde lejos o cerca. Tenga en cuenta que para orientarse sin dificultades en un espacio tridimensional necesita como mínimo dos planos diferentes. CIROS ® Robotics permite visualizar tantos planos como desee, la única limitación la marca la capacidad de su ordenador.

Movimientos del robot

Durante la ejecución de tareas, comprobará las ventajas de utilizar los otros sistemas de coordenadas para agarrar una pieza a manipular. Por otra parte, cada movimiento del robot deriva del movimiento coordinado de cada uno de los ejes. La posición actualizada de los ejes puede visualizarse en ventanas de estado (véase 3.4.), p. ej., para observar qué ejes se deben mover y cómo, para que las pinzas se desplacen a lo largo del eje X del sistema de coordenadas universales. Finalmente, debe seleccionar la orientación adecuada de las pinzas para realizar el agarre. La pregunta que se plantea es la siguiente: ¿qué limitaciones pueden surgir al usar un robot de brazo articulado de 5 ejes?


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Lista de posiciones

Ha conseguido mover el robot hasta la posición que le permite agarrar con las pinzas un pieza a manipular. Guarde este punto en una lista de posiciones. La lista de posiciones contiene todos los puntos a los que debe desplazarse el robot en la ejecución de un programa o los puntos auxiliares importantes que necesita para trazar la trayectoria de sus movimientos (punto central, punto de desviación, etc.). ¿Por qué es tan importante una lista de posiciones? Usted podría argumentar lo siguiente: conociendo la célula, puede calcularse cualquier punto. De manera que, ¿por qué ha de aproximarse el robot antes a determinados puntos? La respuesta es sencilla: por regla general, los robots industriales presentan una precisión de repetición muy alta pero una precisión de posicionado demasiado baja en términos absolutos para la mayoría de las aplicaciones. Para más información, consulte el Robotics Assistant. Una de las tareas principales a la hora de poner en funcionamiento una aplicación para robots es comprobar la lista de posiciones, es decir, comprobar las posiciones creadas en la simulación en la instalación real y ajustarlas si necesario. Por ello, es importante que el alumno ya conozca debidamente el procedimiento Teach en la simulación. Las células de trabajo tienen una lista de posiciones que puede utilizarse para reducir el tiempo de programación tipo teach-in de todas las posiciones.

El primer programa de robot

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Al igual que en la programación tipo teach-in, en la programación de movimientos del robot también hay dos tipos de instrucciones de movimiento distintas: Movimiento del robot desde un punto inicial a un punto final, también llamado movimiento punto a punto (PTP). La trayectoria precisa para que el robot llegue al punto final no está determinada, pues cada eje se mueve de modo independiente hacia su posición final. Movimiento del robot al punto final describiendo una trayectoria predefinida (p. ej., una recta).



Ejemplo de aplicación

La pieza a manipular azul del modelo “FirstSteps” debe colocarse primero en la posición central del primer palet y, transcurrido un tiempo de espera de 2 segundos, colocarse en la parte inferior del segundo palet. Para programar, debe crear primero un diagrama de flujo como el siguiente:

Diagrama de flujo 1

Las pinzas del robot están abiertas.

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El robot mueve las pinzas con un movimiento punto a punto hasta la posición de sujeción (pieza azul).

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Las pinzas se cierran.

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El robot mueve las pinzas con un movimiento punto a punto hasta la posición de almacenamiento temporal en el primer palet.

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Las pinzas se abren.

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El robot se desplaza con un movimiento lineal a una posición situada sobre la zona de almacenamiento temporal.

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Segundos de espera.

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El robot mueve las pinzas hacia la posición de almacenamiento temporal trazando una trayectoria lineal.

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El robot mueve las pinzas con un movimiento punto a punto a un lugar situado sobre la posición de posado (por razones de seguridad) del segundo palet.

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El robot mueve las pinzas hacia la posición de posado trazando una trayectoria lineal.

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Abrir las pinzas.

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El robot vuelve a la posición inicial con un movimiento punto a punto.

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Final.


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Por supuesto, el control de robot no entiende este texto, sino que debe convertirse paso a paso, p. ej., en el lenguaje de programación Melfa Basic IV: 10 HOPEN 1 20 MOV P1, -30 'P1 = posición de sujeción' etc. El diagrama de flujo debe ser lo suficientemente detallado como para que cada paso sea ejecutado por una instrucción o un subprograma. Al mismo tiempo, ha generado una documentación excelente de su programa. Para obtener más información sobre los lenguajes de programación de Mitsubishi, consulte el capítulo “Programación” en la ayuda de CIROS®.

Descarga en el control de robot

Ya ha creado el programa, ahora debe cargarlo en el control de robot. CIROS® Robotics recrea este proceso, ya que la simulación incluye un control de robot completo. El proceso de carga consta de dos pasos: Compilación del programa, es decir, comprobación de la sintaxis del lenguaje de programación y traducción al código máquina universal IRDATA. Descarga del código máquina en el control de robot, es decir, se conecta el código con el control. Si se producen errores, se indica su aparición. En el capítulo 4.2 se explican los pormenores del proceso.

Simulación

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Ya ha cargado el programa en el control de robot y no se han producido errores. Inicie el programa y siga la secuencia de la representación en 3D. Seleccione uno de los siguientes modos para comprobar si la secuencia de la lógica y del funcionamiento se efectúan correctamente: Modo automático o bien Funcionamiento paso a paso.



Detección de colisiones

Si la secuencia se ejecuta correctamente, debe comprobar que no se produzcan colisiones no deseadas. A modo de ejemplo ponemos a su disposición el modelo “NextSteps”. La modificación consiste en que se ha colocado una placa de cristal entre los dos palets. Active la detección de colisiones (véase el capítulo 5.2) e inicie el programa mencionado más arriba. En caso de producirse una colisión, debe modificar la trayectoria del robot como corresponda. Examine si pueden producirse más colisiones durante la secuencia. ¿Por qué nos desplazamos, por razones de seguridad, a un punto situado sobre la posición de posado en la secuencia de ejemplo antes descrita? Compruebe las demás posiciones de aproximación y de sujeción al respecto.

Diseño flexible de ejercicios

Todas las células de trabajo permiten plantear problemas diferentes. Con el Model Explorer puede modificar la configuración de la célula de manera sencilla, p. ej., puede desplazar los palets o las piezas a manipular en el modelo “FirstSteps” (véase el capítulo 6.3.). En este caso, ¿existe una solución posible para los ejercicios planteados? Observe que las modificaciones de la configuración son de carácter transitorio, y por tanto, no pueden guardarse. La Automation Suite permite solucionar fácilmente este problema, ya que la célula puede abrirse en CIROS® Studio y modificarse según las necesidades del usuario o reconfigurarse por completo. CIROS ® Studio no sólo permite guardar la célula nueva, sino que además la habilita para utilizar en CIROS® Robotics.


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Lenguaje de programación IRL

Los sistemas robotizados de los diferentes fabricantes tienen lenguajes de programación distintos, a pesar de existir un estándar de lenguaje de programación de robots de uso universal: el IRL (Industrial Robot Language). En CIROS® Robotics hemos optado por la siguiente solución didáctica: Para todas las células robotizadas con robots Mitsubishi ofrecemos el lenguaje de programación de alto nivel Melfa Basic IV o el lenguaje de comandos MRL. Si la célula no incluye un robot Mitsubishi, ofrecemos el lenguaje estándar IRL. Observe que los robots de estas células también pueden programarse con Melfa Basic IV, pero que no todas las características del lenguaje son automáticamente compatibles. Tenga en cuenta que el IRL es un lenguaje de programación considerablemente más complejo que Melfa Basic IV. Encontrará más detalles sobre el IRL en la sección “Programación” de la ayuda de CIROS®.

Sensórica

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Un robot puede utilizarse de manera muy flexible sólo si tiene la capacidad para comunicarse con su entorno de trabajo. Para ello, se evalúan las señales de los sensores. A este fin, ofrecemos una gran variedad de células. Para la iniciación recomendamos los modelos BP 70 o, en especial, la célula MPS® RobotStation. En esta célula se detecta la posición de los objetos con el robot de manera elemental y los datos se evalúan para su posterior tratamiento. La célula BP70 permite utilizar el equipo de simulación, con 8 entradas y salidas, conectado a un control de robot.



2.4 Las células de trabajo

Las células de trabajo están ordenadas de tal modo que, por lo general, los conocimientos adquiridos durante el trabajo en células anteriores es muy útil para resolver los problemas que se plantean en las células siguientes. Sin embargo, el alumno puede incorporarse al proceso de aprendizaje en cualquier nivel si tiene la formación necesaria. Antes de empezar a trabajar con una célula, vea primero el vídeo y las indicaciones sobre programación, sobre los enlaces E/S y sobre la descripción de componentes. La biblioteca de las células de trabajo está dividida en varios grupos para mayor claridad: Modelos de introducción. Estaciones de robot MPS. Estaciones de robot iCIM. Aplicaciones especiales de robot. Instalaciones de producción. microFMS.

Modelos de introducción FirstSteps/NextSteps

En la sección 2.3. se da una descripción detallada de estas células robotizadas. Las células están disponibles con los modelos de robot RV-2AJ y RV-M1. Los programas de ejemplo están creados en Melfa Basic IV para el RV-2AJ y en MRL para el RVM1.

PickandPlaceABB

La célula PickandPlaceABB.mod incluye una tarea de manipulación muy sencilla con un robot ABB 2400-16. Su manejo es fundamental para cualquiera de las tareas que siguen a continuación. Desplazando el robot y el elemento de la biblioteca Pick&Place puede realizarse una examen sencillo del espacio operativo. CIROS® Studio habilita estas células para utilizarlas con los robots Fanuc S700 y Kuka KR125 o con cualquier otro robot de la biblioteca de robots para su aplicación en CIROS® Robotics.


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PickandPlaceFESTO

En esta célula se realiza una tarea de manipulación parecida con un sistema lineal de dos ejes neumáticos con pinzas de la empresa Festo. Este modelo también está disponible con sensores que detectan objetos a manipular. El programa de ejemplo se ha creado en IRL.

