Célula de Fabricación Flexible, MPS-C Estación 6: Robot

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1 Célula de Fabricación Flexible, MPS-C Estación 6: Robot Festo Didactic-2003

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3 Uso al que se destina Esta estación ha sido desarrollada y producida exclusivamente con fines de formación profesional y continuada, en el campo de la automatización y las comunicaciones. La empresa que imparta la formación y/o los instructores deben asegurar que los alumnos observan las medidas de seguridad descritas en los manuales suministrados. Festo Didactic declina cualquier responsabilidad por daños a los alumnos, a la organización, a terceras partes, o a todos ellos, como resultado del uso o aplicación de los equipos fuera de la situación de pura formación, a no ser que sean causadas premeditadamente o por manifiesta negligencia por parte de Festo Didactic. Nº de artículo: Descripción: Célula MPS-C, Estación Robot. Manual de Funcionamiento Fecha: 11/2003 revisado 01/2004 Autor: Aquilino Rodríguez Penin Festo Didactic, 2003 Internet: did@festo.com Sin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproducción total o parcial de este documento, así como su uso indebido y/o su exhibición o comunicación a terceros. De los infractores se exigirá el correspondiente resarcimiento de daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos. Festo Didactic 3

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5 Contenido 1 INTRODUCCIÓN OBJETIVOS SEGURIDAD Recomendaciones A tener en cuenta GARANTÍAS Y RESPONSABILIDADES LA ESTACIÓN DEL ROBOT DESCRIPCIÓN COMPONENTES Robot RV-2AJ Controlador del robot Botonera de Mando Pinza Montaje de la pinza Módulo de rampa Módulo retenedor Módulo de montaje Modulo de almacén CONEXIONADO PUESTA A CERO POSICIÓN INICIAL SECUENCIA DE TRABAJO COMBINACIONES POSIBILIDADES DE TRABAJO CONFIGURACIÓN DE LA BRIDA DETERMINAR LAS POSICIONES DE TRABAJO (TEACHING) POSICIONES DEL ROBOT P99: Posición Inicial P1: Recogida de pieza roja P2: Punto de referencia del módulo retenedor de Montaje P3: Identificación del color de la pieza P4: Depósito piezas rojas / metálicas P5: Depósito piezas negras P14: Recogida del muelle en Estación Montaje P15: Punto de referencia módulo Palet Estación Montaje P16: Colocación de la pieza en la rampa Estación Montaje P17: Presencia de Culata en Estación Montaje P18: Presencia de muelle en Estación Montaje P19: Recogida de culata en Estación Montaje P27: Presencia de Culata Estación Punzonado Festo Didactic 5

6 P29: Recogida de culata Estación Punzonado P30: Posición intermedia culata Estación Punzonado PROGRAMA DE CONTROL SEÑALES DE E/S PROGRAMAS DE CONTROL Posiciones asociadas Programas de la estación Programa 10: Clasificación Programa 11: Identificación con orientación Programa 12: Identificación con orientación y almacenaje Programa 13: Montaje de cilindros Programa 14: Montaje con estación Punzonado PRECAUCIONES MANTENIMIENTO LIMPIEZA DE LA ESTACIÓN AJUSTE DE LOS SENSORES Sensores fotoeléctricos ROBOT MITSUBISHI RV2-AJ INTRODUCCIÓN General Conexiones Controlador Comunicaciones Ampliación CARACTERÍSTICAS DEL ROBOT CARACTERÍSTICAS DEL CONTROLADOR LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN MELFA-BASIC IV Control de movimiento Paletizado (DEF PLT, PLT) Control de programa Entradas y salidas Comunicaciones Expresiones y operaciones PRIMEROS PASOS CON EL ROBOT Creación de un programa desde la botonera Corrección de una línea de programa Grabar una posición Moverse a una posición Borrar una posición Probar un programa Funcionamiento en automático Programa de ejemplo CÉLULA DE FABRICACIÓN MPS-C DESCRIPCIÓN LAS ESTACIONES Estación 1 Distribución Estación 2 Verificación Festo Didactic 6

7 7.2.3 Estación 3 Proceso Estación 4 Manipulación Estación 5 Almacén Intermedio Estación 6 Robot Estación 6 A Montaje Estación 7 Clasificación Estación 8 Punzonado Hidráulico MONTAJE Alimentaciones Unión mecánica de las estaciones Orden de colocación COMUNICACIONES FICHAS TÉCNICAS Festo Didactic 7

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9 1Introducción 1.1 Objetivos Las estaciones de la Célula MPS-C se han diseñado para la formación en automatización industrial en el ámbito de la formación profesional y continuada. Los sistemas y estaciones del Sistema Modular de Producción facilitan la formación profesional orientada a la industria, y el hardware consiste en componentes de tipo industrial, adecuados para fines didácticos. Además, la formación puede impartirse para inculcar espíritu de equipo, voluntad de cooperar y habilidades organizativas. Las fases reales de un proyecto, pueden enseñarse por medio de proyectos de formación, tales como: - Planificación - Montaje - Programación - Puesta a punto - Funcionamiento - Mantenimiento - Localización de averías Pueden enseñarse contenidos didácticos que cubran los siguientes temas: Mecánica - Montaje y ajuste mecánico de una estación Neumática - Conexionado de componentes neumáticos Sensores - Uso correcto de sensores ópticos - Ajuste Robótica: - Áreas de aplicación de los robots - Fundamentos de robótica - Terminología utilizada en robótica - Programación de robots Puesta a punto - Puesta a punto de un sistema de producción Localización de averías - Localización sistemática de averías en un sistema de producción Festo Didactic 9

10 Proponemos algunos temas que se pueden desarrollar con este equipo: Sustitución de un sistema de control por relés, por un PLC Diseño de los esquemas neumáticos correspondientes Selección de pinzas o pinzas eléctricas o pinzas neumáticas Seguridad durante un fallo de la alimentación neumática o Reserva de aire comprimido Festo Didactic 10

