Diseño de una herramienta neumática para el robot Fanuc LR Mate 200iB/5P Miguel Ángel Moreno Soto Miguel Eduardo González Elías Francisco Eneldo López Monteagudo Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica Universidad Autónoma de Zacatecas E mail: mikesmoreno@yahoo.com.mx Palabras clave: Robot manipulador, herramienta neumática, control. Resumen En el presente trabajo se muestra una herramienta de tipo neumático para el robot Fanuc LR Mate 200iB/5P, diseñada con el programa Solid Edge. Luego se traslada la imagen al programa de simulación RoboGuide para observar los movimientos que el robot hace. Además, se diseñó una rutina de paletizado en la que aparece la herramienta diseñada, la cual toma el objeto por succión, lo traslada al lugar deseado, y lo suelta. Introducción Diseñar herramientas para robots requiere conocer y manejar sofisticados programas por computadora, al mismo tiempo, se deben considerar aquellos factores fundamentales para el diseño, como las dimensiones del robot. Si bien existe una diversidad de herramientas en el mercado, su precio es muy elevado y lo que aquí se pretende es diseñar una que sea útil para tareas de paletizado o traslado de objetos por un precio accesible [1]. En este trabajo se presenta una herramienta para el Robot Fanuc LR Mate 200iB/5P [2], de tipo neumático y de ventosas por vacío, diseñada a partir del programa Solid Edge [3]. Para probar este diseño con el programa de simulación RoboGuide [4], se hizo una rutina de paletizado en la que se utilizó la herramienta mencionada y se trasladó su imagen a la dirección de los objetos. La rutina muestra el proceso de traslado de cajas de un lugar a otro [5] por medio de trayectorias 1
lineales y circulares. Las lineales sólo cuentan con dos puntos de operación: el punto inicial y el punto final; en cambio las circulares requieren tres: el punto inicial, el punto intermedio y el punto final. Objetivos 1. Diseñar una herramienta neumática para el robot Fanuc LR Mate 200iB/5P, que lleve a cabo tareas de paletizado. 2. Diseñar la herramienta con el programa Solid Edge y simular las trayectorias de movimiento en RoboGuide. Metodología Fue necesario aprender a manejar el programa de diseño Solid Edge, por lo que se consultaron sus tutoriales y durante algún tiempo se diseñaron objetos de poco grado de dificultad. Luego de un manejo continuo del programa y de ensayar con las distintas opciones de que dispone, se procedió a elaborar el primer diseño de la herramienta neumática. Cabe señalar que la imagen es un diseño muy general de lo que es la herramienta, y si bien no muestra todas las conexiones que debe llevar, sí ilustra las ventosas y muestra la base que debe llevar para atornillarla en el robot, y se incluyen las medidas reales en base a las cuales se puede hacer el diseño. 2
Una vez terminado el diseño, se trasladó la imagen, de Solid Edge, al programa de simulación RoboGuide, dándole la ruta de ubicación de las herramientas con las que cuenta el programa y con la extensión.igs. De esta forma se guarda la herramienta en el programa de simulación y queda está lista para ser utilizada. En el programa RoboGuide se hizo una rutina de paletizado que simula el traslado de cajas de un lugar a otro. Las trayectorias pueden ser lineales y circulares, pero una y otra se programan de diferente forma, ya que en las lineales es suficiente con que se establezca el punto inicial y el final de operación; a diferencia de las circulares, que constan de tres puntos: uno inicial, el intermedio y el final de la trayectoria. 3
En la rutina, la herramienta neumática toma una a una las cajas, las acomoda en su respectivo color y después las traslada a su punto final, que es una mesa (palet). Cabe señalar que al ser acomodadas, las cajas no deben chocar entre ellas ya que esto marca un error en el programa; una caja tumbaría a otra y todo sería un desastre. Con respecto al trazo de las trayectorias, se lleva al robot al punto en el cual se desea que opere y bastará con guardarlo para que obedezca y se traslade a dicho punto. Otro medio es darle las coordenadas de algún determinado punto de operación y el robot obedecerá la programación. Durante el procedimiento de trabajo, se observó que el robot puede encontrarse en singularidades. Esto significa que cada vez que se establece una trayectoria que el robot no puede seguir, o que está fuera de su espacio de trabajo, entonces no puede realizarla. Pero no todas las singularidades constituyen impedimentos, pues el robot cuenta con la opción de aprender a llegar a un determinado punto, logrando así salir de la singularidad o error en el que entró. Resultados Con ayuda del programa Solid Edge se diseñó la herramienta neumática, cuya imagen se trasladó con éxito al programa de simulación RoboGuide, y con este nuevo programa se hizo la rutina de paletizado y se utilizó la imagen de la herramienta señalada, pues al trasladarla a RoboGuide sirvió para visualizar el movimiento que haría. La rutina cumplió con las expectativas propuestas, pues el robot llega al lugar programado, toma el objeto por succión, lo coloca en la mesa, después regresar a tomar otro objeto, y así sucesivamente hasta terminar con la rutina. 4
Conclusiones La herramienta se diseñó en el programa Solid Edge, mientras que la simulación en RoboGuide, programa gráfico que muestra los movimientos del robot. Cabe mencionar que su diseño no ha terminado, por eso es que sólo se muestra una imagen general de cómo debe ser. La programación del robot es sencilla, ya que nos genera un teach pendant (botonera), el cual tiene la ventaja de ser similar al que se tiene en forma física. 5
Bibliografía [1] IÑIGO Madrigal Rafael, Vidal Idiarte Enric, Robots Industriales Manipuladores, Alfaomega, México (2004). [2] Fanuc robotics R j3ib Mate controller LR Handling Tool Operator s Manual www.fanucrobotics.com [3] GUTIÉRREZ Olivar Rafael, Solid Edge v14 Guía de Referencia, Universidad Politécnica de Madrid, curso 2003/2004 [4] Used Robot: Fanuc LR Mate 200iB http://www.robots.com/fanuc.php?robot=lr+mate+200ib/5p [5] Aplicaciones industriales http://proton.ucting.udg.mx/materias/robotica/r166/r108/r108.htm 6