PalletAssembly

En esta célula de trabajo se montan ocho cubos en un palet. El robot (RV-2AJ) va retirando sucesivamente los cubos de un almacén y activa una señal para deslizar el cubo siguiente. A continuación, posa el cubo sobre un palet. Para ello, el RV-2AJ sólo utiliza los primeros agujeros 2 x 4 del palet 4 x 5. Seguidamente, el robot vuelve a coger los cubos paletizados y los devuelve al almacén, activando de nuevo una señal para que se deslice el cubo colocado. El robot se comunica con el almacén a través de entradas y salidas.

BP70

Está célula también está equipada con un robot Mitsubishi RV-2AJ. Incluye además dos soportes de piezas, un soporte de herramientas con herramienta, un palet con piezas a manipular y un equipo de simulación con 8 entradas y salidas. En esta célula puede ejecutarse un gran número de tareas diferentes: Manipulación. Procesamiento. Paletización. En la parte de ejercicios de nuestro manual “Fundamentos de robótica” encontrará propuestas específicas. Ésta es la primera célula robotizada ofrecida por Festo dentro de su línea de productos MPS®.

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Estaciones de robot MPS MPS RobotStation

Esta célula es una simulación de la la nueva estación de robot MPS® con el modelo RV-2AJ. Los datos geométricos se basan en una importación CAD de los datos de construcción. La función de la estación consiste en: Retirar las piezas a manipular del soporte de una rampa en cuanto recibe la señal. Determinar la característica del material de una pieza a manipular con la ayuda de un sensor integrado en las pinzas del robot. Detectar la posición de las piezas a manipular y depositarlas correctamente orientadas en una posible posición de montaje. Las piezas a manipular están provistas de taladros para poder comprobar con la detección de colisiones si las dimensiones de la espiga de ajuste coinciden con las del taladro para su montaje. Clasificar y colocar piezas según las características del material en los almacenes correspondientes. Ésta es la célula estándar MPS® en robótica. El programa de ejemplo se ha creado en Melfa Basic IV.

MPS RobotAssemblyStation

Esta célula es una simulación de una combinación de las estaciones de robot y de montaje MPS ®. La estación de montaje se controla con un PLC S7 simulado o con el control de robot. Para ambas variantes existe un programa de ejemplo documentado exhaustivamente. Los programas son idénticos a los programas correspondientes de las células robotizadas reales. Su función consiste en montar cilindros modelo con los componentes siguientes: Cuerpos básicos (cuerpos de cilindro). Émbolos de cilindro. Muelles (muelles de retorno del émbolo). Culatas. La utilización de cuerpos básicos diferentes (rojos, negros, plateados) permite montar distintos cilindros con diámetros de émbolo diferentes (identificación: negros y plateados).


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MPS RobotPunchingStation

Esta célula es una representación virtual de una combinación de las tres estaciones MPS®: “estación de robot”, “estación de montaje” y “estación de punzonado hidráulica”. La estación de montaje se controla, como en el caso anterior, con un PLC S7 simulado o con el control de robot. El punzón hidráulico se controla con un PLC S7 simulado. En esta combinación de estaciones, el punzón hidráulico se encarga también de preparar las culatas. Las culatas sin procesar llegan al punzón desde el almacén de culatas. El punzón realiza el agujero para el vástago en la culata y la deja preparada en una bandeja.

Estaciones de robot iCIM Estación Assembly RV-1A

En la estación de robot y montaje con el robot Mitsubishi RV-1A de seis ejes se monta un conjunto de escritorio. Primero, se coloca una placa base en la posición de montaje y, a continuación, se introduce el primer instrumento en la placa base. El sistema de visión comprueba la orientación del instrumento y el robot lo gira para colocarlo en la posición correcta. Una vez ensamblado y orientado el primer instrumento en la placa base, el mismo procedimiento se repite con el segundo instrumento. Los instrumentos provienen de los almacenes. En la placa base se ensambla un portabolígrafos. El portabolígrafos se extrae de un palet. Por último, un bolígrafo se coloca en el portabolígrafos. El bolígrafo proviene del almacén de la estación. El conjunto de escritorio ensamblado se devuelve a su posición de transferencia.

Estación Assembly RV-3SB

En esta estación se realiza la misma tarea que en la anterior, pero con el robot Mitsubishi RV-3SB.

Estación Assembly RH5AH55

En esta estación se realiza la misma tarea que en la anterior, pero con el robot Mitsubishi Scara RH-5AH55.

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Estación Mill55

La estación FCM 56 se compone de dos unidades funcionales (estación alimentadora CNC con robot Mitsubishi del tipo RV-1A y fresadora EMCO MILL 55). La primera unidad es la estación encargada de alimentar la fresadora con las piezas a mecanizar. La segunda unidad es la fresadora CNC. Las piezas se manipulan con un robot Mitsubishi RV-1A. El material en bruto se suministra en palets dotados de una placa base o de un portabolígrafos. Después del mecanizado, las piezas de colocan de nuevo sobre sus palets. Existen tres soportes de pulmón para palets. Con esta máquina CNC pueden producirse placas base y portabolígrafos.

Estación Turn55

La estación FCT 56 se compone de dos unidades funcionales. La primera unidad es la estación alimentadora CNC con un robot Mitsubishi de tipo RV-1A; la segunda, es el PC del torno CNC Turn 55. Las piezas se manipulan con un robot Mitsubishi RV-1A. Las piezas en bruto para el portabolígrafos se disponen en palets de la estación. Después del procesamiento, las piezas se colocan en su posición inicial. Hay tres soportes de pulmón para los palets. Con esta máquina CNC se fabrican portabolígrafos.

Estación Mill and Turn RV-3SB

La estación CNC se compone de tres unidades funcionales (robot de carga CNC, CONCEPT MILL 155, CONCEPT TURN 155). La primera unidad funcional es el robot de carga de las máquinas operadoras, la segunda es la fresadora CNC y la tercera el torno CNC. Las piezas se manipulan con un robot Mitsubishi RV-3SB. El robot está montado sobre un eje lineal, ya que el recorrido de trabajo entre el torno CNC y la fresadora CNC sobrepasa la zona de trabajo del robot. El eje lineal permite alcanzar sin problemas todas las posiciones requeridas. Las piezas en bruto “placa base” y “portabolígrafos”, preparadas en los almacenes, se mecanizan. Después de ser procesadas, se colocan en su posición inicial. En la estación hay cuatro soportes de pulmón para alojar los palets.


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La fresadora puede mecanizar la placa base y el portabolígrafos. El torno mecaniza el portabolígrafos en dos materiales diferentes, latón y aluminio, y en diseños distintos.

Aplicaciones especiales de los robots Modelo LabAutomation

En esta célula de trabajo se efectúa el trabajo de un robot de laboratorio con varias herramientas. El robot (RV-E2) dispone de un sistema de cambio de pinzas que permite utilizar herramientas diferentes. El robot utiliza una pipeta para mezclar dos soluciones en un tubo de ensayo. A continuación, utiliza las pinzas para colocar un vaso en el agitador magnético. La pipeta se lava al mismo tiempo. Después del proceso de agitado, el robot utiliza la herramienta de medición para determinar el valor pH del líquido. Para manejar las diferentes herramientas, el robot utiliza las entradas y salidas enlazadas.

Modelo Packaging

En esta célula de trabajo se cargan palets con un robot de paletización. El robot dispone de unas pinzas por vacío (nombre de objeto: VacuumGripper). Las pinzas por vacío sirven para coger los paquetes preparados en la cinta transportadora y para clasificarlos en el palet. Un replicador (nombre de objeto: Replicator) se encarga de preparar los paquetes y de alimentar consecutivamente con paquetes nuevos la cinta transportadora. El robot de paletización coloca estos paquetes en el palet en diferentes posiciones, a fin de cargarlo de forma homogénea. El robot utiliza las entradas y salidas enlazadas cuando emplea las pinzas por vacío y cuando el replicador solicita paquetes nuevos.

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Modelo Disassembly

En la célula Disassembly.mod se extraen los tornillos de una rueda de automóvil con un robot Reis del tipo RV-16. Los sensores inductivos comprueban si el robot utiliza el vaso adecuado para el destornillador. La programación debe realizarse en IRL. Aquí se adquieren conocimientos sobre programación procedimental y modular. En esta célula debe incorporarse la interrogación de detectores en la secuencia de comunicación.

Modelo Disk Test

En la célula Disktest.mod se comprueban discos duros en cuatro estaciones distintas. Las estaciones de prueba controlan la superficie del recubrimiento metálico de los discos. La tarea anterior puede ampliarse solicitando el cálculo de las posiciones cartesianas de los discos metálicos y la estructuración correcta de los datos de las células generados en el proceso de programación.

Modelo RobWeld

En esta célula de trabajo se simula una estación de soldadura. El robot de soldadura es un Kawasaki FS03N. El sistema de pinzas consta de unas pinzas neumáticas de 3 dedos y de un soplete, que por razones de seguridad está unido con la brida del robot a través de un cuerpo anticolisión. La tarea consiste en soldar tres piezas en bruto para formar un cuerpo de cilindro utilizando el método de soldadura por puntos o de soldadura por arco. El programa de ejemplo está creado en IRL y ejecuta un proceso de soldadura por puntos. Por razones de seguridad, durante el proceso se baja una cabina antidestellos. Después de soldar es necesario limpiar el soplete.

Instalaciones de producción Modelo PressAutomationS7

En esta célula de trabajo, un PLC SIMATIC (S7) se conecta con una prensa y con dos robots industriales del tipo KUKA KR 125 para realizar la cadena de prensado. El robot derecho (tipo KR125), que se identifica por la chapa de base azul y las pinzas azules, retira la puerta del soporte y la coloca en la prensa. Esto activa una señal para abrir la prensa y el robot espera a que se abra. A continuación, introduce la puerta y se inicia el prensado.


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El robot izquierdo (tipo KR125), que se identifica por la chapa de base amarilla y las pinzas amarillas, espera a que el prensado concluya. A continuación, retira la puerta y la coloca en la mesa de posado disponible. La prensa controlada por PLC se comunica con los dos robots a través de entradas y salidas digitales enlazadas. Haciendo clic en el cubo (objeto: SwitchNewDoor), situado en el centro de la célula de trabajo, puede introducirse una puerta nueva en el soporte del robot azul y retirarse una puerta prensada de la mesa de posado del robot amarillo.