11 1.2 Seguridad Recomendaciones Se deben observar siempre las recomendaciones y normas fundamentales sobre seguridad. Cualquier persona que trabaje con el Sistema Modular de Producción, debe observar con especial atención las recomendaciones de seguridad. Además, deben respetarse las normas y regulaciones sobre prevención de accidentes, aplicables localmente. El responsable del funcionamiento se compromete en asegurar que el Sistema Modular de Producción es utilizado solamente por personas que: Estén familiarizadas con las normas básicas relacionadas con la seguridad operativa y prevención de accidentes. Hayan recibido instrucciones en el manejo del Sistema Modular de Producción. Estén medianamente habituados en trabajar con seguridad A tener en cuenta General Los alumnos sólo deben trabajar en la estación bajo la supervisión de un Electricidad instructor. Observar los datos de los componentes individuales de las fichas técnicas. Las conexiones eléctricas deben establecerse y desconectarse sólo cuando la tensión principal esté cortada Utilizar sólo bajas tensiones de hasta 24 V DC. Neumática No sobrepasar la presión admisible de 8 bar (800 kpa). Mecánica No aplicar el aire comprimido hasta que no se hayan establecido y asegurado todas las uniones con tubos. No desconectar conductos de aire que estén bajo presión. Hay que tener especial cuidado al aplicar el aire comprimido. Los cilindros pueden avanzar o retroceder tan pronto se aplique el aire comprimido. Montar todos los componentes en la placa de forma segura. No intervenir manualmente a no ser que la máquina se halle parada. Festo Didactic 11

12 Sistema robótico No tocar ninguna parte móvil del robot durante el funcionamiento. Cualquier intervención dentro del espacio operativo sólo debe hacerse tras haber cortado la tensión. No guardar el terminal de mano cerca del robot si no está conectado al control, ya que el dispositivo de PARO DE EMERGENCIA no funcionaría. Si la pinza sostiene una pieza durante un PARO DE EMERGENCIA, ésta se caerá durante la función de restablecimiento (recorrido al origen). El Sistema Modular de Producción está diseñado según los últimos avances en esta tecnología y cumple con reconocidas normas de seguridad. Sin embargo, al utilizar el sistema siempre puede haber un riesgo de ocasionar daños físicos o lesiones graves al usuario o a terceras partes, o de causar daños a la máquina o a otros bienes materiales. El Sistema Modular de Producción debe ser utilizado exclusivamente con fines didácticos y en condiciones absolutamente seguras. Festo Didactic 12

13 1.3 Garantías y responsabilidades En principio, se aplican todos nuestros "Términos y Condiciones de Venta". Estos términos se ponen a disposición del responsable del funcionamiento, a lo más tardar en el momento de la firma del contrato. Las reclamaciones de la garantía y responsabilidad por daños a personas y materiales quedan excluidas si estas pueden imputarse a una o varias de las siguientes causas: Uso de la instalación con fines que no son los previstos Montaje de la máquina, puesta a punto, funcionamiento o mantenimiento incorrectos Funcionamiento de la instalación utilizando equipos de seguridad defectuosos o mal montados, o dispositivos protectores fuera de servicio. La falta de observación de notas de las instrucciones de funcionamiento en relación con el transporte, almacenamiento, montaje, puesta a punto, funcionamiento, mantenimiento y preparación del equipo Modificaciones constructivas no autorizadas en la instalación Supervisión inadecuada de la instalación o de componentes sometidos a desgaste Reparaciones llevadas a cabo incorrectamente Catástrofes resultantes por causas ajenas o por fuerza mayor. Festo Didactic declina cualquier responsabilidad por daños a los alumnos, a la organización, a terceras partes, o a todos ellos, como resultado del uso o aplicación de los equipos fuera de la situación de pura formación, a no ser que sean causadas premeditadamente o por manifiesta negligencia por parte de Festo Didactic Festo Didactic 13

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15 2La Estación del Robot 2.1 Descripción Según VDI 2860, la manipulación es la creación, cambio definido o mantenimiento temporal, de una disposición espacial específica de cuerpos geométricamente determinados. La función de la estación de Robot es: - determinar las características del material de una pieza, - retirar piezas de un receptáculo, - depositar las piezas en el retenedor de montaje - depositar las piezas en el almacén de "metálica / roja o en el de "negras" - pasar las piezas a la estación siguiente Las piezas caen por una rampa en el dispositivo retenedor. El robot va a buscar piezas al dispositivo retenedor con ayuda de una pinza neumática. Las piezas son depositadas en el retenedor de montaje. Por medio e un sensor óptico se verifica la orientación de las piezas. En la mandíbula de la pinza hay dispuesto un sensor óptico que distingue entre piezas 'negras' y piezas 'no negras'. Las piezas pueden ser depositadas en diferentes almacenes basándose en estos criterios, o transferirlas a la estación siguiente. En combinación con la estación de Montaje (estación 6), las piezas integrantes de un cilindro de carrera corta se montan formando un cilindro funcional. Festo Didactic 15

16 2.2 Componentes Los componentes más destacados de esta estación son: - Robot RV-2AJ - Controlador del robot - Pinza - Módulo de rampa - Módulo retenedor - Módulo de montaje - Módulo de almacén Robot RV-2AJ Para el transporte de piezas de utiliza un robot angular de brazo articulado vertical, con 5 ejes. Algunas características: - La repetibilidad en la precisión de posicionado del robot es de ± 0.02 mm. - La velocidad máxima del brazo del robot es de 2200 mm/s - Se ha integrado la supervisión de la posición final y de eventuales sobrecargas. Nota Para más detalles técnicos, véase el capítulo 2 de las Especificaciones Estándar del Robot Industrial MELFA: Manual RV-1A/RV-2AJ Nº de artículo: , Status , BFP-A8050-B. Festo Didactic 16

17 2.2.2 Controlador del robot Es donde radica el sistema de control del Robot. Aquí se conecta también la botonera o TeachBox. Número Texto Comentario 1 POWER Enciende/Apaga el control (ON/OFF) 2 START Ejecuta el programa 3 STOP Para el robot inmediatamente. El servo no se apaga. 4 RESET Restablece una situación de error 5 EMG.-STOP El PARO DE EMERGENCIA detiene el robot El servo se apaga 6 REMOVE T/B Se utiliza para conectar/desconectar el T/B sin desconectar la potencia 7 CHANGE.DISP Cambia detalles visualizados en el visualizador 8 END Detiene el programa que se esté ejecutando 9 SVO.ON Conecta la potencia de los servomotores. 10 SVO.OFF Apaga la potencia de los servomotores. 11 Status.Number Se muestra el nº de alarma, nº de programa, etc. 12 Conector T/B Base para conectar el T/B 13 Conector RS232C Base para conectar el PC MODE Auto (Op) 14 MODE Teach MODE Auto (Ext) Sólo son válidas operaciones desde el controlador. Sólo son válidas operaciones desde el T/B Sólo son válidas operaciones desde el dispositivo exterior. 15 UP/DOWN Desliza arriba y abajo los detalles visualizados Festo Didactic 17

