PRÁCTICAS VÍA INTERNET Célula de Clasificación

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Aurora Soto Quintana
hace 8 años
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1 PRÁCTICAS VÍA INTERNET Célula de Clasificación Descripción del Sistema Realizado: Laboratorio Remoto de Automática (LRA-ULE) Versión: Páginas: Grupo SUPPRESS (Supervisión, Control y Automatización) Universidad de León

2 1. Introducción En este documento se describe la topología de la célula electro-neumática de clasificación de piezas que se encuentra disponible en el laboratorio A4 del edificio tecnológico de Ingenierías de la Universidad de León. Mediante este sistema se puede controlar y supervisar un proceso cuya finalidad es la clasificación de una serie de piezas huecas de acero en tres categorías mediante el reconocimiento de un código gráfico adosado a uno de los laterales de cada pieza. 2. Objetivos de la práctica Los objetivos de esta práctica son los siguientes: Comprender el proceso llevado a cabo por el sistema. Reconocer cada uno de los elementos que intervienen en el proceso y determinar su función dentro del mismo. 3. Descripción del sistema El dispositivo consiste en una célula electro-neumática de clasificación dotada de un robot ABB, cuya finalidad es la separación de perfiles huecos de acero (6x6x8 cm) en tres categorías mediante el reconocimiento de un código gráfico adosado a uno de los laterales de cada perfil de acero. Este código se adquiere en forma de imagen con una cámara y posteriormente se procesa para la obtención de dos números, que sumados y divididos entre 3 nos darán el grupo al que pertenece el perfil. El sistema está constituido por los siguientes elementos: - Brazo Robot: Consiste en un brazo robot ABB IRB 1400 al que se ha dotado en su extremo de una ventosa de succión y de una pinza neumática de apertura paralela de la compañía SMC. Estas dos herramientas se encuentran instaladas sobre una pieza diseñada para esta finalidad. La función de la pinza neumática es coger los perfiles de la - 1 -

3 mesa de origen y situarlos en el inicio de la cinta transportadora, y la función de la ventosa es recoger los perfiles de los carriles de almacenamiento y situarlos en la mesa de origen. - Manipulador: Está formado por una mesa de translación lineal y por un brazo neumático que se encargan de trasladar el perfil de acero desde el final de la cinta transportadora hasta el carril de la rampa de almacenamiento que le corresponda. Para dotar de movimiento vertical y horizontal al brazo neumático se utilizan dos tornillos sin fin acoplados a dos motores asíncronos trifásicos (230/400 V; 50 Hz; 0,25 kw). Para el control de estos motores se utiliza un variador de frecuencia ALTIVAR 71 (1,5 kw) que conmuta la conexión con los motores mediante un conjunto de relés, por esta razón el brazo neumático del manipulador no puede realizar los movimientos vertical y horizontal de forma simultánea. - Cinta Transportadora: Consiste en una cinta transportadora lineal con una serie de elementos que permiten realizar tareas sobre los objetos que circulan por ella. Los sensores fotoeléctricos permiten determinar la posición de la pieza dentro de la cinta, los cilindros neumáticos colocan la pieza dependiendo del carril al que vaya destinada, y por último, el sistema de visión, que se encuentra al principio de la cinta, permite determinar el tipo de pieza. Este sistema de visión se compone de una cámara Panasonic WV-CD20 con sensor CCD para la captura, una capturadora de imagen Conceptronic (USB 2.0, MPEG 1/2/4, 30 fps, NTSC, PAL, SECAM, 720x576 Px) y el software para el procesamiento de las imágenes (Matlab), que se encuentra en el ordenador de control. - Elementos Electro-neumáticos: Los elementos electro-neumáticos que controlan los cilindros de la cinta están formados por un bloque de diez electroválvulas que se encuentra anclado en uno de los perfiles de la rampa, mientras que en el caso del robot, la válvula y el eyector de vacío se han instalado sobre el cuerpo del mismo. En este apartado también se debe mencionar la existencia de una electroválvula de apertura progresiva que controla el flujo global del aire de entrada. A la salida de esta válvula, se divide el circuito general en tres circuitos independientes, cada con su propio - 2 -

4 electroválvula de proceso, que permite el corte o suministro de la presión para cada uno de los circuitos neumáticos (manipulador, cinta y robot). - Rampa de Almacenamiento: Esta rampa ha sido construida utilizando perfilería de aluminio, y se utiliza para almacenar las piezas que son depositadas por el manipulador neumático. La superficie de los carriles es de acero inoxidable que proporciona un grado de deslizamiento mayor. Las rampas se encuentran a diferentes alturas paras favorecer la visualización de la caída de las piezas. - Panel de Control: En este panel se encuentran los dispositivos que realizan el control sobre la maqueta. El principal elemento es el PLC Modicom TSX Premium P57 (Schneider) encargado de ejecutar la estrategia que gobierna la maqueta. También se dispone de una periferia descentralizada STB NIP-2112, en la que se encuentran los módulos de entradas/salidas y que se comunica vía Modbus con el PLC de control. Por último, también se deben mencionar los dos variadores ALTIVAR 71 para el control de los motores de la cinta transportadora y del manipulador, y las fuentes para la alimentación de los componentes del panel (24V, 5 y 10A). - Ordenador de Gestión: Este equipo está orientado a controlar todos los programas necesarios para el correcto funcionamiento de la célula. Entre estos programas cabe destacar el software Matlab, mediante el cual se ha creado una herramienta para el procesamiento de los códigos de cada pieza, y el servidor OPC encargado de realizar la comunicación del PLC con Matlab. En este PC también se encuentra el software Unity Pro en el que se ha programado la estrategia para el control de la célula. 4. Descripción del proceso El proceso de clasificación se desarrolla de la siguiente forma: El brazo robot coge un perfil de la mesa de origen utilizando una pinza neumática que toma cada perfil por su interior. A continuación coloca este perfil sobre la cinta transportadora, justo debajo del sistema de visión para realizar la adquisición y el procesamiento del código de la pieza, - 3 -

5 utilizando para ello una herramienta desarrollada en Matlab y un servidor OPC que permite la comunicación entre el PLC de control y otros programas o dispositivos, como por ejemplo Matlab. Una vez procesado el código de la pieza, se determina el grupo al que pertenece y se activa la cinta transportadora realizando una serie de tareas a lo largo de la misma. Al final de la cinta, un brazo manipulador neumático unido a una mesa de translación lineal recoge el perfil y lo deposita en uno de los tres carriles de la rampa de almacenamiento. Cuando se termina el proceso de clasificación de todos los objetos disponibles, el robot acude a la rampa de almacenamiento para recoger los perfiles y depositarlos de nuevo en la mesa de origen. En la Figura 1 se puede observar una vista general de la célula de clasificación en la que se indican los principales elementos que la constituyen. Fig. 1 Vista general del sistema de clasificación - 4 -

6 5. Tareas a realizar Las tareas a realizar en esta práctica se enumeran a continuación: 1. Leer y comprender los apartados anteriores de este documento. 2. Acceder a la página lra.unileon.es, en el apartado Sistemas/Célula Robotizada y leer la información que contiene cada una de las pestañas. Acceder a la pestaña Ficha Técnica y abrir los manuales técnicos de los elementos que constituyen la célula. 3. Reconocer cada una de las partes de la célula y rellenar las tablas: SISTEMA FÍSICO DE CLASIFICACIÓN (FIGURA 2) ID Elemento Función

7 Fig. 2 Vista General del Sistema Físico de Clasificación. PANEL DE CONTROL (FIGURA 3) ID Elemento Función 1-6 -

8 Fig. 3 Vista General del Panel de Control

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