Modelo PCBMounting

La célula PCBMounting.mod es muy compleja y sirve para elaborar un proyecto. En esta célula se simula una línea de fabricación para montar placas de circuitos impresos, compuesta de seis estaciones de trabajo: Estación para montar CI en la placa. Estación para soldar los CI. Estación con tres robots encargados de posicionar el soporte para placas. Estación para montar la placa en el soporte. Estación para atornillar la placa en el soporte. Aquí deben crearse los distintos programas de los robots. A continuación debe desarrollarse un control de célula de nivel superior para coordinar las acciones individuales.

Modelo PlantSimulation

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En la célula PlantSimulation.com se simula un instalación de fabricación compuesta por varias células de fabricación: La célula de trabajo AGV incluye un sistema de transporte sin conductor que conecta entre sí los diferentes sistemas de fabricación de la planta. El AGV recibe tareas de preparación de envíos y las ejecuta de manera autónoma. La célula está compuesta por el AGV, un robot y diferentes almacenes portaobjetos con sensores.



La célula de trabajo Workshop está compuesta por dos robots Mitsubishi. Uno de ellos está montado en un eje lineal adicional. Los robots realizan tareas sencillas de manipulación en función de los pedidos. La célula de trabajo Storage controla la gestión automatizada de almacenamiento. La estación está conectada al AGV mediante una cinta transportadora. La célula de trabajo Production está compuesta por un robot, una fundidora por inyección, una prensa, un marcador láser y una cinta transportadora que conecta con el AGV. En esta célula se produce el pie de un ventilador. En la célula de trabajo Paintshop se pinta el pie del ventilador. La célula está compuesta por un robot, una mesa giratoria, un dispositivo de cambio de pinzas con pistolas para pintar con diferentes colores y una cinta transportadora que conecta con el AGV. En la célula de trabajo Assembly se ensambla el ventilador a partir de sus piezas sueltas. La célula de trabajo está compuesta de dos robots y de un sistema de transporte. En la célula de trabajo CheckPack se realiza el control de calidad del ventilador y el embalaje del mismo. Esta célula está compuesta de un robot, de material de embalaje y de una cinta transportadora que conecta con el AGV. Cada una de estas células de trabajo está disponible como modelo de célula individual para poder estudiarlas primero por separado. La integración puede realizarse posteriormente en un proyecto mayor.


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microFMS Modelo MTLR 10

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La estación CNC se compone de tres unidades funcionales (robot de carga CNC, CONCEPT MILL 105, CONCEPT TURN 105). La primera unidad funcional es el robot de carga de las máquinas operadoras, la segunda es la fresadora CNC y la tercera es el torno CNC. Las piezas se manipulan con un robot Mitsubishi RV-2AJ. El robot está montado sobre un eje lineal, ya que el recorrido de trabajo entre el torno CNC y la fresadora CNC sobrepasa la zona de trabajo del robot. El eje lineal permite alcanzar sin problemas todas las posiciones requeridas. Las piezas en bruto preparadas en las cintas 1 y 2 se procesan. Después de ser procesadas, se colocan en la cinta 3. El torno puede mecanizar cuatro ranuras en la pieza a manipular. La fresadora mecaniza cuatro entalladuras en la parte frontal de la pieza. Un robot ejecuta las tareas de manipulación de las piezas.


3. Manejo

Al arrancar CIROS® Robotics se accede directamente al CIROS Robotics Assistant on-line, véase la figura 2.1.

3.1 CIROS® Help

El CIROS® Assistant se compone de dos partes: Ayuda on-line para el manejo de CIROS®. CIROS Robotics, véase 2.3.

Barra de menús

La barra de menús ofrece funciones que ya conoce de los buscadores estándar de Internet. Puede avanzar y retroceder. Puede mostrar u ocultar el menú lateral. Puede seleccionar la página de inicio y fijar las opciones de la conexión de Internet. También puede imprimir aquellos temas que le resulten de interés.

Fig. 3.1: barra de menús

Pestañas adicionales

Las pestañas adicionales, como Contents, Index, Search o Favourites, facilitan la navegación por la ayuda de CIROS®. La configuración de la pestaña Contents es igual a la del Explorer de Microsoft. En ella, se muestran las dos partes del asistente de CIROS® y la navegación se realiza como con el Explorer. En la pestaña Index se visualizan todas las palabras clave con las que localizar también la información deseada. Es posible realizar una búsqueda de texto completo de todos los términos que figuran en la ayuda de CIROS®. En la pestaña Favourites puede configurar sus propias estructuras de exploración para la ayuda de CIROS®.


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3. Manejo

3.2 CIROS Robotics

El CIROS Robotics Assistant ofrece un entorno de aprendizaje on-line para aplicaciones de la robótica en la técnica de automatización. El asistente se compone de dos partes principales: Robotics Assistant, véase 2.2. Modelos. Los modelos se agrupan en subbibliotecas para facilitar su localización: Modelos de introducción

 Modelo FirstSteps-NextSteps.  Modelo -Pick-And-Place FESTO:  Modelo -Pick-And-Place ABB:  Modelo Pallet Assembly.  Modelo BP70.

Estaciones de robot MPS

 MPS-RobotStation.  MPS-RobotAssemblyStation.  MPS-RobotPunchingStation.

Estaciones de robot iCIM

 Estación Assembly RV1A.  Estación Assembly RV3SB.  Estación Assembly RH5AH55.  Estación Mill and Turn RV3SB.  Estación Mill 55.  Estación Turn 55.  Modelo MTLR.

Aplicaciones especiales de los robots

 Modelo LabAutomation.  Modelo Packaging.  Modelo Disassembly.  Modelo DiskTest.  Modelo DiskTest.  Modelo RobWeld.

Instalaciones de producción

 Modelo PressAutomation-S7.  Modelo PCBMounting.  Modelo PlantSimulation.

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3. Manejo

En la sección Robotics se describen todas las células robotizadas con los enlaces correspondientes para abrir los modelos de las células de trabajo.

Fig. 3.2: abrir modelo

Cómo abrir modelos

Las células de trabajo pueden abrirse de las dos maneras siguientes: Abrir el modelo de referencia. Abrir el modelo de usuario. El modelo de referencia está protegido y no puede modificarse. Esta variante está pensada para el instructor, a fin de que pueda presentar un ejemplo modelo en la versión original. La segunda variante está pensada para trabajar con el modelo. Por defecto, el directorio de modelos se copia y se abre en el directorio del usuario My Documents/CIROS Robotics Models . El usuario también puede generar sus propios directorios adaptando el archivo ModelHandler.ini en la subcarpeta /bin/Tools del directorio del programa en CIROS como se indica a continuación.


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3. Manejo

[CustomUserFolder] UseCustomUsersDirectory=1

Ajuste esta opción a 1 para utilizar una carpeta definida por el usuario.

CustomUserDirectory=e:\

Ruta de la carpeta definida por el usuario.

AddUsernameAsSubfolder=1

Añada a la ruta una subcarpeta con el nombre del usuario actual, p. ej.: e:\MariaGonzalez.

AddCustomSubfolder=1

Añada diferentes subcarpetas a la ruta de los modelos de usuario de modo que, p. ej., varios usuarios utilicen sus propias carpetas bajo una misma cuenta de sistema operativo. Las carpetas de usuario se crean y se cambian mediante diálogos que no requieren explicación. Por razones de seguridad, sólo pueden utilizarse letras y cifras [a-Z][0-9] para designar las subcarpetas. El nombre de la subcarpeta seleccionada se guarda en la carpeta de ejemplo de nivel superior en el archivo “CurrentUserFolder.ini”. La propiedad de este archivo ini se denomina “CurrentUserFolder_At_”. Ello permite guardar el nombre de la subcarpeta seleccionada en ese momento para cada host en caso de que se compartan ordenadores en red.

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3. Manejo

Ajustes predeterminados:

[CustomUserFolder] UseCustomUsersDirectory=0 CustomUserDirectory=e:\ AddUsernameAsSubfolder=0

Si ha terminado de trabajar con la célula, puede borrar el directorio de modelos con el botón Delete user model.

Aplicación en el aula

Recomendamos que se proceda del siguiente modo: ‟ Ubique en un directorio una célula de trabajo preparada por usted como modelo de usuario, p. ej., con una lista de posiciones modificada y un ejemplo de solución diferente, y a la que los alumnos únicamente puedan acceder en modo sólo lectura. ‟ Los alumnos deben copiar el directorio del modelo de usuario en su directorio personal para trabajar con el modelo preparado por usted. A continuación se describen los procedimientos básicos para manejar CIROS®.


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3. Manejo

3.3 Interface de usuario de CIROS®

La estructura de la interface de usuario se ha modificado: Los menús File y Edit incluyen todas las funciones típicas de Windows. El menú View incluye todas las funciones necesarias para la representación gráfica de la simulación 3D. El menú Modeling incluye todas las funciones necesarias para representar los datos de modelado. El menú Programming ofrece todas las funciones necesarias para programar robots. El menú Simulation ofrece las funciones necesarias para iniciar o parar una simulación, ajustar la configuración de la simulación o activar la detección de colisiones.

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3. Manejo

El menú Extras incluye las dos funciones especiales para ejecutar el desplazamiento de cámara y el concepto MasterFrame. ‟ El menú Settings permite configurar numerosos componentes: ‟ Representación gráfica de la célula y del puntero. ‟ Comportamiento general de sujeción de un robot. ‟ Uso del intérprete IRDATA. ‟ Configuración del indicador de detección de colisión. ‟ Tipo de visualización de la orientación. ‟ Configuración del editor de programa. ‟ Ajuste del análisis de la simulación. ‟ Activación del TCP. El menú Window incluye el submenú Workspaces, además de las funciones habituales de Windows. Este menú facilita la configuración de las ventanas del puesto de trabajo. La configuración del puesto de trabajo puede guardarse completa y activarse con un sólo clic. Además, existen algunos entornos de trabajo predefinidos: ‟ Ventana de visualización + ventana de programa + ventana de la lista de posiciones. – Ventana de visualización + panel de teach-in + ventana de la lista de posiciones. – Ventana de visualización + ventana de programa + ventana de la – lista de posiciones + panel de teach-in. – Ventana de visualización + ventana de programa + ventana de la lista de posiciones + indicación de E/S. ‟ Ventana de visualización + ventana de programa + indicación de E/S. – Ventana de visualización + coordenadas de ejes y universales. – Ventana de la lista de posiciones. – Ventana de visualización + 2ª ventana de visualización +panel de teach-in. – Ventana de visualización + ventana de programa + coordenadas de ejes y universales + indicación de E/S. El menú Help incluye la ayuda on-line para manejar CIROS y el asistente on-line de CIROS Robotics.