18 2.2.3 Botonera de Mando El T/B se utiliza para determinar las posiciones del brazo del robot. Para ayudar en la programación y para el control del robot, hay integrado un visualizador LCD. En la parte posterior del T/B hay un interruptor Hombre Muerto. Presionar ligeramente este interruptor mientras se hacen funciones con el servo activado (ON). Si este interruptor se suelta o se presiona con excesiva fuerza, el servo se detendrá (OFF) Nota Puede hallar más información en: Capítulo 4.2 del Robot Industrial MELFA, Manual de Hardware Controlador CR1 Nº de artículo: , Status , BFP-A8054-D. 1-Visualizador LCD 2-Interruptor ENABLE/DISABLE 3-Interruptor Hombre Muerto (Deadman) 4-Interruptor de PARO DE EMERGENCIA 5-Panel de control Festo Didactic 18

19 2.2.4 Pinza El brazo del robot lleva montada una pinza neumática. Las mandíbulas de la pinza están construidas de tal forma que ésta tiene tres posiciones de sujeción. La pinza exterior (1) y la pinza intermedia (2), se utilizan para transportar las piezas cuerpo y tapa. La pinza de émbolo / muelle (3) se utiliza para transportar el émbolo o el muelle. Un sensor óptico de reflexión directa (con cable de fibra óptica) integrado en la mandíbula de la pinza, se utiliza para la identificación del color de las piezas. Notas - La tapa, el émbolo y el muelle se utilizan para el montaje de cilindros. - La estación Robot sólo utiliza el cuerpo de los cilindros como pieza para montaje. - No se dispone de detección de 'Pinza abierta / pinza cerrada'. Festo Didactic 19

20 Montaje de la pinza La pinza se sujeta al robot mediante cuatro tornillos tipo Allen. La posición correcta de montaje es la indicad a continuación. Con los ejes A y B marcando los siguientes valores (se pueden observar en la botonera del robot): Eje A: 0º Eje B: 180º La posición de la pinza debería quedar como se ve en la figura siguiente (posición número 2, referencia del módulo de montaje): Si no es así, desmontar la pinza aflojando los cuatro tornillos y colocarla en la posición correcta. Festo Didactic 20

21 2.2.5 Módulo de rampa El módulo de Rampa se utiliza para transportar o almacenar las piezas. El ángulo de inclinación de la rampa puede ajustarse sin escalonamientos. En la estación Robot, el módulo de rampa se utiliza como alimentador de piezas para el módulo retenedor. No insertar la pieza manualmente en el retenedor. Utilizar la rampa para la alimentación. Festo Didactic 21

22 2.2.6 Módulo retenedor Las piezas se introducen a través de la rampa en el módulo Retenedor y son detectadas en el retenedor por medio de un sensor óptico de reflexión. No insertar la pieza manualmente en el retenedor. Utilizar la rampa para la alimentación. Festo Didactic 22

23 2.2.7 Módulo de montaje Las piezas se montan en el módulo retenedor de montaje. En el módulo retenedor se encuentra el punto de referencia. Durante el procedimiento de determinación de posiciones (teaching), el brazo del robot se mueve al punto de referencia. Empezando a partir del punto de referencia, en el programa del robot se calculan las demás posiciones para el módulo retenedor de montaje. 1-punto de referencia. 2-sensor óptico 3-bulón de centraje de la tapa 4-posición de 'Identificación' 5-posición de 'Montaje' Un sensor óptico de reflexión directa se utiliza para verificar la orientación del cuerpo de las piezas y la tapa. La orientación permite depositar las piezas en la posición de 'Montaje' para que queden fijas por medio de un bulón. De esta manera no girarán cuando el robot proceda al roscado de la tapa. En la posición de 'identificación' se determina el color del cuerpo de la pieza. Festo Didactic 23

24 2.2.8 Modulo de almacén El módulo almacén se utiliza para almacenar piezas redondas. Una corredera de bloqueo impide que las piezas caigan durante su extracción del retenedor. Pueden almacenarse hasta 8 piezas en cualquier orden en el cilindro almacén. Festo Didactic 24

25 2.3 Conexionado Las interconexiones entre los diferentes módulos se realizan mediante conectores específicos: - Controlador del robot robot: o Conectar el cable de potencia del motor (CN1) y el cable de señal del motor (CN2) al controlador (parte posterior) y al robot. - Controlador del robot T/B: o Conectar el cable del T/B al conector del T/B en la parte frontal del controlador. - Controlador del robot Estación: o El terminal XMA2 debe conectarse a través de un cable especial de E/S (cable con recubrimiento rojo, un extremo 24 pines y el otro 50 pines) al controlador del robot (E/S externas) - Robot electroválvula: o Las dos bobinas de las electroválvulas deben conectarse a través de cables a los terminales GR1 y GR2 en la parte posterior del controlador. Festo Didactic 25

26 2.4 Puesta a cero Retirar las piezas de los puntos de transferencia de los módulos o estaciones. El robot RV2AJ tiene un sistema de posicionado basado en encoders absolutos, por lo cual, la posición de inicio se determinará por programa (posición 99) El robot Mitsubishi RV-2AJ es un robot industrial. Es Peligroso mantenerse cerca del área de trabajo mientras el robot se mueve. Deben tomarse todas las precauciones posibles para operar el robot con seguridad Festo Didactic 26

