informe fms u03_atamiranolezanomartinezmendeztorres

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

TEMA: Partes principales, características técnicas, accesorios y seguridades de manipuladores robóticos.

Séptimo NIVEL PARALELO “B”

NOMBRES:

Altamirano Víctor

Lezano Cesar

Martínez Azucena

Méndez Gariela

Torres Sophia

DOCENTE ING. Fausto Acuña

Latacunga, 07 de julio del 2015

2

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE-L

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

ÍndiceTEMA:......................................................................................................................6

OBJETIVOS:............................................................................................................6

MATERIALES Y EQUIPOS:.....................................................................................6

MARCO TEÓRICO...................................................................................................7

Mecánica del robot.................................................................................................7

Muñeca:.............................................................................................................7

Brazo:................................................................................................................7

Brazo de oscilación:...........................................................................................7

Columna giratoria..............................................................................................7

Base del Robot:.................................................................................................8

Funcionamiento de los botones de paro del panel de control...............................9

Stop.......................................................................................................................9

Parada de emergencia..........................................................................................9

Panel de control....................................................................................................9

APLICACIONES..................................................................................................11

INDUSTRIA DEL TRANSPORTE:...................................................................11

MANIPULACIÓN DE METALES:.....................................................................11

INDUSTRIA DE LA MADERA:.........................................................................12

INDUSTRIA ALIMENTARIA:............................................................................12

INDUSTRIA AUTOMOTRIZ:............................................................................13

3



LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN......................................................13

Características Técnicas.....................................................................................14

Alcance Horizontal:..........................................................................................14

Tamaño de la Pinza:........................................................................................14

Peso Manipulable:...........................................................................................14

Área de Trabajo Barrida:.................................................................................14

Resolución, precisión y repetitividad:...............................................................14

Capacidad de carga.........................................................................................15

Cargas por Oscilación.....................................................................................16

Temperatura ambiental....................................................................................17

Datos básicos de los KUKA KR 5 Arc:.............................................................17

Consideraciones ambientales..........................................................................18

Cables de unión...............................................................................................19

Datos de ejes...................................................................................................19

Direcciones de los ejes....................................................................................20

Características técnicas básicas del KUKA KR16L.........................................21

CONCLUSIONES...................................................................................................22

Bibliografía.............................................................................................................23

Índice de Figuras.

Figura 1 parte principales de mecánica de un robot................................................6

Figura 2 Movimientos en los diferentes ejes............................................................7

4



Figura 3 Botones de paro del panel principal...........................................................8

Figura 4 Panel de control.........................................................................................9

Figura 5. Precisión, Resolución y repetitividad.......................................................14

Figura 6. Carga máxima de un KUKA....................................................................15

Figura 7. Ejes de un brazo robótico........................................................................19

Figura 8. Dimensiones de alcance de un robot KUKA..........................................20

Figura 9. Características básicas del robot KUKA KR16.......................................21

Índice de Tablas

Tabla 1. Cargas Por oscilación..............................................................................15

Tabla 2. Temperatura ambiental............................................................................16

Tabla 3. Características técnicas del Robot KUKA Arc..........................................16

Tabla 4. Consideraciones Ambientales..................................................................17

Tabla 5. Cables de unión.......................................................................................18

Tabla 6. Datos de Ejes...........................................................................................18

Tabla 7. Características del Robot KUKA KR16....................................................20

Tabla 8 Pinzas........................................................................................................21

5



PRÁCTICA N°01

TEMA:Partes principales, características técnicas, accesorios y seguridades de

manipuladores robóticos.

OBJETIVOS:1. Reconocer las principales partes del Robot KUKA KR16.

2. Identificar y describir las principales partes del Robot KUKA KR16.

3. Investigar y analizar las características técnicas del brazo robótico KUKA

mediante la utilización de los manuales para no sobrepasar los parámetros

establecidos por el fabricante.

4. Describir los principales accesorios del Robot KUKA.

5. Describir los software que puede utilizar los Robots KUKA.

6. Conocer las principales aplicaciones de los accesorios de los Robots

KUKA.

7. Conocer las principales aplicaciones de los software de los Robots KUKA.

8. Identificar las principales seguridades que tiene el robot KUKA.

9. Conocer acerca de las seguridades tanto del robot como del operario

que rigen para la correcta utilización del robot KUKA.

MATERIALES Y EQUIPOS:1. Brazo robótico KUKA KR16

2. Datasheet de brazo robótico KUKA KR16

3. Manual de operación y seguridad

4. Accesorios del brazo robótico KUKA KR16

6



MARCO TEÓRICO

MECÁNICA DEL ROBOTEl robot costa de una base fija (6), sobre la cual gira, alrededor de un eje vertical,

la “la columna giratoria” (5) con un brazo de oscilación (3), un brazo (2), y una

muñeca (1).