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3. Manejo

3.4 Tipos de ventanas

A continuación se muestran los tipos de ventanas más importantes de la interface de usuario de CIROS®:

Ventana de la célula de trabajo En la ventana de la célula de trabajo se muestra la representación gráfica de la célula. Con el menú View  New Window puede abrir otras ventanas de visualización de la célula para observarla desde diferentes perspectivas al mismo tiempo. La representación en 3D de la célula de trabajo depende de la posición seleccionada del espectador: Zoom: Con la rueda del ratón o pulsando simultáneamente la tecla izquierda del ratón junto con las teclas de función Ctrl+Mayúsculas. Desplazamiento: Pulsando simultáneamente la tecla izquierda del ratón junto con la tecla de función Mayúsculas. Orientación: Pulsando simultáneamente la tecla izquierda o derecha del ratón junto con la tecla de función Ctrl. También puede escoger entre las diferentes visualizaciones estándar disponibles. Utilice la orden del menú View  Standard. Aparece un cuadro de diálogo con opciones diferentes: Default Setting (O). Front view (V). Rear view (U). Top view (A). Left-hand side view (L). Right-hand side view (R).

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3. Manejo

Seleccione con el ratón una de las opciones para ver el plano correspondiente, siempre que la ventana de la célula de trabajo esté activada. Alternativamente, puede pulsar la tecla de la letra correspondiente.

Coordenadas de ejes Pulse F7 o emplee el menú View  Robot position  Show Joint coordinates. La ventana Joint Coordinates muestra la posición de los ejes del robot. La posición se muestra en grados para los ejes de rotación y en milímetros para los ejes lineales. El cuadro de diálogo Set Joint coordinates se abre haciendo doble clic en esta ventana.

Coordenadas universales Pulse Mayúsculas+F7 o utilice la orden del menú View Robot position  Show world coordinates .

El sistema de coordenadas universales es siempre el sistema de coordenadas en la base del robot. La ventana World coordinates muestra la posición y la orientación del TCP (Tool Center Point) en coordenadas universales. La representación de la orientación puede realizarse del siguiente modo: Representación estándar en ángulos de roll, pitch y yaw. Representación de los cuaterniones. Representación de la orientación de cinco ejes de Mitsubishi. La selección del tipo de representación de la orientación se realiza en el menú SettingsOrientation Representation. Además de la posición y de la orientación, también se muestra la configuración del robot en la última línea de la ventana. El cuadro de diálogo Set World coordinates se abre haciendo doble clic en la ventana de coordenadas universales.


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3. Manejo

Teach-in Pulse F8 o utilice la orden del menú Programming  Teach-in. Haciendo clic en la opción correspondiente puede poner la ventana de programación tipo teach-in en los modos Coordenadas de ejes, Coordenadas universales o Coordenadas de la herramienta. En el modo Coordenadas de ejes, junto a los nombres de los ejes del robot hay dos botones que permiten desplazar individualmente los ejes del robot para simular el comportamiento de un robot real. Manteniendo pulsado un botón, el robot acelera hasta alcanzar la velocidad de desplazamiento ajustada (override) y la mantiene constante. Al soltar el botón, el robot decelera a lo largo de una rampa de frenado hasta alcanzar la velocidad 0. Puede hallar más información en el capítulo 4.1.

Visualización de los sistemas de coordenadas Utilice como ayuda la visualización de los diferentes tipos de sistemas de coordenadas en la célula robotizada. Para ello, utilice la orden de menú View  Coordinate systems (Ctrl+K): Célula de trabajo: sistema de coordenadas universales y representación de la orientación. Objetos: representación de los sistemas de coordenadas de objeto. Pinzas: representación de los puntos de sujeción y de los puntos para sujetar. Robot: representación del sistema de coordenadas Tool Center Point (TCP), del sistema de coordenadas en la base y de los sistemas de coordenadas de ejes. Los ejes de los sistemas de coordenadas se representan en color (rojo = eje x, verde = eje y, azul = eje z). Con la orden de menú View  TCP Tracking puede registrar la trayectoria TCP.

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3. Manejo

Lista de posiciones En la ventana de la izquierda aparece una lista de posiciones para un robot. El nombre del objeto correspondiente se indica en el título. Para abrir una lista de posiciones, utilice la orden de menú File  Open y seleccione el tipo de archivo requerido: *.pos (para robots Mitsubishi). *.psl (para programación en IRL). Puede crear una lista de posiciones nueva en el menú File -> New y asignarle la extensión que desee.

Entradas y salidas Las señales de entrada del control de robot se visualizan pulsando F9 o con la orden de menú View  Inputs/outputs  Show inputs. Las señales de salida se visualizan pulsando Ctrl+F9 o con la orden View  Show outputs. La ventana Inputs muestra qué señales hay en las entradas del control simulado. Las señales 0 se muestran en rojo y las señales 1 en verde. Una señal de entrada forzada se indica notando el valor de entrada entre corchetes angulares, p. ej, <1>. Cuando la entrada está asociada con una salida, el valor de entrada se indica entre corchetes, p. ej., [1]. Lo mismo es válido para indicar las salidas.

Selección del control Utilice la orden de menú Programming Controller selection. En CIROS® Robotics hay células de trabajo con varios controles, p. ej., un PLC y dos controles de robot. En el modo de simulación trabajan en paralelo. Para realizar la programación tipo teach-in de un robot, debe asignarle la ventana de teach-in al robot requerido. De esto se encarga la ventana de selección del control. Esta ventana sirve para mostrar y seleccionar un master y activar/desactivar controles individualmente. La visualización de las posiciones del robot, de las entradas y salidas y de la ventana de teach-in corresponden siempre al robot designado como master.


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3. Manejo

Programa de robot Utilice la orden de menú File  Open y seleccione el tipo de archivo requerido: *.MB4 (para programar en Melfa Basic IV). *.MRL (para programar en Movemaster Command). *.IRL (para programar en IRL). Para crear un programa nuevo, utilice la orden de menú File  New y seleccione la extensión deseada, en función del lenguaje de programación.

Entrada/salida de usuario La ventana User Input/Output se abre automáticamente si un programa de robot contiene órdenes cuyos datos deben leerse o emitirse, p. ej., a través de la interface serie del control de robot. En la simulación del control de robot no se emiten los datos a través de la interface serie, sino que se leen directamente en la ventana User Input/Output o se emiten desde allí.

3.5 Desplazamiento de cámara

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Con el desplazamiento de cámara puede guardar varios planos de una ventana de célula de trabajo. Cuando la simulación está en marcha, los planos se suceden consecutivamente en la ventana de célula de trabajo activa. La transición entre dos planos se realiza mediante una interpolación lineal, de manera que el punto del observador se mueve de modo homogéneo. En la configuración de un desplazamiento de cámara puede indicar los tiempos de fijación de la imagen y de aplicación del zoom para los diferentes planos. El desplazamiento de la cámara está sincronizado con el tiempo de simulación, por tanto, la modificación del plano es sincrónica respecto a la célula de trabajo simulada. El desplazamiento de cámara puede guardarse en un archivo en formato vídeo, para lo cual puede utilizar diferentes tipos de compresión. En el archivo de vídeo (extensión: .AVI) se guardan los planos de un desplazamiento de cámara. El archivo de vídeo tiene el mismo nombre que el archivo de modelo (extensión: .MOD) del presente modelo de simulación y se guarda en el mismo directorio.


3. Manejo

Conectar/desconectar el desplazamiento de cámara Para conectar el desplazamiento de cámara, seleccione la orden Extras  Camera Cruise  Camera Cruise. Si el desplazamiento de cámara está conectado, los planos se corresponden con la perspectiva de la cámara durante la simulación.

Grabación del desplazamiento de cámara Para grabar el desplazamiento de cámara, inicie el desplazamiento de cámara y seleccione la orden Extras  Camera Cruise  Camera Cruise Record. El vídeo se graba según se haya configurado el desplazamiento de cámara. El archivo de vídeo se guarda en la carpeta de modelos con el nombre: .avi.

Reproducción del desplazamiento de cámara Para reproducir en CIROS un desplazamiento de cámara guardado, utilice la orden: Extras  Camera Cruise  Camera Cruise Play . La reproducción se realiza con el programa configurado en su sistema para reproducir vídeos .avi. Observe que, por lo general, no puede realizarse una grabación nueva mientras que el vídeo permanece abierto en el reproductor multimedia.

Parada del desplazamiento de cámara Para parar la grabación del desplazamiento de cámara, seleccione la orden Extras  Camera Cruise  Camera Cruise Stop.


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3. Manejo

Configuración del desplazamiento de cámara Para configurar un desplazamiento de cámara para un modelo de simulación, utilice la orden Settings  Camera Cruise. Esta orden abre el cuadro de diálogo Camera Cruise, donde se configuran todos los pasos del desplazamiento de cámara.

Opciones

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View List En esta lista figuran todos los planos del desplazamiento de cámara. Para seleccionar un plano, haga clic en el número del plano que figura en la columna Step. Un menú de contexto se abre pulsando el botón derecho del ratón. Haciendo doble clic en uno de los pasos de la lista, se cambia de la ventana de la célula de trabajo activa al plano correspondiente.


3. Manejo

Add Para añadir el plano actual a la lista, haga clic en Add. Remove Para borrar el plano seleccionado de la l a lista, haga clic en Remove. Properties Para editar las propiedades del plano seleccionado en el cuadro de diálogo Camera Cruise - Step X , haga clic en Properties.