27 2.5 Posición inicial Es la situación tal que los elementos de la estación se encuentran listos para realizar la secuencia de trabajo al recibir la orden de Marcha. Siempre se debe partir de esta situación. - Robot en posición inicial - Pinza abierta 2.6 Secuencia de trabajo Una vez tengamos la estación en su posición inicial: - Alimentar una pieza a través de la rampa al módulo retenedor - Iniciar la secuencia en la estación de Robot: - Girar el interruptor de MODO del controlador del robot a la posición Auto (Op) - Seleccionar la visualización del menú de programas presionando el pulsador CHANG.DISP. - Utilizando los pulsadores UP y DOWN, seleccionar el número de programa correcto. - Poner en marcha la potencia a los servos accionando el pulsador SVO ON. - Presionar el pulsador START del controlador del robot. Éste queda a la espera de detectar una pieza en el módulo retenedor de entrada. Al detectar la pieza, éste se pone en marcha. 1. La pieza es transportada al módulo retenedor de Montaje y colocada en posición de identificación. Pieza negra 2. La pieza es transportada a la posición de Montaje. 3. Se utiliza la pinza externa para sujetar la pieza. Ésta es transportada al almacén de 'piezas negras'. Pieza roja o plateada 2. La pieza es transportada a la posición de Montaje. 3. Se utiliza la pinza externa para sujetar la pieza. Ésta es transportada al almacén de piezas "rojas / plateadas'. 4. La pieza es depositada. Festo Didactic 27

28 2.7 Combinaciones Las estaciones de la Célula se pueden combinar de la siguiente manera con la estación de Robot: Nombre Montaje anterior Montaje Posterior E1- Distribución - - E2- Verificación X - E3- Proceso X - E4- Manipulación (PickAlfa) X - E5- Pulmón X X E6- Robot - - E6A- Montaje - X E8- Punzonado - - E7- Clasificación - X Festo Didactic 28

29 3Posibilidades de trabajo En combinación con la estación de Montaje, es posible montar completamente los cilindros de simple efecto. Para que el robot pueda saber dónde moverse, es necesario determinar una serie de posiciones de trabajo. En la estación de montaje, y en la misma del robot, hay dos puntos de referencia que servirán para fijar la mayoría de las posiciones de trabajo. 3.1 Configuración de la brida Con el robot trabajando como estación aislada, o en combinación con la estación de Montaje, la pinza trabaja siempre sobre la misma orientación de coordenadas, con lo cual se utiliza siempre su plano inferior para sujetar las piezas (marcas 1, 2 y 3 del dibujo) Al grabar las posiciones de trabajo, el offset introducido en cada posición debido a la longitud de la pinza (Tool length), queda compensado de forma automática (recordemos que el robot mide su posición desde la brida de unión de la pinza) Festo Didactic 29

30 Cuando el robot trabaja en combinación con la estación de Punzonado Hidráulico, la pinza utilizará todas las posibilidades de sujeción de pieza, lo cual implicará variar la orientación vertical de la pinza para utilizar el plano perpendicular al habitual de trabajo. En el caso de recogida de piezas con el plano lateral de la pinza, como se muestra en la figura de la derecha, los movimientos lineales, son lineales vistos desde la brida. Por ejemplo, en un movimiento lineal horizontal, con la pinza en la posición mostrada en la figura siguiente, una línea vertical centrada en la brida del robot describirá un movimiento rectilíneo, pero el plano de la brida irá girando con esta línea por eje, lo cual originará un arco en el extremo de la pinza, que se adelanta. Este fenómeno es causa de problemas al trabajar con posiciones relativas, pues parece que el robot no mide bien. Por esta causa se utiliza aquí la corrección de la longitud de la pinza (tool length), de manera que los movimientos se calculen desde el extremo de la misma. La corrección se puede hacer por programa, mediante la instrucción TOOL, pero puede originar confusiones a la hora de programar posiciones mediante la consola. En este caso, realizaremos el ajuste desde la consola, de manera que todas las posiciones que se memoricen sean reales (desde el extremo de la pinza) Festo Didactic 30

31 En la pantalla de la consola, seleccionaremos, en el menú principal, la opción: MAINT / PARAM. En esta pantalla: 1. Rellenamos el paréntesis izquierdo con el parámetro a modificar: MEXTL 2. Pulsamos la flecha de bajar, pasando al paréntesis de la derecha. 3. Escribimos: 3 (tercer elemento, eje Z) 4. Pulsamos INP, apareciendo el valor 0.00 (la longitud adicional del eje Z) 5. Entramos el valor de la distancia desde la brida al centro de la pinza lateral: 95.0mm 6. Pulsamos INP 7. Apagamos el controlador y lo volvemos a encender. 8. Repetimos los pasos hasta el paso 4 para verificar el valor actualizado. 9. Una vez comprobado el cambio, con MENU, salimos de esta opción De ahora en adelante, todos los movimientos de la pinza se realizarán teniendo en cuenta la longitud de la misma. Festo Didactic 31

32 3.2 Determinar las posiciones de trabajo (teaching) El procedimiento para determinar las posiciones de trabajo del robot: 1. Poner en marcha el controlador del robot. 2. Liberar el interruptor de PARO DE EMERGENCIA 3. Accionar el pulsador RESET en el controlador para acusar recibo de errores o accionar el pulsador ERROR RESET en la consola. 4. Girar el interruptor MODE, en el controlador del robot, en posición TEACH. 5. Girar el interruptor conmutador en la consola a posición ENABLE. 6. La actuación sobre los pulsadores MENU muestra la pantalla de inicio. 7. Seleccionar : 1 (TEACH) accionando el pulsador INP/EXE. 8. Introducir el número de programa (1 o 2) 9. Accionar el pulsador INP/EXE. 10. Accionar el pulsador POS. Seleccionar una posición especifica accionando los pulsadores +/FORWD o. -/BACKWD. 11. Seleccionar una posición P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9 y P Pulsar el interruptor Hombre Muerto y el pulsador STEP/MOVE. 13. Cuando los servomotores se activen, accionar el pulsador INP/EXE. 14. El brazo del robot se mueve a la posición seleccionada. 15. Tener cuidado y evitar colisiones! 16. Verificar la posición. 17. Si la posición es correcta, ir al paso 10 y verificar la siguiente posición. Si la posición no es correcta, proceder con el paso Presionar el interruptor Hombre Muerto en la parte posterior de la consola. 19. Seleccionar un sistema de coordenadas, por ejemplo, XYZ. 20. Accionar el pulsador STEP/MOVE y desplazar el robot accionando los pulsadores X, +X, Y, +Y, Z, +Z, A, +A, B, y +B. 21. Accionar el pulsador /BACKWD para reducir la velocidad del brazo del robot, en la consola vemos el porcentaje de velocidad aplicable. 22. Cuando se alcanza la posición correcta, presionar dos veces el pulsador ADD. La posición actual es transferida a la lista de posiciones. 23. Volver al paso 10 para verificar la siguiente posición. Nota Accionando los pulsadores HAND y C o el HAND y +C, se cierra y se abre la pinza respectivamente. Festo Didactic 32