Figura 1 parte principales de mecánica de un robot

Muñeca: conformada por Árboles concéntricos una Brida y una Brida de acople.

Brazo: constituido por una unidad de accionamiento de la muñeca, un Brazo, una

muñeca centaral, el accionamiento principal A3, el bazo de osilación y el eje de giro

Brazo de oscilación: está formado por el Brazo de oscilación, el accionamiento

del eje principal A2 y del eje de giro 2

Columna giratoria: compuesto por la base del robot, la columna giratoria, el engranaje reductor especial, el accionamiento del eje principal A2.

7



Base del Robot: aquí se encuentran las cajas de conecciones el cuerpo de la

base del robot A1, el engranaje reductor especial, a brida los taladors de

ajuste, la brida de pie y los taladros de fijación.

El robot puede tener la posibilidad de los siguientes movimientos.

Figura 2 Movimientos en los diferentes ejes

La medición de los trayectos para los ejes se realiza a través de un sistema de

medición absoluto con un resolver para cada eje.

El accionamiento se efectúa por medio de servomotores de CA de baja inercia,

de mando

transistorizado. En las unidades motrices van integrados el resolver y el freno.

El campo de rabajo de robots es limitado en todos los ejes por medio del fin de

carrera software, además limitandose los ejes 1,2,3,5 por medio de topes finales

mecánicos de absoción de energía.

8



FUNCIONAMIENTO DE LOS BOTONES DE PARO DEL PANEL DE CONTROL

Figura 3 Botones de paro del panel principal

STOPEs la que habrá que realizar preferentemente, el robot hace una parada suave no

sale de su trayectoria.

PARADA DE EMERGENCIA Esta es un parada que habrá que hacer siempre que sea necesario pero o en

forma habitual el robot hace una parada brusca, en seco saliéndose de su

trayectoria.

PANEL DE CONTROLEn este están todos los elementos para programación y operación del sistema del

robot

9



Figura 4 Panel de control

1.1 Barra de estado.1.2 Accionamientos arriba-derecha.1.3 Teclas izquierda.1.4 Parte inferior.

1.4.1 Campo numérico1.4.2 Teclado1.4.3 Teclas de cursor1.4.4 Tecla de entrada

1.5 Teclas alrededor de la pantalla.1.5.1 Teclas de grupos de menús1.5.2 Teclas de funciones de estado derecha1.5.3 Softkeys1.5.4 Teclas de funciones de estado izquierda

1.6 Space mouse-ratón.

10



APLICACIONESLos Robots KUKA en cuanto a sus aplicaciones depende mucho de su:

Tamaño

Torque máximo

Aplicación

Rangos de Desplazamiento

LAS APLICACIONES INDUSTRIALES PARA ESTOS TIPOS DE ROBOT SON

INDUSTRIA DEL TRANSPORTE:En el transporte de pesos pesados

.En general se usa la carga y el

posicionamiento libre.

MANIPULACIÓN DE METALES:Los principales sectores del

trabajo son procesos de

manipulación como taladrar,

fresar, cortar o doblar y estampar.

Por supuesto los robots se aplican

en los procesos de fundición, el

montaje, la carga y descarga.

11



INDUSTRIA DE LA MADERA:Raspar, fresar, taladrar, serrar,

paletizar o clasificar son tareas

que están respaldados por robots

INDUSTRIA ALIMENTARIA: Los

robots KUKA también se utilizan

En la industria alimentaria. Ayudan

tanto a las personas como a las

maquinarias de forma fiable

cuando hay que gestionar tareas

como por ejemplo cargar y

descargar máquinas de embalaje,

cortar carne, paletizar y apilar y en

el control de calidad.

12



INDUSTRIA AUTOMOTRIZ:En la plante de BMW, en la

Sección Montaje de carrocería se

unen las piezas individuales

recurriendo a la tecnología más

apropiada en cada caso, ya sea

soldadura por puntos, soldadura

con gas inerte o soldadura

mediante rayos láser. Los robots

están a cargo de todas las

operaciones sumamente

complejas, aplicando los puntos de

soldadura con una precisión de

décimas de milímetro. BMW

trabaja en conjunto con la fábrica

de robots Kuka, a fin de realizar

desarrollos para la industria

automotriz

LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓNLos robots se aplican tanto en el

flujo de material como en el

proceso de la transformación y la

fabricación eficaz.

13



CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Alcance Horizontal: Se refiere a la distancia establecida de fábrica con respecto al alcance horizontal

tomando como referencia la base y hacia el extremo de brazo. (PARDO, 2012)

Tamaño de la Pinza:Se refiere a la longitud medida cuando esta se encuentra completamente abierta.