Haga clic en este botón para desplazar el plano seleccionado hacia arriba.

Haga clic en este botón para desplazar el plano seleccionado hacia abajo.

Options Para modificar los ajustes del desplazamiento de cámara y de la grabación en el cuadro de diálogo Options - video, haga clic en Options. Cuando el cuadro de diálogo se cierra, se guardan automáticamente todos los ajustes del desplazamiento de cámara en el archivo .ini del modelo. Para guardar las modificaciones, este archivo no puede ser de sólo lectura. La lista de pasos puede importarse y exportarse para realizar una copia de seguridad o para utilizar en otras células de trabajo. Para ello, seleccione la orden de menú File  Export o File  Import y seleccione el tipo de archivo de desplazamiento de cámara CIROS (extensión .ccc).


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4. Programación

En CIROS® Robotics puede utilizar los siguientes lenguajes de programación para programar robots: Lenguaje de programación de robots Mitsubishi MELFA Basic IV. Lenguaje de programación de robots Mitsubishi MRL. Lenguaje de programación estándar Industrial Robot Language (IRL DIN 66312). Al realizar los programas de ejemplo para los modelos se ha procedido del siguiente modo: Todos los robots Mitsubishi se han programado en MELFA Basic IV I V (si lo permitía el control). De lo contrario, se ha empleado MRL. Los demás robots se han programado en IRL. Encontrará información detallada sobre la programación de robots en el Robotics Assistant, en la sección “Programación de robots ”. Para obtener más detalles sobre los lenguajes de programación, consulte el capítulo “Lenguajes de programación” en la ayuda de CIROS ®.

4.1 Programación tipo teach-in del robot

Para elaborar un programa de robot es necesario definir posiciones especiales a las que el robot se debe desplazar cumpliendo determinadas condiciones adicionales. Generalmente, para definir estas posiciones el robot puede desplazarse con una unidad de control manual. Para iniciarse en el uso de una unidad de control manual, recomendamos utilizar un robot que no esté integrado en una célula de trabajo.

Asistente de proyectos

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Abra el menú File -> New -> Project Wizard. Se abre el siguiente cuadro de diálogo:


4. Programación

Fig. 4.1: asistente de proyectos ‟ paso 1

Indique el título del proyecto en el campo de introducción. El título del proyecto que figura al inicio es “UNTITLED”. El título del proyecto utilizado en el ejemplo es “Robot”, pero puede asignarle al archivo cualquier otro nombre válido (sin extensión). En el campo de introducción “Program Name” ponga, p. ej., “1”. El nombre elegido como título del proyecto se utiliza también como nombre del directorio. De este modo, todos los programas de un proyecto se archivan en un mismo directorio. En el campo “Program Name”, indique el nombre con el que el programa de robot debe guardarse en el control. El directorio que se va a utilizar para este proyecto se indica en el campo Directory. Para modificar un directorio existente o crear uno nuevo, utilice el botón Browse. Puede introducir su nombre en el campo Created by, su ID de usuario en Initials y una breve descripción del proyecto en el campo Description.


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4. Programación

Pulsando el botón Next, se pasa al paso 2 del asistente de proyectos.


En la lista Robot Type, seleccione el tipo de robot que quiere programar con el método teach-in, p. ej., el robot RV-3SB de seis ejes. Pulse el botón Finish para generar el proyecto. Una ventana de la célula de trabajo, una ventana del programa de robot con la correspondiente ventana de lista de posiciones y la ventana de mensajes se abren y se ordenan en la pantalla. Cierre la ventana de mensajes y amplíe la ventana de la célula de trabajo como corresponda:

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4. Programación


CIROS® permite desplazar manualmente cualquier robot de los dos modos siguientes: Con el ratón. A través de la ventana de teach-in. Haga clic con la tecla izquierda del ratón cerca del extremo final de las pinzas. Aquí se coloca un voxel. Al hacer doble clic sobre el voxel, el robot se desplaza hacia ese punto, siempre que se encuentre dentro de su espacio operativo. Para representar el espacio operativo, abra el menú View -> Show Workspace.


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4. Programación

Fig. 4.4: representación del espacio operativo.

Con la combinación de teclas Mayúsculas+F2 puede incluir en la lista de posiciones el punto al que se ha desplazado el robot. La posición se identifica por el nombre y por el sistema de coordenadas.

Nota:

El sistema de coordenadas se corresponde con el sistema de coordenadas de herramienta (= sistema de coordenadas TCP) del robot, cuando éste se encuentra en ese punto. El robot puede desplazarse de manera más controlada a través de la ventana de teach-in. El panel de teach-in simulado se abre con la orden de menú Programming  Teach-in (F8).

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4. Programación

Seleccione el modo “ Joint coordinates” en la ventana de teach-in.

Fig. 4.5: panel de teach-in - coordenadas de ejes

Seleccione uno de los robots de seis ejes y haga clic en una de las flechas. El robot se mueve en esa dirección, girando alrededor del eje. La velocidad de movimiento de los ejes se determina ajustando la barra del campo Jog Override. Haga clic en el botón “Set Joint coordinates”. Se abre un cuadro de diálogo en el que puede indicar explícitamente los valores de las coordenadas de ejes. Pulsando el botón “Current Position -> Pos. List ” puede incluir la posición actual del robot en la lista de posiciones asignada.

Ejercicio

Genere de ese modo, p.ej., cuatro posiciones (P1 a P4) en la lista. Haciendo doble clic en cualquiera de las posiciones, el robot se posiciona de un salto en la misma. También puede generar fácilmente un programa secuencial, en el que el robot se desplace de modo continuo de un punto a otro. Active la ventana de programación y abra


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4. Programación

el menú Programming -> Programming-Wizard. Se abre el siguiente cuadro de diálogo:

Fig. 4.6: asistente de programación

Confirme la opción seleccionada. En la ventana de programación se genera automáticamente un programa. ‟ Descargue el programa en el control de robot virtual seleccionando la orden de menú Programming -> Compile + Link (Ctrl+F9) . ‟ Cierre la ventana de mensaje en la que se visualiza la descarga del programa. ‟ Inicie el programa con la orden de menú Simulation -> Start (F5). ‟ Con la tecla de función F10 puede realizar el proceso de programación paso a paso.

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4. Programación

En caso de utilizar este modo de trabajo, resulta más útil mover el robot en el sistema de coordenadas cartesianas. Seleccione el modo “XYZ Jog” en la ventana de teach-in.

Fig. 4.7: panel de teach in ‟ sistema de coordenadas en la base del robot

El modo “XYZ Jog” se corresponde con el sistema de coordenadas cartesianas en la base del robot. En función de la dirección que indique la flecha, puede desplazar linealmente el robot a lo largo de los ejes de coordenadas, o rotar la orientación del sistema de coordenadas TCP alrededor de estos ejes. Para desplazar el robot en el sistema de coordenadas de la herramienta (= sistema de coordenadas TCP), seleccione el modo “Tool coordinates” en la ventana de teach-in. A igual que antes, puede desplazar linealmente el robot a lo largo de los ejes de coordenadas en función de la dirección que indiquen las flechas, o rotar la orientación del sistema de coordenadas TCP alrededor de estos ejes. Como ayuda, puede visualizar los sistemas de coordenadas correspondientes, véase 3.3.


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4. Programación

4.2 Ejemplo: programación de una célula de trabajo

En este ejemplo queremos desarrollar un programa para mover el robot Mitsubishi RV-2AJ que resuelva la tarea expuesta en el ejemplo de programa del capítulo 2.3 para la célula de trabajo “FirstSteps”. Abra la célula de trabajo “FirstSteps RV-2AJ” como modelo de usuario. Seleccione la zona de trabajo Program + Position list para obtener una representación óptima en la pantalla:

Fig. 4.8: FirstSteps RV-2AJ.mod.

Ejemplo de aplicación

Recuerde que la pieza a manipular azul debe colocarse primero en la posición central del primer palet y, transcurrido un tipo de espera de 2 segundos, colocarse en la posición inferior del segundo palet.

Elaboración de una lista de posiciones

El diagrama de flujo ya se ha creado en el capítulo 2.3. En el siguiente paso debe crearse la lista de posiciones. Borre el contenido de la lista de posiciones MRL predefinida y guárdela con el nombre “FirstStepsTest.pos”. ‟ Guarde la posición inicial del robot como primera posición de la lista haciendo clic en el botón “Current Position -> Pos.List” de la ventana de teach-in.

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4. Programación

Seleccione la posición en la lista. A continuación, ésta se visualiza en la célula de trabajo en el correspondiente sistema de coordenadas de objeto o de TCP. ‟ La segunda posición P2 debe ser la posición de sujeción de la pieza azul. Seleccione una línea en la lista de posiciones haciendo clic debajo de la primera posición. Haga clic de nuevo en el botón “Current Position -> Pos. List ” de la ventana de teach-in. En este ejercicio trabajaremos con la posición nueva P2 de modo manual. Para ello, seleccione la entrada P2 en la lista de posiciones. ‟

Fig. 4.9: entrada en la lista de posiciones ‟

A través del menú de contexto que se abre pulsando la tecla derecha del ratón  Properties (Alt+Enter) se abre el cuadro de diálogo “Position list entry”. Introduzca los siguientes datos de posición: ‟ Posición (x,y,z) = (167.00, -185.00, 240.00) ‟ Orientación (balanceo = A/P, inclinación = B/R) = (-90.0,180.0)


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4. Programación

Desplace el robot a la posición P2 nueva haciendo doble clic en la entrada de la lista de posiciones. ‟ Cierre las pinzas haciendo clic en el botón “Close gripper” de la ventana de teach-in. ‟ Desplace el robot en el sistema de coordenadas de la herramienta de manera que la pieza azul se coloque en la posición central del primer palet. ‟

Ayuda

Para mejorar la orientación, puede visualizar los ejes de coordenadas de la herramienta: Ctrl+K  Show Tool Centre Point.

Ajuste de las pinzas

Con la orden de menú Settings  Grip se abre el cuadro de diálogo del ajuste de las pinzas.