33 3.3 Posiciones del robot Para trabajar, el robot necesita saber la ubicación de una serie de posiciones P99: Posición Inicial Es la posición de partida de programa: - La pinza se halla en una posición en la que no son posibles colisiones con otros componentes de la estación. - Ningún eje del brazo del robot está cerca de una posición final. - Los dos triángulos en la brida de instalación de la mano y en el adaptador de la pinza se hallan alineados (El valor del eje A debería marcar 0, y el valor del eje B debería marcar 180 ) Cumpliendo estas condiciones, guardar la posición. Festo Didactic 33

34 3.3.2 P1: Recogida de pieza roja El robot se halla en su posición inicial. 1. Colocar una pieza roja en el retenedor. 2. Girar la pinza de forma que las mandíbulas de la pinza estén paralelas a la rampa. 3. La pinza exterior mira hacia el retenedor. 4. Mover la pinza a la posición de recogida. Cuando la pinza está cerrada, la pieza queda firmemente sujeta por la pinza exterior. 5. Guardar la posición. Festo Didactic 34

35 3.3.3 P2: Punto de referencia del módulo retenedor de Montaje Esta posición es muy importante que se programe con exactitud, pues se utiliza como referencia para generar el resto de posiciones en la plataforma de montaje. El robot se halla en posición inicial. 1. Se toma el mandril con la pinza intermedia. 2. Mover la pinza hasta que la punta elástica del mandril se acerque al punto de referencia en el módulo retenedor de Montaje. Notas - Reducir la velocidad del robot mientras se acerca al punto de referencia! - El valor del eje A debería marcar 0. - El valor del eje B debería marcar 180. Guardar la posición. Esta posición debe quedar exactamente como se ve en el dibujo: el eje A marcando 0º y el eje B marcando 180º. Si no es así, desmontar la pinza (los cuatro tornillos tipo Allen de la brida) y girarla para que quede como en el dibujo. Festo Didactic 35

36 3.3.4 P3: Identificación del color de la pieza El robot se halla en posición inicial. 1. Colocar una pieza roja en la posición de identificación del módulo retenedor de Montaje. 2. Mover la pinza hasta que el sensor óptico para detección del color en las mandíbulas de la pinza apunte al centro de la pieza. La distancia entre la cabeza del sensor y la pieza es de aproximadamente 1 cm. Nota Deben detectarse las piezas rojas y metálicas, no las negras. Si es necesario, cambiar la sensibilidad de la unidad de fibra óptica. Guardar la posición. Festo Didactic 36

37 3.3.5 P4: Depósito piezas rojas / metálicas El robot se halla en posición inicial. - Se toma una pieza roja con la pinza exterior. - Mover la pinza hasta que la pieza esté depositada en el módulo Almacén. Guardar la posición. Festo Didactic 37

38 3.3.6 P5: Depósito piezas negras El robot se halla en posición inicial. - Se toma una pieza negra con la pinza exterior. - Mover la pinza hasta que la pieza esté depositada en el módulo Almacén. Guardar la posición. Festo Didactic 38

39 3.3.7 P14: Recogida del muelle en Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. Mover la pinza a la posición de recogida. Cuando la pinza está cerrada, el muelle queda firmemente sujeto por la pinza. Guardar la posición. Festo Didactic 39

40 3.3.8 P15: Punto de referencia módulo Palet Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. 1. Se toma el mandril con la pinza intermedia. 2. Mover la pinza hasta que la punta elástica del mandril se acerque al punto de referencia en el módulo Palet. Notas - Reducir la velocidad del robot mientras se acerca al punto de referencia! - El valor del eje A debería marcar 0. - El valor del eje B debería marcar 180. Guardar la posición. El palet de los émbolos debe quedar situado tal como se muestra en el dibujo, alineado con el borde de la plataforma de la estación. Festo Didactic 40

41 3.3.9 P16: Colocación de la pieza en la rampa Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. 1. Tomar un cilindro rojo montado (cuerpo rojo con culata) con la pinza exterior. 2. Mover la pinza a la posición de entrega. Cuando la pinza se abre, el cilindro es depositado en la rampa. Guardar la posición. Festo Didactic 41

42 P17: Presencia de Culata en Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. 1. Colocar una culata en el punto de transferencia del módulo almacén de culatas. 2. Mover la pinza hasta que el sensor óptico para detección del color en las mandíbulas de la pinza apunte al centro de la culata. La distancia entre la cabeza del sensor y la culata es de aproximadamente 1 cm. Nota Cambiar la distancia entre la cabeza del sensor y la culata hasta que ésta sea detectada. No cambiar la sensibilidad de la unidad de fibra óptica! Guardar la posición. Festo Didactic 42

43 P18: Presencia de muelle en Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. 1. Colocar un muelle en el punto de transferencia del módulo almacén de muelles. 2. Mover la pinza hasta que el sensor óptico para detección del color en las mandíbulas de la pinza apunte a las espiras superiores del muelle. La distancia entre la cabeza del sensor y muelle es de, aproximadamente 1 cm. Nota Cambiar la distancia entre la cabeza del sensor y el muele hasta que éste sea detectado. No cambiar la sensibilidad de la unidad de fibra óptica! Guardar la posición. Festo Didactic 43

44 P19: Recogida de culata en Estación Montaje El robot se halla en posición inicial. Mover la pinza a la posición de toma. Cuando se cierra la pinza, la culata queda firmemente sujeta por la pinza. Guardar la posición. Festo Didactic 44

45 P27: Presencia de Culata Estación Punzonado El robot se halla en posición inicial. 3. Colocar una culata en el punto de transferencia del módulo almacén de culatas para que se active el piloto neumático. 4. Mover la pinza hasta que el sensor óptico para detección del color en las mandíbulas de la pinza apunte al centro del indicador neumático. La distancia entre la cabeza del sensor y el indicador es de, aproximadamente 1 cm. Nota Cambiar la distancia entre la cabeza del sensor y el indicador hasta que éste sea detectado. No cambiar la sensibilidad de la unidad de fibra óptica! Guardar la posición. Festo Didactic 45

