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• Fabricio Amaguaña

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Robótica

TEMA 3: ROBOTS MANIPULADORES INDUSTRIALES Martin Mellado ([email protected])

Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática (DISA) Facultad de Informática de Valencia (FIV) Universidad Politécnica de Valencia (UPV)

Robots manipuladores industriales

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Martin Mellado DISA - UPV

Tema 3 Robots manipuladores industriales OBJETIVOS •

• •

Conocer y saber distinguir las diferentes configuraciones de robots manipuladores i d ti l industriales Comprender las ventajas de cada configuración Aprender las características más significativas de los robots manipuladores industriales

Robots manipuladores industriales

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Martin Mellado DISA - UPV

Tema 3 Robots manipuladores industriales CONTENIDOS 1. Configuraciones • Configuraciones del brazo • Configuraciones Config raciones de muñeca m ñeca 2. Características

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Configuraciones g Cadena cinemática abierta: j • Elemento terminal: extremo libre • Base: extremo fijo Articulaciones del brazo: • RRR • RRP (RPR, PRR) • RPP (PRP (PRP, PPR) • PPP

Articulaciones de muñeca: •R • RR • RRR

Robots redundantes: Más de 6 ejes Consideraciones C id i - No N son ejes j d dell robot: b t • Ejes externos • Movimientos de la herramienta Robots manipuladores industriales

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Ejes j externos

Cortesía Kuka

Cortesía Fanuc

Cortesía Motoman

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Configuraciones g del brazo Robot angular (articulado, de revolución o antropomórfico): RRR: vertical de cadera cadera, horizontales de hombro y codo Brazo-robot más común Volumen de trabajo j prácticamente esférico Opciones: Hombro y/o codo desplazado Con/sin paralelogramo

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Robots angulares g sin paralelogramo p g

Cortesía Fanuc

Cortesía ABB

Cortesía Kuka

Cortesía Nachi

Cortesía Reis Cortesía Motoman

Cortesía Kawasaki

Robots manipuladores industriales

Cortesía Staubli

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Robots angulares g con paralelogramo p g

Cortesía Kawasaki

Cortesía ABB

Robots manipuladores industriales

Cortesía ABB

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Robots angulares g con doble paralelogramo p g

Cortesía ABB Cortesía Fanuc

Cortesía Kuka

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Cortesía Motoman

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Configuraciones g del brazo Robot esférico (configuración pionera): RRP: Vertical de cadera cadera, horizontal de hombro y extensión Volumen de trabajo prácticamente esférico g robusta Configuración Opción pendular (bajas inercias y altas aceleraciones)

Cortesía Unimate

Cortesía Kuka Cortesía PRAB

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Configuraciones g del brazo Robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm): RRP: Verticales de cadera y codo codo, extensión vertical Volumen de trabajo cilíndrico Opciones RRP y PRR

Cortesía Adept

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Cortesía Motoman Cortesía Sankyo

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Configuraciones g del brazo Robot cilíndrico: PRP: Vertical de cadera y extensiones vertical y horizontal Volumen de trabajo cilíndrico Prácticamente en desuso

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Configuraciones g del brazo Robot cartesiano: PPP: tres ejes prismáticos ortogonales Volumen de trabajo prismático Robustos de g grandes cargas g Opción porticada Cortesía ABB

Cortesía Wittmann

Cortesía Sankyo Cortesía Reis

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Configuraciones g especiales p del brazo Robots con estructuras paralelas Robots delta

Cortesía Fanuc Cortesía ABB

Cortesía SEF

Cortesía Fanuc

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Cortesía ABB

Martin Mellado DISA - UPV

Configuraciones g especiales p del brazo Angular de configuración especial

Cortesía Kuka

Cortesía ABB

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Configuraciones g especiales p del brazo Robot angular redundante

Cortesía Mitsubishi

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Configuraciones g especiales p del brazo Robot angular redundante y doble

Cortesía Motoman

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Configuraciones g especiales p del brazo Robot redundante con articulaciones R y P

Cortesía Mauersberger

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Configuraciones g especiales p del brazo Robot SCARA de brazo doble

Cortesía Mitsubishi

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Configuraciones g de la muñeca Muñeca en línea ((in-line)) o RPY ((roll-pitch-yaw) p y ) Tres ejes de giro perpendiculares (con punto común) Muñeca más usada (facilidad de construcción y economía) P bl Problemas: rango lilimitado, it d existe i t configuración fi ió d degenerada d