Fig. 4.10: ajuste de las pinzas

En el cuadro de lista “Gripper Control at Tech-in” figuran las salidas de los objetos que pueden llevar a cabo procesos de agarre. Esa salida se activa al hacer clic en el botón Close Gripper de la ventana de teach-in.

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4. Programación

Además puede activar los mensajes de advertencia para visualizarlos en el proceso de agarre.

Navegación en 3D

Para navegar en 3D resulta útil abrir una segunda ventana de la célula de trabajo, véase 3.4. Una vez alcanzada la posición deseada, guarde el punto como P3 en la lista de posiciones. P4 es la posición de posado en el segundo palet.

MasterFrame

Las posiciones pueden calcularse fácilmente con el sistema de coordenadas MasterFrame sin efectuar la programación tipo teach-in. ‟ Desplace el robot de manera que las pinzas estén en paralelo a la superficie de la mesa, p. ej., con la orientación (balanceo = A/P, inclinación = B/R) = (-90.0, 180.0) y guarde temporalmente esta posición como P2. ‟ MasterFrame es un sistema de coordenadas que puede posicionarse en la célula de trabajo cuando se desee con el menú Extras -> MasterFrame. Primero, active el modo MasterFrame. ‟ Con la opción Frame -> Selection puede activar MasterFrame en el sistema de coordenadas de un objeto seleccionado en la célula de trabajo. ‟ Para calcular puntos de posición resulta útil posicionar MasterFrame en el sistema de coordenadas del robot. ‟ Abra el Model Explorer (Ctrl+T) para seleccionar el robot (véase 6.2 para obtener información más detallada) y seleccione el objeto RV-2AJ. ‟ Seleccione la opción Frame -> Selection. El sistema de coordenadas MasterFrame se visualiza en el punto cero del robot. ‟ Para calcular la posición P2 debe seleccionar la pieza a manipular azul, es decir, debe seleccionar el objeto Box3 en el Model Explorer. ‟ En el menú de contexto, seleccione la orden Properties. Se abre el cuadro de diálogo “Properties for object”. Seleccione la entrada Pose.


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4. Programación

Fig. 4.11: propiedades del objeto

Seleccione el sistema de coordenadas Master como sistema de coordenadas de referencia en el cuadro de lista. ‟ Dado que el punto de sujeción del objeto se sitúa en el punto medio de la pieza, no en un extremo, deberá modificar los valores de las coordenadas mencionados anteriormente en 25 mm. ‟ Introduzca los valores nuevos en la entrada de la lista de posiciones P2. ‟ Al hacer doble clic en la posición nueva, el robot se desplaza a la posición de recogida deseada. Proceda del mismo modo para establecer las posiciones P3 y P4. Simplemente debe tener en cuenta que los puntos centrales de las zonas de palets están desplazados 60 mm. ‟

Elaboración del programa

Active la ventana de programación haciendo clic en ella. Borre el contenido y guárdela con el nombre de la lista de posiciones “FirstStepsTest.mb4” como programa Melfa Basic IV.

Recuerde que es importante que el nombre del programa y de la lista de posiciones respectiva sean idénticos.

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4. Programación

El lenguaje de programación MELFA Basic IV es un dialecto de BASIC, de ahí que, p. ej., cada línea de programa debe ir numerada. La enumeración se realiza automáticamente. Primero cree las líneas de programa sin numerarlas. A continuación, haga clic en el botón de la barra de herramientas (idéntico al representado a la izquierda) o seleccione la orden de menú Programming  Renumber (Ctrl+R). Para mayor claridad se resaltan en color los componentes de una línea del programa: Numeración de la línea de programa: rosa. Orden de función: azul. Nombre de variable: negro. Valor del parámetro: rosa. Texto de comentario: negro. La orden Settings  Program Editor le permite configurar el editor.


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4. Programación

Elabore el programa siguiendo paso a paso el diagrama de flujo del apartado 2.3.

Diagrama de flujo Las pinzas del robot están abiertas.

10 HOPEN

El robot mueve las pinzas con un movimiento punto a punto hasta la posición de sujeción.

20 MOV P2


30 HCLOSE 1

El robot mueve las pinzas con un movimiento punto a punto hasta la posición de almacenamiento temporal.

40 MOV P3

Las pinzas se abren.

50 HOPEN 1

El robot se desplaza con un movimiento lineal a una posición situada sobre la zona de almacenamiento temporal.

60 MVS P3,-40

1 segundo de espera.

70 DLY 1

El robot mueve las pinzas hacia la posición de almacenamiento temporal trazando una trayectoria lineal.

80 MVS P3


90 HCLOSE 1 100 MOV P4,-40 110 MVS P4 120 HOPEN 1 130 MOV P1 140 END

Añada una línea en blanco al final del programa.

Para obtener ayuda mientras está programando, haga clic en la ventana de programación con la tecla derecha del ratón. Aparece una lista con las llamadas de función más importantes y la orden de función correspondiente se edita en la ventana de programación haciendo clic. En la sección “Programación de robots” de Robotics Assistant aparece

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4. Programación

documentación detallada y estructurada acerca de todas las órdenes de programación para MELFA Basic IV. Después de programar, guarde el programa. Active la ventana de programa y descargue el programa en el control de robot virtual ( Ctrl+F9 ). A diferencia del ejemplo anterior con el asistente de programación, en esta ocasión se le preguntará si desea añadir el programa a un proyecto existente o si desea crear un proyecto nuevo:

Fig. 4.12: administrador de proyectos

Haga clic en el menú New Project:


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4. Programación

Fig. 4.13: título del proyecto

Introduzca “FirstStepsTest” como título del proyecto y haga clic en el botón Save. En la ventana de mensajes aparecen como mínimo cuatro advertencias que indican que las variables de posición no están definidas. Aún debe añadir la lista de posiciones al proyecto:

Proyecto MELFA Basic IV

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Utilice la orden del menú Programming  Project Management o haga clic en el botón de la barra de herramientas idéntico al representado a la izquierda. Se abre la siguiente ventana de configuración del administrador de proyectos:


4. Programación

Fig. 4.14: administrador de proyectos

Seleccione la pestaña Files y haga clic en la entrada vacía debajo del nombre del programa. La línea se selecciona. Haga clic en el botón idéntico al aquí representado. Se le solicitará que abra su archivo de programa. Añada ahora la lista de posiciones correspondiente, Para ello, seleccione el tipo de archivo “MELFABASIC IV-Position list (*.POS)” en la ventana de selección de archivos.


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4. Programación

Pulsando el botón idéntico al aquí representado descarga el proyecto en el control de robot interno. Confirme la entrada del proyecto haciendo clic en el botón OK. En la ventana de mensajes ( Messages ) se visualizan los módulos de programa y de sistema utilizados en el proyecto, así como el número de errores y advertencias. Si aparecen mensajes de error, haga doble clic en uno de los mensajes. En la ventana del programa se selecciona automáticamente la línea de programa correspondiente. Debido al principio causa-efecto, puede suceder que también aparezca seleccionada la línea situada debajo de la que contiene el error de programación.

4.3 Impresión del proyecto

La orden de menú File  Print (Ctrl+P) permite imprimir el proyecto en cualquier momento. Se abre el cuadro de diálogo siguiente, donde es posible configurar la impresión.

Fig. 4.15: impresión del proyecto

Para obtener más detalles, consulte la sección Extensions/Project Wizard/Command File/Print de la ayuda de CIROS.

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4. Programación

4.4 Descarga en un control de robot Mitsubishi

CIROS® Robotics no dispone de interface de comunicación directa con el control de robot real, pero puede cargar todos los programas escritos en Movemaster Command o MELFA Basic IV mediante CIROS ® Studio en un control Mitsubishi. Abra el RCI-Explorer de CIROS® Studio y establezca una conexión de comunicación con el robot. Descargue a continuación el programa del robot en cuestión y la lista de posiciones correspondiente. Una vez concluida la descarga y antes de iniciar el programa, debe verificar lo siguiente: El ajuste de todos los puntos de posición. El cableado de todas las las entradas y salidas. El ajuste del TCP.

4.5 Asistente de proyectos

Con el asistente de proyectos de CIROS puede crear de manera muy sencilla diferentes tipos de robot sin entorno de célula de trabajo, pero con entorno de programación, véase también 4.1. Inicie el asistente con la opción de menú File  Project Wizard. A continuación, el asistente le guía paso a paso por el proceso de creación de un proyecto nuevo.

Paso 1 de 3


67

4. Programación

Project Name

Indique el título del proyecto en este campo. El título sirve para identificar posteriormente el proyecto, p. ej., para volver a abrirlo más adelante. El nombre sugerido por definición es “UNTITLED”. En el proceso de instalación se crea automáticamente el directorio “Project Name” bajo el directorio “CIROS/CIROS Programming”. El título del proyecto sirve para crear un subdirectorio con el mismo nombre. En él se guardan todos los archivos del proyecto.

Program Name

El nombre que se introduce aquí se utiliza como sugerencia al descargar un programa en el control de robot.

Directory / Browse...

Aquí se introduce el directorio actual seleccionado para guardar el proyecto. Para seleccionar un directorio distinto, utilice el botón “Browse”.

Created by

En este campo puede introducir su nombre. El nombre aparecerá en el pie de página cuando imprima el proyecto.

Initials

En este campo puede introducir su ID de usuario. Éste se utiliza más adelante, p. ej., para registrar modificaciones.

Description

En este campo puede introducir una descripción del proyecto, como, p.ej., datos acerca de la configuración del robot y de las tareas del programa de robot que se ha creado.

General

Los datos introducidos en este cuadro de diálogo se guardan al cambiar de cuadro en el asistente o también si se sale de él pulsando “Finish”.

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4. Programación

Si sale del asistente pulsando “Cancel” perderá todos los datos introducidos.

Paso 2 de 3


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4. Programación

Robot Type

Seleccione el tipo de robot deseado. En el margen superior derecho del cuadro de diálogo se visualiza un modelo del robot seleccionado.

I/O-interface cards

Aquí puede fijar el número de tarjetas E/S integradas. El ajuste repercute, p.ej., en las opciones de selección del monitor de E/S. El número máximo de tarjetas E/S depende del tipo de robot:  Movemaster RE-xxx: 3 tarjetas.  Movemaster RV-M1/2: 2 tarjetas.