46 P29: Recogida de culata Estación Punzonado El robot se halla en posición inicial. Mover la pinza a la posición de toma. Cuando se cierra la pinza, la culata queda firmemente sujeta por la pinza. - Reducir la velocidad del robot mientras se acerca al punto de referencia! - El valor del eje A debería marcar 0. - El valor del eje B debería marcar 90. Guardar la posición. Se recomienda mover los elementos que molesten (véase el grupo de mantenimiento de la estación del robot.) Festo Didactic 46

47 P30: Posición intermedia culata Estación Punzonado El robot se halla en posición inicial El mandril es tomado por las mandíbulas posteriores de la pinza Mover la pinza hasta que la punta elástica del mandril se acerque al punto de referencia en la escuadra de montaje de la herramienta y la punta quede oculta (las dos superf icies, la de la plataforma y la del mandril, tocándose). - Reducir la velocidad del robot mientras se acerca al punto de referencia! - El valor del eje A debería marcar 0. - El valor del eje B debería marcar 90. Festo Didactic 47

48 La posición de la plataforma en la estación es bastante crítica debido a la serie de movimientos que debe realizar el robot. Por ello se recomienda montar la misma tal como se indica a continuación: 48mm La distancia entre la base de la plataforma y el borde de la estación debe ser de 48mm (aproximadamente, si es menor, el brazo del robot está en el límite de movimientos, y si es mayor, puede no tener espacio para maniobrar a la hora de coger las tapas de la estación de punzonado) Es vital que la plataforma esté perfectamente alineada con la mesa (eje X)! Festo Didactic 48

49 4Programa de control 4.1 Señales de E/S Las señales utilizadas para el control de la estación: Señal Módulo Señal Robot Símbolo Comentario I0 E8 Pieza entrada Detectada pieza en la entrada I1 E9 Pieza no negra Pieza detectada por la pinza I2 E10 Orientación OK Orientación de la pieza correcta I3 E11 I4 E12 I5 E13 I6 E14 I7 E15 Permiso Salida Siguiente estación libre O0 A901 Abrir Pinza O1 A902 Cerrar Pinza O2 A903 O3 A904 O4 A905 O5 A906 O6 A907 O7 A908 Festo Didactic 49

50 4.2 Programas de control El control de la estación se realiza mediante la unidad de control MELFA CR1. Es la CPU del robot, donde se almacenarán los programas y las posiciones de trabajo. Para mostrar las posibilidades de trabajo y programación, se han diseñado una serie de programas que permiten trabajar al robot como estación independiente, o en combinación con la estación de montaje. Es muy recomendable, la primera vez, probar cada programa a velocidad lenta (override, en el controlador del robot, a valor bajo) para asegurar su correcto funcionamiento y verificar que no habrá colisiones. Estos programas tiene asociadas sus propias posiciones. A continuación se describen todas las posiciones utilizadas, indicando en cada programa las que se deben utilizar Posiciones asociadas Las posiciones de los programas están descritas en el apartado Posiciones del robot. Aquí se ofrece un breve descriptivo de las mismas. P1: Coge la pieza de la bandeja de entrada mediante la pinza exterior. La pinza está alineada con la bandeja. P2: Posición de centrado en la bandeja de ensamblado mediante punta de prueba sujeta con la pinza central. La posición de la pinza debe ser tal que ésta esté alineada en el sentido longitudinal de la estación. Mediante la botonera, colocar el Eje A en 0º y el Eje B en 180º. P3: Identificación de la pieza depositada en la plataforma de montaje. La fotocélula se sitúa a 1 cm. aprox de la pieza. P4: Depósito de la pieza en el almacén delantero (Piezas rojas y metálicas) P5: Depósito de la pieza en el almacén trasero (Piezas negras) P14: Recogida del muelle del módulo dispensador de la estación de montaje (Véase el manual de la estación 6 A) Festo Didactic 50

51 P15: Posición de centrado en el palet de émbolos mediante punta de prueba sujeta con la pinza central (Véase el manual de la estación 6 A) La posición de la pinza debe ser tal que ésta esté alineada en el sentido longitudinal de la estación. Mediante la botonera, colocar el Eje A en 0º y el Eje B en 180º. P16: Colocar pieza en la rampa (Véase el manual de la estación 6 A) P17: Detección de tapa de cilindro (Véase el manual de la estación 6 A) P18: Detección de muelle (Véase el manual de la estación 6 A) P19: Recogida de tapa de cilindro (Véase el manual de la estación 6 A) P27: Presencia de culata en estación de Punzonado (Véase manual de la estación 8) P29: Recogida de culata en estación de Punzonado P30: Punto de referencia de estación de Punzonado P99: Posición inicial, sobre la zona de entrada de piezas y por encima del nivel de los dos depósitos. Festo Didactic 51

52 4.2.2 Programas de la estación Los programas pueden quedar residentes en la memoria del controlador del robot (tiene capacidad para 88 programas con sus respectivas posiciones) El lenguaje utilizado ha sido el MELFA-BASIC IV Programa 10: Clasificación Modo de trabajo: estación independiente. Posiciones necesarias: P1,P2,P3,P4,P5,P99 Nombre del programa: 10.MB4 1. Cuando llega una pieza por la rampa, se detiene en la bandeja de recogida. La fotocélula PART_AV detecta la presencia de pieza (su ajuste de sensibilidad permite detectar todas las piezas) Detector PART_AV 2. El robot tiene una rutina que consulta el estado de la fotocélula cada 3 segundos. Si se detecta pieza, se coge y traslada hacia el punto de identificación en la bandeja de montaje. 3. El robot identifica la pieza (posición P3) mediante el sensor fotoeléctrico montado en la pinza (B1), determinando si ésta es negra o no. 4. Cogerá la pieza mediante la pinza exterior, y las piezas rojas y metálicas las depositará en el almacén delantero, y las piezas negras en el almacén trasero. Festo Didactic 52

