Proyecto Robótica Industrial

Plegado de chapa con brazo robótico

Índice

1.-Introducción
2.-Descripción del proceso
3.-Elementos utilizados
4.-Sistemas de seguridad
5.-Funcionamiento de la célula robotizada
6.-Simulación de la celda robotizada
7.-Archivos descargables
8.-Código KRL

Introducción

La empresa EQL realiza procesos de doblado de chapa. Para aumentar la producción y reducir los riesgos laborales deciden automatizar el proceso de doblado de chapas.

Descripción del proceso

El proceso consiste en el doblado de chapas de aluminio para fabricar carcasas de electrodomésticos. El robot se montará sobre una guía lineal para aumentar su espacio de trabajo. Se desplazará hasta la entrada de material (manual, pila de planchas de aluminio) de la que retirará una plancha utilizando una herramienta tipo gripper (ventosas de succión). La plancha se trasladará a un centrador y se procederá a realizar los pliegues pertinentes gracias a una prensa GP2500. Los pliegues serán asistidos por el brazo robótico. También tendremos una mesa de sujeción mediante ventosas para invertir el agarre de la pieza por parte del robot para alcanzar las últimas dos dobleces. Al final del proceso las chapas se depositan sobre palets esperando la retirada manual por parte de operarios.

Elementos utilizados

Robot KUKA KR150 2000 Series: El robot elegido ha sido el modelo KR150 2K. Para esta aplicación nos hemos centrado en la precisión del robot (+/-0.6mm) y su alcanzabildiad, con un rango de trabajo de hasta 3,1m. Manual de producto.

Herramienta "gripper": El gripper es una herramienta compuesto por una serie de ventosas que succionan la plancha metálica sin dejar marcas en ella. Para la succión las ventosas realizan el vacío gracias al efecto de venturi.

Guia lineal KUKA KL 1500-2: Esta guía de desplazamiento lineal aumenta el área de trabajo del brazo robótico. Manual de producto.

Controladora KRC4 y programadora: El armario de control KRC es la unidad de control del robot, encargada de realizar los cálculos de trayectorias para que el robot funcione. El mando de la unidad lineal está integrado en el control del robot como un eje acoplado matemáticamente, por lo que no es necesario otro control.
La programadaora SmartPad nos permite manejar el brazo robótico mediante su interfaz. Podemos ajustar puntos por el sistema "teaching", cargar o editar programas, etc.

Prensa Weinbrenner GP2500: es la máquina encargada de realizar el plegado de la chapas.

Mesa de centrado: utilizada para sujetar la plancha siempre desde la misma posición.

Mesa de sujección por ventosas: Utilizada para cambiar la orientación en la que la herraminta sujeta la plancha.

Módulo Beckhoff: Permite comunicar la controladora KRC4 con la prensa GP2500.

Botonera: Integra los pulsadores de marcha, paro, seta de seguridad, etc.

PC: Como elemento HMI adicional para la visualización y control del robot tendremos un ordenador.

Pallets: Los utilizaremos para apilar elementos tanto a la entrada como a la salida de material.

Sistemas de seguridad

Seta de emergencia: Tendremos tres setas de emergencias. La primera en la botonera situada en la entrada de la celda y otras dos integradas en la prensa y la programadora. Al accionarse pararán completamente el proceso.

Luces indicadoras: Contamos con una baliza de tres colores que nos señalizarán el estado de del proceso de la celda.

PLC de seguridad: proporcionan un control abierto e integrado que ayudará a garantizar la seguridad de la máquina y a proteger sus actuales inversiones en controles.

Cerradura de seguridad con enclavamiento eléctrico: La puerta de acceso contará con un cierre de seguridad automático que solo permitirá el acceso en una serie de casos concretos como la reposición de material.

Barreras fotoeléctricas de seguridad: encargada de detener todo el proceso, al acceder una persona o cualquier objeto al recinto de la celda robotizada.

Barreras metálicas tipo rejilla: Evitarán la entrada de personal a la zona de trabajo o la salida de material en caso de fallos graves del proceso.

Extintor: Disponible en caso de incendio.

Funcionamiento de la celda

El objetivo de la celda es el doblado de planchas de aluminio que se recogen de de una pila de entrada.

1.- Las planchas de alminio se encuentran apiladas en una zona determinada. Al comenzar el ciclo el robot se moverá a dicha zona para recogerlas con su gripper de ventosas.

2.- Una vez recogida el brazo robótico se mueve hasta un centrador donde deposita la plancha para así agarrar todas en la misma posición.

3.- Con la plancha centrada el robot se desplaza para situar la plancha entre la matriz y el punzón de la prensa.

4.- Situada la plancha, el punzón desciende para doblar la chapa hasta formar un ángulo recto. El prensado es asistido por un movimiento del brazo robótico.

5.- Con la rimera doblez hecha el brazo se desplaza por la guía lineal hasta el otro extremo, para realizar el doblado del lado opuesto de la chapa.

6.- Tras el doblado de los lados cortos realizamos la tercera doblez (lado largo) al acabar la prensa queda haciendo presión para sujetar la plancha mientras el brazo gira para sujetar la plancha por la cara opuesta.

7.- Rotamos la plancha 180º para realizar la doblez del otro lado largo, al acabar retiramos la plancha de la prensa.

8.- El brazo se desplaza a lo largo de la guía lineal hasta una mesa de sujección donde se deposita la plancha (que se sujeta gracias a las ventosas de la mesa) para que la herramienta gripper la sujete desde la orientación opueta.

9.- El brazo robótico se desplaza nuevamente hasta la prensa para realizar las últimas dos dobleces de los lados largos en sentido opuesto.

10.- Se rota la plancha y se deposita sobre la matriz de la prensa. El punzón de la prensa baja suavemente para sujetar la plancha sin doblarla.

11.- El brazo se reorienta para sujetar la plancha desde debajo y asistir en la última doblez.

12.- Con todos los pliegues realizados el robot deposita la plancha sobre un palet.

Simulacion de la celda robotizada

Archivos descargables

Proyecto-01.vcm
Proyecto-01.dat
Proyecto-01.src

Código KRL