Hands

Introduzca aquí el número de pinzas montadas.

Programming Language

El lenguaje de programación seleccionado se utiliza para generar un programa de robot vacío. De este modo se selecciona además el verificador de sintaxis. Este punto sólo puede seleccionarse si el robot se puede programar en más de un lenguaje. En caso contrario, se utiliza automáticamente el único ajuste válido.

Additional Axis 1 (L1)

Aquí puede determinar si desea usar un eje adicional y de qué tipo.

Additional Axis 2 (L2)

Aquí puede determinar el tipo del segundo eje adicional. Este campo sólo está disponible si se ha seleccionado el tipo lineal ( “lin” ) o plato divisor ( “rot” ) para el primer eje adicional (L1), y el robot soporta dos ejes adicionales (Movemaster RE-xxx). Los robots Movemaster RV-M1/M2 sólo soportan un eje adicional.

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4. Programación

Paso 3 de 3

En el campo Changes puede introducir datos de la historia del proyecto, p. ej., modificaciones y ampliaciones del programa de robot. A continuación, pulse el botón “Finish”. Aparece una representación de la célula de trabajo con el robot seleccionado, la ventana de programación y la lista de posiciones.


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4. Programación

Con la orden de menú “Window  Robot programming  Program, Position List and I/O's” se obtiene una visualización óptima de las diferentes ventanas.

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5. Simulación

A continuación se describe la simulación de programas creados off-line en CIROS®.

5.1 Ejemplo: simulación de una célula de trabajo

Abra la célula de trabajo FirstSteps RV-2AJ con el proyecto FirstStepsTest del capítulo anterior. Utilice la orden de menú Simulation  Start (F5) para iniciar la simulación.

También puede pulsar el botón idéntico al representado a la izquierda. El programa simula el proceso paso a paso. El tiempo de la simulación se indica en la línea de estado. La línea de programación simulada aparece seleccionada en la ventana del programa. Al principio puede ejecutar cada paso del programa individualmente. Utilice para ello el botón de la barra de herramientas idéntico al segundo botón representado.

Para iniciar un ciclo de simulación nuevo, recomendamos devolver la célula robotizada a su posición inicial. Utilice para ello la orden de menú Simulation  Reset Workcell. Con la simulación se busca comprobar dos criterios importantes del programa: Corrección de la secuencia funcional. Posibilidad de optimización de tiempos. Aquí nos centraremos únicamente en el primero de d e los criterios, es decir: Corrección de la secuencia lógica. Detección de colisiones. La primera de las tareas debería ser capaz de realizarla sólo.


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5. Simulación

Detección de colisiones

Se ha creado un módulo de detección de colisiones nuevo. En primer lugar, considere qué componentes deben analizarse para comprobar si pueden producirse colisiones en ellos.

Ejemplo

Analicemos el programa de ejemplo presentado. El primer punto crítico posiblemente sea el traslado de la pieza azul para posarla en el primer palet. ¿Cómo se puede comprobar si existe riesgo de colisión para estos dos componentes? Para configurar el sistema de detección de colisiones utilice la orden de menú Settings  Collision detection.

Fig. 5.1: detección de colisiones

Primero debe definir qué componentes quiere analizar. Pulse el botón Manage Collision Groups. Se abre la ventana de configuración siguiente:

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5. Simulación

Fig. 5.2: grupo de componentes con riesgo de colisión

Haga clic en el botón “New”. ‟ Se le pedirá que le asigne un nombre al nuevo grupo de componentes con riesgo de colisión. Introduzca como nombre Test. ‟ Los componentes de la célula de trabajo virtual se visualizan en la ventana de la derecha. Seleccione los componentes que quiere analizar en términos de riesgo de colisión. En el caso del ejemplo seleccione los componentes Box3 y Pallet1.Pallet. ‟ Confirme la selección haciendo clic en el botón Apply. ‟ Cierre la ventana de configuración haciendo clic en el botón Close. Se abre la ventana “Collision Detection”. Seleccione el grupo “Test” en las ventanas de la izquierda. Haciendo clic en el símbolo de flecha doble, los datos se transfieren a la ventana de la derecha, denominada Test pairs.


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5. Simulación

Fig. 5.3: selección de parejas de comprobación

Confirme su selección con OK . Pulsando el botón Options pueden seleccionarse diferentes ajustes para representar la detección de colisiones.

Fig. 5.4: representación de la detección de colisiones

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5. Simulación

Para activar el sistema de detección de colisiones haga clic en el botón de la barra de herramientas idéntico al aquí representado, equivalente a la orden de menú Simulation -> Collision Detection. Inicie de nuevo la simulación. Observará que la pieza azul cambia a rojo en el proceso de traslado hacia el primer palet antes de ser posada. Ésa es la señal de que se produce una colisión. La colisión se mantiene porque la pieza se posa en el palet, pero, ¿cómo se elimina la colisión antes de posar la pieza?

Propuesta de solución

Sustituya la línea 40 por lo siguiente: 40 MVS P2,-30 41 MOV P3,-30 42 MVS P3 Para visualizar con más detalle la detección de colisiones, use su programa de ejemplo en la célula de trabajo NextSteps RV-2AJ.mod, ligeramente modificada, y compruebe el riesgo de colisión contra la placa de cristal.

5.2 Simulación de sensores

La simulación de sensores amplía la capacidad de CIROS® para simular células robotizadas completas. Muchos de los sensores empleados en la automatización de procesos de fabricación pueden parametrizarse y simularse de manera realista. Además, puede visualizarse el margen de medición de los sensores, opción que no es posible en la realidad, pero que resulta útil en la fase de planificación para evitar errores de diseño. Los sensores se emplean en numerosas células de trabajo, como, p.ej., en la “MPS ® RobotStation” para identificar objetos y materiales. Las características de los sensores pueden analizarse con el Model Explorer, véase el capítulo 6.3.


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5. Simulación

5.3 Simulación de PLC

El simulador S7 de CIROS® interpreta programas S7 operativos. Cada célula de trabajo puede incluir varios controles lógicos programables. Todos los PLC se controlan con un programa S7. En CIROS ® Robotics no es posible cambiar el programa S7 existente. Activando la orden Programming  S7 Program Manager se obtiene un cuadro general de los controles S7 incluidos en su célula de trabajo y de los programas S7 cargados. Además, en el administrador se muestran, en forma de árbol, el nombre y la estructura del programa de PLC cargado en cada control. Los programas pueden componerse de los módulos siguientes: Bloques de organización. Módulos funcionales. Módulos de datos. Funciones. Funciones del sistema. Haciendo doble clic en un módulo, se visualiza su contenido.

5.4 Selección del control

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Con la orden Programming -> Controller Selection se abre la ventana donde se visualizan y seleccionan los controles individuales. Seleccione ahora los controles que desee activar. Se visualizan todos los objetos que disponen de un control propio.


5. Simulación

En CIROS, cada robot dispone de un control propio. En los controles se cargan programas. Éstos pueden iniciarse, pararse o ejecutarse por pasos, estando activado el control. Las posiciones de robot en coordenadas de ejes o universales, las entradas y salidas y la programación tipo teach-in se muestran siempre para un robot determinado como master en la lista. Haciendo clic en el campo de master o de actividad se activan o desactivan controles o se ajustan controles determinados como master. Además, las listas de posiciones y los programas se asignan siempre a un robot determinado. Activando una ventana de lista de posiciones o de programa, el robot asociado a ella se ajusta automáticamente como robot master.

Master

Haciendo clic en la zona de un control, éste se convierte en master. Al mismo tiempo, se activa si estaba inactivo. El contenido de las ventanas o los parámetros siguientes se refieren siempre al control master correspondiente: Ventana de posición (coordenadas de ejes o universales). Ventana de lista de posiciones. Ventana de E/S. Ventana de teach-in. Carga de los programas de un control (IRL; PLC S5, etc.).

Controller

Aquí se muestra el nombre del control.


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5. Simulación

Activity

El control se activa o se desactiva haciendo clic en su zona. El control master está siempre activo y no puede desactivarse. Cuando los controles se activan o se desactivan: Los programas sólo pueden iniciarse o pararse estando activos los controles. Los mensajes de estado sólo pueden ser evaluados por controles activos. Los programas sólo pueden iniciarse o pararse estando activos los controles. Los mensajes de estado sólo pueden ser evaluados por controles activos.

Start/Stop

En este campo se visualiza si el control correspondiente está en funcionamiento. Todos los controles activos se inician o se paran consecutivamente seleccionando el punto 'Start o 'Stop‚ del menú 'Execute.

5.5 Ajustes

Para configurar, utilice la orden Settings -> Simulation.

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5. Simulación

Simulation Cycle

El ciclo de simulación (Simulation Cycle) indica el intervalo con el que el control de simulación interpola los pasos de interpolación del robot y determina el tiempo de ciclo para los PLC existentes. Además, en el ciclo de simulación se calculan todos los módulos de expansión (p. ej., simulación de sensores, sistema de transporte, etc.). Un valor alto hace que la simulación discurra muy rápido, pero, en contrapartida, se calculan menos pasos de interpolación. Como consecuencia, es posible que no se calculen pasos importantes. Al contrario, con un valor bajo se calculan más pasos de interpolación, pero se requiere un tiempo de cálculo mayor.

Supongamos que un robot tarda exactamente 1 segundo en recorrer un tramo de 1 m. El número de interpolaciones sería el siguiente:

Ejemplo

Ciclo de simulación

0.040

0.100

0.200

0.500

1.000

Número de interpolaciones

25

10

5

2

1

Target Visualization Cycle

El ciclo de visualización indica los intervalos en los que debe actualizarse la visualización del modelo en la ventana de la célula de trabajo. El plano de la célula de trabajo se actualiza con más frecuencia cuanto más bajo sea el valor. Así, el movimiento se desarrolla con mayor fluidez, pero puede ralentizarse debido a que el ordenador requiere más tiempo de cálculo. El valor del ciclo de visualización debe ser siempre mayor o igual al valor del ciclo de simulación, porque el estado del modelo (y, por tanto, también la representación) varía dependiendo del ciclo de simulación.