53 Programa 11: Identificación con orientación Modo de trabajo: estación independiente. Posiciones necesarias: P1,P2,P3,P99 Nombre del programa: 11.MB4 1. Cuando llega una pieza por la rampa, se detiene en la bandeja de recogida. La fotocélula PART_AV detecta la presencia de pieza (su ajuste de sensibilidad permite detectar todas las piezas) 2. El robot tiene una rutina que consulta el estado de la fotocélula cada 3 segundos. Si se detecta pieza, se coge y traslada hacia el punto de identificación en la bandeja de montaje. 3. El robot identifica la pieza mediante el sensor fotoeléctrico montado en la pinza (B1), determinando si ésta es negra o no. 4. La pieza se recoge con la pinza central (número 2 del dibujo), colocándose encima de la célula fotoeléctrica de la bandeja de montaje (B2). En este punto se hace girar la pinza sobre su eje para localizar uno de los tres agujeros de la base del cilindro (el ajuste de sensibilidad debe ser tal que se pueda detectar el cambio de luz entre la base del cilindro y uno de los tres agujeros de la base del mismo) 5. Una vez detectado, se desplaza la pieza hacia la posición de ensamblado, y se corrige la posición del mismo para poder encajarlo en el pivote de la posición de montaje. 6. En el caso de fallar la detección del agujero de la base del cilindro, se para el robot mediante una orden de Stop. Para reiniciar el programa deberá pulsarse Start. Festo Didactic 53

54 Programa 12: Identificación con orientación y almacenaje Modo de trabajo: estación independiente. Posiciones necesarias: P1, P2, P3, P4, P5, P99 Nombre del programa: 12.MB4 1. Cuando llega una pieza por la rampa, se detiene en la bandeja de recogida. La fotocélula PART_AV detecta la presencia de pieza (su ajuste de sensibilidad permite detectar todas las piezas) 2. El robot tiene una rutina que consulta el estado de la fotocélula cada 3 segundos. Si se detecta pieza, se coge y traslada hacia el punto de identificación en la bandeja de montaje. 3. El robot identifica la pieza mediante el sensor fotoeléctrico montado en la pinza (B1), determinando si ésta es negra o no. 4. La pieza se recoge de la posición de identificación (marcada como 4 en el dibujo) con la pinza central, colocando el borde del cilindro encima de la célula fotoeléctrica de la bandeja de montaje (número 2 del dibujo). Se hace girar para localizar uno de los tres agujeros de la base del cilindro (el ajuste de sensibilidad debe ser tal que se pueda detectar el cambio de luz entre la base del cilindro y uno de los tres agujeros de la base del mismo) En el caso de fallar la detección del agujero de la base del cilindro, se para el robot mediante una orden de Stop. Para reiniciar el programa deberá pulsarse Start. 5. Una vez detectado, se desplaza la pieza hacia la posición de ensamblado, y se corrige la posición del mismo para poder encajarlo en el pivote de la posición de montaje. 6. El cilindro se recoge con la pinza externa (número 1 del dibujo) y se deposita en el almacén correspondiente. Festo Didactic 54

55 Programa 13: Montaje de cilindros Modo de trabajo: estación coordinada con estación 6ª, Montaje. Posiciones necesarias: P1, P2, P3, P14, P15, P16, P17, P18, P19, P99 Nombre del programa: 13.MB4 1. Cuando llega una pieza por la rampa, se detiene en la bandeja de recogida. La fotocélula PART_AV detecta la presencia de pieza (su ajuste de sensibilidad permite detectar todas las piezas) 2. El robot tiene una rutina que consulta el estado de la fotocélula cada 3 segundos. Si se detecta pieza, se coge y traslada hacia el punto de identificación en la bandeja de montaje. 3. El robot identifica la pieza mediante el sensor fotoeléctrico montado en la pinza (B1), determinando si ésta es negra o no. 4. La pieza se recoge de la posición de identificación (marcada como 4 en el dibujo) con la pinza central, colocando el borde del cilindro encima de la célula fotoeléctrica de la bandeja de montaje (número 2 del dibujo). Se hace girar para localizar uno de los tres agujeros de la base del cilindro (el ajuste de sensibilidad debe ser tal que se pueda detectar el cambio de luz entre la base del cilindro y uno de los tres agujeros de la base del mismo) En el caso de fallar la detección del agujero de la base del cilindro, se para el robot mediante una orden de Stop. Para reiniciar el programa deberá pulsarse Start. 5. Una vez detectado, se desplaza la pieza hacia la posición de ensamblado, y se corrige la posición del mismo para poder encajarlo en el pivote de la posición de montaje. 6. Encajado el cilindro, se realiza el montaje del émbolo y el muelle. 7. La tapa se recoge del cargador, se coloca en la bandeja de montaje, en el pivote 3, donde se hace girar para localizar el cierre. 8. La tapa se rosca con la pinza central. 9. El cilindro montado se coge con la pinza externa y se deposita en la rampa de salidas. Festo Didactic 55

56 Programa 14: Montaje con estación Punzonado Modo de trabajo: estación coordinada con estación 6 A, Montaje y 8, Punzonado. Posiciones necesarias: P1, P2, P3, P14, P15, P16, P27, P29, P30, P99 Nombre del programa: 14.MB4 Es idéntico al programa 13, con la salvedad de que la tapa se recoge de la estación de punzonado. En Este programa se utiliza la corrección de la longitud de la herramienta (tool length), por lo cual debe modificarse este parámetro mediante la consola de control (véase apartado: Configuración de la brida) Festo Didactic 56

57 4.3 Precauciones Debido a la complejidad de movimientos requeridos para ejecutar la secuencia programada, se recomienda, antes de probar la estación: - Retirar de la estación del robot los tubos utilizados como almacenes verticales en los programas 10 y Retirar hacia atrás (hasta que quede horizontal) el grupo de mantenimiento de la estación del robot. Festo Didactic 57

58 - Retirar de la estación de Montaje el tubo utilizado como almacén de muelles y el tubo utilizado como almacén de tapas. - Verificar la colocación de la plataforma de intercambio para el punzón de recogida de tapas (véase la descripción de la posición 30 en el apartado correspondiente) IMPORTANTE! La primera prueba de un programa de robot debe hacerse a velocidad muy reducida (parámetro OVERRIDE, OVR = 10% o menos) para verificar que los recorridos del robot están libres de obstáculos (Muy en especial el programa 14) Un punto muy importante es el comportamiento de la manguera que lleva la alimentación neumática y la fibra óptica de la pinza del robot. Debe revisarse periódicamente cada punto de sujeción del mismo y las posibles torceduras o situaciones de riesgo de enganche, tal como se muestra en la fotografía. Festo Didactic 58