Cortesía Kuka Cortesía ABB

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Configuraciones g de la muñeca Muñeca PR (pitch (pitch-roll) roll) Robots de 5 ejes En línea sin la 4ª articulación

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Configuraciones g de la muñeca Muñeca de giro (roll) Un único eje de giro Perpendicular a la brida final del robot j ((cartesianos, SCARAS y deltas)) Robots de 4 ejes Opción con paralelogramo Robots angulares de doble paralelogramo

Cortesía Sankyo

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Cortesía Fanuc

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Configuraciones g de la muñeca Muñeca desplazada (offset wrist) Configuración en línea con último eje desplazado Rango ilimitado y mayor volumen de trabajo de la muñeca

Cortesía Comau

Cortesía C s Kuka

Cortesía Kuka

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Cortesía Comau

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Configuraciones g de la muñeca Muñeca tres giros o de triple giro (triple roll wrist) 3 ejes de giro no perpendiculares (hay opción desplazada) Construida con 4 articulaciones acopladas (cara y compleja) Rango g ilimitado y mayor y volumen de trabajo j de la muñeca

Cortesía Kuka

Cortesía Kuka

Cortesía Nachi Cortesía Motoman

Cortesía Kuka

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Características de los robots industriales manipuladores p

Alca ance verticaal

• Ejes de movimiento • Volumen de trabajo • Alcance

Alcance horizontal Cortesía Fanuc

Cortesía Staubli

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Cortesía ABB

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Características de los robots industriales manipuladores p Carga Suplementaria

Carga (herra mienta+pieza)

Carga

Cortesía Motoman Cortesía Kuka

Cortesía Kuka

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Características de los robots industriales manipuladores p Clasificación por carga y alcance Según la carga soportada por un robot angular y su alcance se puede establecer la siguiente clasificación ((las barreras son estimativas): ) -Robots compactos: alcance hasta medio metro y hasta 5 Kg de carga -Robots p pequeños: q alcance hasta metro y medio y hasta 10 Kg g de carga g -Robots medianos: alcance hasta dos metros y hasta 100 Kg de carga -Robots pesados: alcance mayor de 2 metros y más de 100 Kg de carga SCARA: soportan cargas pequeñas o como mucho medias (hasta 25 Kg) ROBOTS CARTESIANOS DE TIPO PORTICADO: pueden llegar en versiones especiales a soportar más de una tonelada de carga DELTA: soportan cargas muy pequeñas (hasta 3Kg)

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Características de los robots industriales manipuladores p Precisión y repetibilidad

Localizaciones Alcanzadas Repetibilidad Error de Posicionamiento

Localización Programada (ajustada a la resolución) Localización Deseada

Precisión

Resolución

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Características de los robots industriales manipuladores p Velocidades y aceleraciones Inicio/fin

6 3

1”

• Tiempo del ciclo “pick & place”:

1

4 5 12”

Tiempo (en segundos) que tarda un robot en ejecutar la siguiente secuencia de movimientos: 1 Mover la herramienta en línea recta hacia abajo una pulgada 2 Agarrar una carga dentro de su rango nominal 3 Mover la herramienta en línea recta hacia arriba una pulgada 4 Mover la herramienta libremente en horizontal 12 pulgadas 5 Mover M la l h herramienta i en lí línea recta h hacia i abajo b j una pulgada l d 6 Soltar la carga 7 Mover la herramienta en línea recta hacia arriba una pulgada 8V Volver l a lla posición i ió d de iinicio i i

• Test ISO

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Características de los robots industriales manipuladores p Sistema de control • Sistemas de control cerrados p por el p propietario p • Apertura a arquitecturas PC en hardware • RTOS Comerciales (VxWorks)

Cortesía Fanuc

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Cortesía ABB

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Cortesía Kuka

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Características de los robots industriales manipuladores p Unidad de Programación (Teach Pendant)

Cortesía Kuka Cortesía ABB

Cortesía Kawasaki

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Cortesía Fanuc

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Cortesía Motoman

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Tema 3 Robots manipuladores industriales CONCLUSIONES • •

Se han presentado las configuraciones de robots más comunes y sus propiedades S han Se h estudiado t di d las l características t í ti típicas tí i de robots manipuladores industriales

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