Show End Positions

Al activar esta opción se visualiza siempre la posición final del movimiento de un robot incluso si se encuentra entre dos ciclos.

Real Time Control

Seleccione esta opción para activar una representación en tiempo real. El ciclo de visualización se adapta en función a los parámetros ajustados para que la simulación discurra en tiempo real.


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5. Simulación

En modelos complejos o cuando el ordenador no tiene capacidad suficiente puede suceder que no sea posible visualizar la simulación en tiempo real, ya que ello aumentaría constantemente el ciclo de visualización. El ciclo máximo de visualización se utiliza a modo de límite para que sólo pueda discurrir entre los valores del ciclo de simulación y del ciclo máximo de visualización.

Real time compensation

Este parámetro determina las constantes (factor de amplificación P) que regulan el ciclo de visualización durante la regulación del tiempo real. Los valores típicos están comprendidos entre 0.1 y 0.6. Un valor menor supone una compensación menor y valores mayores podrían causar oscilaciones demasiado grandes.

Maximum Visualization Cycle

Introduzca aquí un valor máximo para el ciclo de visualización. Cuando la regulación de tiempo real está activada, el sistema intenta ajustar automáticamente un ciclo de visualización que discurra en paralelo con la simulación y el tiempo real. La regulación de tiempo real permite obtener una estimación realista, p. ej., de la velocidad de movimiento de los robots.

Simulation / Real Time ratio

Este parámetro determina las constantes que regulan la proporción entre ciclo de simulación y tiempo real. Cuando se ajusta el valor por defecto (1.0), el tiempo de simulación se regula en sincronización con el tiempo real. Cuando el valor es superior a 1.0, el tiempo de simulación discurre más rápido que el tiempo real. Cuando el valor es menor que 1.0, el tiempo de simulación se reduce respecto al tiempo real. Si el valor seleccionado es 5, la regulación de tiempo real intenta que el tiempo de simulación discurra cinco veces más rápido que el tiempo real. En este caso, 50 segundos del tiempo de simulación equivalen a aprox. 10 segundos del tiempo real.

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5. Simulación

Simulation Cycle Optimization

Seleccione esta opción para aprovechar la capacidad de cálculo sin utilizar de su ordenador para mejorar el ciclo de simulación. El ciclo de simulación se reduce dependiendo de la capacidad disponible. Si el ordenador tiene capacidad suficiente, la simulación puede discurrir con más fluidez. En el campo Minimum Simulation Cycle es posible ajustar un límite inferior para la optimización.

Minimum Simulation Cycle

Indica el valor límite inferior para la opción Simulation Cycle Optimization.


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6. Modelado

Aunque en CIROS® Robotics no pueden guardarse células de trabajo nuevas, es posible utilizar una gran cantidad de funciones de modelado dentro de las células para modificar configuraciones y analizar problemas en otras configuraciones.

No se posible guardar modificaciones en la célula de trabajo.

Para modelar células de trabajo basadas en robots en CIROS®, el usuario dispone de varios recursos auxiliares, como bibliotecas de modelos y el Model Explorer. A continuación, vamos a utilizar el ejemplo del capítulo 4 para explicar cómo modificar la configuración. En CIROS ® Studio se dispone de la funcionalidad completa para guardar las células de trabajo y habilitarlas para la versión de Robotics.

En la jerarquía de modelos de CIROS® se incluyen los tipos siguientes de elementos:

6.1 Jerarquía de modelos

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Objetos

La unidad superior de la estructura de elementos son los objetos. Ejemplo: un robot es un objeto.

Grupo

Los grupos se asignan a objetos. Cada grupo puede disponer de un grado de libertad, de modo que el movimiento que realiza es independiente respecto al grupo anterior. Ejemplo: el eje de un robot es un grupo.

Componentes

Los componentes están asignados a grupos y determinan la representación gráfica. Ejemplo: un área, un cuboide o un poliedro son componentes.


6. Modelado

Puntos para sujetar

Para que un objeto pueda agarrar otro objeto, se asigna un punto para sujetar a un grupo del objeto que realiza el agarre. Ejemplo: en la brida del sexto eje de un robot hay un punto para sujetar.

Puntos de sujeción

Para poder ser agarrado por otro, se asigna un punto de sujeción a un grupo del objeto que debe agarrarse. Ejemplo: una pieza que va a ser agarrada dispone de un punto de sujeción.

6.2 Model Explorer

El Model Explorer permite acceder a todos los elementos de una célula de trabajo. Además de los objetos y sus elementos subordinados, se incluyen materiales, bibliotecas, ajustes de iluminación y todos los enlaces E/S. El Model Explorer se abre con la orden Modeling  Model Explorer (Ctrl+T)

Fig. 6.1: Model Explorer


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6. Modelado

La ventana del Model Explorer está dividida en dos partes. En la sección izquierda se visualiza un árbol de navegación con las carpetas de los elementos de una célula de trabajo. La lista de elementos de la sección derecha contiene los elementos de la carpeta seleccionada en el árbol de navegación. Los elementos se seleccionan haciendo clic sobre ellos en el árbol (si aparece representado) o en la lista de elementos. Un menú de contexto con las órdenes más importantes se abre haciendo clic en un elemento o en una carpeta de elementos con la tecla derecha del ratón. En la carpeta Objects se encuentran todos los componentes de la célula de trabajo. Estos nombres son los que se utilizan en la descripción del funcionamiento de las células de trabajo.

Ejemplo

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Usted desea determinar la posición exacta de la “pieza a manipular verde” de la célula de trabajo “FirstSteps” expresada en coordenadas universales. 1º Abra el Model Explorer y el modo de edición con la orden Modeling  Edit mode (Ctrl+E) . Haga clic en la pieza a manipular verde. El objeto se selecciona y el sistema de coordenadas de objeto correspondiente se visualiza. En el árbol se selecciona la carpeta “Objects” y en la ventana se selecciona el componente “Box2 ” asociado. De este modo se localiza la asignación deseada. 2º Haga clic en el objeto “Box2” del árbol y seleccione la orden Properties del menú de contexto. Se abre el cuadro de diálogo de propiedades del objeto. Seleccione la entrada Pose.


6. Modelado

Fig. 6.2: propiedades del objeto

Aquí se muestran las coordenadas cartesianas del punto cero del sistema de coordenadas de objeto y la posición de orientación del objeto (balanceo = giro alrededor del eje z; inclinación = giro alrededor del eje y; orientación = giro alrededor del eje x) respecto al sistema de coordenadas universales.

Fig. 6.3: descripción de la posición


87

6. Modelado

Modificación de las propiedades del objeto

Vamos a completar nuestro ejemplo de aplicación de manera que la pieza a manipular verde se coloque girada 45° respecto al sistema de coordenadas universales, en el centro de la mesa.

Solución

1º Las coordenadas cartesianas y los valores de orientación del cuadro de diálogo de las propiedades del objeto pueden sobrescribirse directamente o modificarse con los incrementos predeterminados de las teclas de flecha. La pieza a manipular se coloca en la posición nueva al confirmar el valor nominal nuevo pulsando el botón Set . 2º Modifique la coordenada “y” y el ángulo de balanceo de la misma manera.

El cuadro de diálogo de las propiedades del objeto incluye más datos de parámetros repartidos entre las pestañas General, Dimension, Visualisation, Extended, ORL, Extended Mechanism. Las propiedades adicionales del objeto sólo pueden modificarse en CIROS ® Studio.

Elementos de la biblioteca

Los objetos de una célula de trabajo pueden agruparse como elementos de biblioteca para que siempre aparezcan dentro de un conjunto fijo de geometrías. Los elementos de la biblioteca se reconocen en la lista de objetos por denominarse conforme a la convención siguiente. El nombre de un elemento de la biblioteca siempre tiene dos partes: nombre de biblioteca.nombre de objeto Ejemplo: (célula de trabajo “FirstSteps"): Pallet1.Pallet Sólo es posible modificar las propiedades del elemento correspondiente de la biblioteca. Por ejemplo, para modificar la posición del primer palet, debe hacer clic en el elemento “Pallet1” de la carpeta de la biblioteca en el árbol y abrir el menú Properties del menú de contexto.

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6. Modelado

Enlaces E/S

Abra la carpeta I/O Connections del árbol. A continuación se muestran todas las conexiones E/S y sus objetos correspondientes.

Fig. 6.4: lista de los enlaces E/S

Esta lista también se encuentra en la documentación de la célula de trabajo. Además, usted quiere saber qué bit de entrada está asignado a la entrada simbólica “Part_AV” del control de robot en la célula de trabajo “MPS RobotStation.mod”.


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6. Modelado

Solución

Abra la carpeta del objeto RV-2AJ y seleccione el subdirectorio Inputs. En la ventana derecha se muestran todos los bits de entrada.

Verá que la entrada que busca se encuentra en el bit de entrada número 8.

6.3 Ejemplo: modelado en una célula de trabajo

En la sección 6.2 ha aprendido a modificar las propiedades de objetos para cambiar de manera sencilla la configuración de la célula de trabajo. El diseño de la célula también puede modificarse de muchas otras maneras en CIROS® Robotics.

Iluminación

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Usted desea cambiar la iluminación de la representación gráfica. La iluminación se compone de luz ambiental y de hasta siete fuentes de luz adicionales. Abra la carpeta Illumination y seleccione el objeto “Ambient light”. Abra el cuadro de diálogo Properties en el menú de contexto. Aquí puede modificar la intensidad de la luz y el color. Usted desea comprobar qué fuentes de luz están conectadas en la célula de ejemplo y qué efecto tienen en la célula. Seleccione, p. ej., la fuente de luz 1, haciendo clic en ella. En la ventana de la célula de trabajo, la orientación de la fuente de luz se representa con un rayo de luz, y la ventana de propiedades del objeto se abre. La fuente de luz puede conectarse y desconectarse. Además, puede ajustarse su orientación, su intensidad y su color.


6. Modelado

Visualización de señales de sensores

Usted desea visualizar las señales de sensores, p. ej., en la célula de la estación MPS-RobotStation. Abra el Model Explorer y la ventana de propiedades de la célula de trabajo. Seleccione el menú Sensor Simulation y haga clic en la opción Show measuring range.


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Ciros Robotics Manual Es

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