59 5 Mantenimiento 5.1 Limpieza de la estación La estación de Distribución casi no necesita mantenimiento. Utilizar un cepillo o un paño que no se deshilache para realizar la limpieza de la estación y de sus componentes. Debería limpiarse lo siguiente a intervalos regulares: - Las lentes de los sensores ópticos y los reflectores catadióptricos - Toda la estación No utilizar agentes de limpieza agresivos o abrasivos. Festo Didactic 59

60 5.2 Ajuste de los sensores Es conveniente revisar periódicamente los ajustes de los diferentes sensores que aparecen en las estaciones, pues suelen ser causa de la mayor parte de las averías (interrupciones de funcionamiento debidos a fallos de detección) Sensores fotoeléctricos En las Estaciones se utilizan unos emisores-receptores ópticos para el diálogo entre éstas. emisor receptor Comprobar la alineación de los mismos (deben estar encarados a la hora de ensamblar las estaciones) El estado de la detección se puede verificar mediante unos pilotos integrados en el mismo sensor. Festo Didactic 60

61 En la Estación de Robot hay varios sensores de reflexión directa - En la bandeja de entradas, y da información sobre la presencia de pieza - En la pinza, para saber si la pieza es negra o no. - En el Módulo de montaje, para determinar la orientación de la pieza Este tipo de fotocélulas se basa en la detección de la luz reflejada por el objeto a detectar. El ajuste se realiza mediante un tornillo situado en el cuerpo de la fotocélula (en un círculo, en la imagen) Utilice para el ajuste un destornillador miniatura (tornillo de ajuste en el módulo electrónico) Cuando la detección es correcta, se enciende el indicador luminoso. Se recomienda limpiar de forma periódica, CON UN PAÑO LIMPIO Y SECO, la óptica de los sensores y la superficie del catadióptrico. Podrían depositarse partículas de suciedad que originasen falsas detecciones. Festo Didactic 61

62 Festo Didactic 62

63 6Robot Mitsubishi RV2-AJ 6.1 Introducción General El diseño del Robot RV2-AJ lo hace ideal para aplicaciones donde no sobra el espacio y con movimiento de cargas de hasta 2 Kg de peso. Este robot tiene un alcance (con la pinza hacia abajo) de 410mm, y combina una velocidad máxima de 2,100mm/s con una repetibilidad de ±0.02mm. Los servomotores de corriente alterna, unidos a encoders de posición absolutos garantizan una fiabilidad y bajo mantenimiento que son difíciles de superar por un robot de estas características. Los encoders de posición absolutos permiten, además, apagar el robot en cualquier momento. Al conectar de nuevo la alimentación, podrá continuar trabajando desde la posición actual Conexiones El brazo del robot tiene integradas en su interior una serie de conductos que permiten la conexión de pinzas y ventosas neumáticas. También tiene integrado un conector para cuatro sensores, y la posibilidad de utilizar pinzas de accionamiento eléctrico. Festo Didactic 63

64 6.1.3 Controlador El controlador utilizado se basa en el mismo que utilizan los robots de mayores dimensiones de la marca, trabajando con las mismas posibilidades y, lo más importante, el mismo lenguaje de programación. El corazón del controlador es una CPU de 64 bit que permite la ejecución en paralelo de, hasta 32 programas en modo multitarea. Es decir, mientras se está moviendo puede recibir datos, activar o desactivar entradas y salidas, hacer cálculos, y 28 tareas más Comunicaciones Un puerto RS232 y 16 entradas y salidas digitales son el equipamiento de serie para comunicar el robot con el exterior. Es posible ampliar las señales a 240 entradas y 240 Salidas. Un adaptador permite comunicar el robot mediante red Ethernet (Protocolo TCP/IP), aprovechando las capacidades de transmisión que brinda este sistema de transmisión. Otra opción, la red CC-Link, de Mitsubishi, permite el intercambio rápido de datos, sobre todo entre el robot y un PLC Ampliación La posibilidad de adaptar módulos de expansión permiten expandir el alcance del robot de forma casi ilimitada al aumentar el número de grados de libertad. Por ejemplo, es posible montar el robot sobre un eje lineal que permita el acceso a múltiples posiciones de trabajo dentro de una célula de producción. Festo Didactic 64

65 6.2 Características del robot Modelo RV-2AJ Grados de libertad 5 Motores Servomotores AC ( Ejes J1, J3 y J5 con freno) Detección de posición Encoders absolutos Máxima carga (Kg) 2 Longitud del brazo (mm) Alcance radial máximo (mm) 410 Límites (grados) J1 ±150 J2 180(-60~+120) J3 230 (-110~+120) J4 -- J5 ±90 J6 ±200 Velocidad máxima (grados/s) J1 180 J2 90 J3 135 J4 -- J5 180 J6 210 Velocidad máxima (mm/s) 2100 Repetibilidad (mm) ±0.02 Peso (Kg) 17 Cableado 4 entradas (pinza) / 4 salidas (base) Conexiones aire ø4mm x 4 en la base Instalación Suelo o techo Festo Didactic 65

66 6.3 Características del controlador Modelo CR2-571 Control de recorrido Ejes controlables CPU Funciones principales Lenguaje de programación Aprendizaje de posiciones Punto a punto, Continuo 6, simultáneos 64 bit RISC/DSP Interpolación indirecta y directa, interpolación en 3 dimensiones, paletizado, ramificación de programas, subrutinas, multitarea, etc. MELFA-BASIC IV y MoveMaster Teaching, Entrada manual de datos (MDI) Memoria Posiciones 2,500 Entradas externas Pasos de programa 5,000 Programas 88 I/O 16/16 (max. 240/240) Exclusivas Asignado por salida general (1"STOP" fijo) Pinza 4/0 (con opciones: 4/4) Emergencia 1 Puerta 1 Interfases RS232C 1 (PC, visión, etc.) RS422 Ranura para pinza Expansión 1 (teaching box) 1 (pinza eléctrica y neumática) 0 ( 3 para ampliaciones) Robot I/O link 1 Festo Didactic 66