Peso Manipulable: Es el peso aproximado máximo que puede manipular el bazo sin que este quede

bloqueado para determinar se utiliza una serie de pesos pequeños (KUKA

Robotics, 2015)

Área de Trabajo Barrida: El área dentro de la cual puede realizar un recorrido al trabajar esta puede ser de

tres tipos: Rectangular, Esférica, y cilíndrica. (PARDO, 2012)

Resolución, precisión y repetitividad: La resolución se refiere el valor más pequeño que puede variar un dispositivo y en

este exclusivo caso sería el desplazamiento o movimiento mínimo permitido, la

precisión es la capacidad de obtener un resultado con el menor error posible y por

último la repetitividad se manifiesta como la capacidad de un dispositivo de dar

siempre el valor real de la variable medida. (http://www.info-ab.uclm.es, 2012)

14



Figura 5. Precisión, Resolución y repetitividad

Fuente: Imagen tomada de http://www.kuka-robotics.com/es/downloads/search/?

sc_META_01=Product&type=current&rs_META_10=KR%205%20arc

Capacidad de cargaLa herramienta o la pinza con las piezas de trabajo, constituyen la carga a

manipular por el robot. La carga nominal, también llamada peso de manipulación,

es por ejemplo de 15 kg en el robot VKR15 de KUKA. La carga nominal de un

robot que manipula herramientas se compone solamente de lo que pese dicha

herramienta. En manipulación de piezas sin embargo, la carga nominal está

compuesta por el peso de la pinza más el peso de la pieza. Se les pueden colocar

una carga adicional encima del antebrazo. (KUKA Robotics, 2015)

15



Figura 6. Carga máxima de un KUKA



Cargas por OscilaciónTabla 1. Cargas Por oscilación

Fuente: http://www.kuka-robotics.com/es/downloads/search/?


16



Temperatura ambientalTabla 2. Temperatura ambiental



Datos básicos de los KUKA KR 5 Arc:

Tabla 3. Características técnicas del Robot KUKA Arc.



17



Consideraciones ambientales

Tabla 4. Consideraciones Ambientales



18



Cables de unión

Tabla 5. Cables de unión



Datos de ejes

Tabla 6. Datos de Ejes



19



Direcciones de los ejes

Figura 7. Ejes de un brazo robótico



20



Figura 8. Dimensiones de alcance de un robot KUKA



Características técnicas básicas del KUKA KR16L

Tabla 7. Características del Robot KUKA KR16



21



Figura 9. Características básicas del robot KUKA KR16

ACCESORIOSTabla 8 Pinzas

MÓDUOS DE SUJECCIÓN NEUMÁTICAPinzas de dos dedos paralela

22



23



Pinzas de tres dedos Céntricas

CONCLUSIONES Cada robot KUKA tiene sus limitaciones en cuanto a cargas que puede

soportar, lo que nos lleva a considerar en cada aplicación que se realice

este tipo de datos, con lo cual se alarga la vida útil del robot.

Las características técnicas de los robots KUKA son de gran utilidad ya que

dependiendo de estas se les puede dar una aplicación u otra optimizando

así su uso y aprovechando todo el potencial que esta tecnología presenta.

La movilidad de los brazos robóticos KUKA está dada por 4 partes

principales brazo, muñeca central, brazo de oscilación y columna giratoria.

Cada una con su respectivo servomotor.

Los movimientos de cada una de las partes de los brazos robóticos KUKA

está limitado a un cierto rango de giro debido a que el giro completo (360

24



grados) de esa parte podría suponer un riesgo tanto para los operarios

como para la integridad física del brazo.

Por las dimensiones del brazo robótico al desplazarse, este cubre una gran

superficie por lo que se debe mantener despejada esta superficie.

El Robot Kuka posee muchas ventajas ya que cuenta con un software

especial para cada aplicación esta puede ser paletizado, soldadura de arco,

inyectadora de plástico, etc.

Se identificó los distintos campos y zonas de seguridad y además las

principales seguridades brazo robótico KUKA.

Tener en cuenta características técnicas como la temperatura y e espacio

de trabajo es fundamental ya que de esto dependerá el entorno donde se

puede implementar este brazo robótico.

Los pesos máximos que puede soportar un brazo robótico son la

característica que se debe tener en cuenta para determinar la carga

permitida que puede movilizar el robot.

Bibliografíahttp://www.info-ab.uclm.es. (02 de Mayo de 2012). http://www.info-ab.uclm.es.

Recuperado el 06 de Julio de 2015, de

http://www.info-ab.uclm.es/labelec/Solar/Componentes/terminologia.htm

KUKA Robotics. (2015). http://www.kuka-robotics.com. Recuperado el 6 de Julio

de 2015, de

http://www.kuka-robotics.com/es/products/industrial_robots/low/kr5_arc/

start.htm

PARDO, A. (2012). Montaje y puesta en marcha de sistemas robóticos y

maquinaria industrial. Mexico: IC Editorial.

25



informe fms u03_atamiranolezanomartinezmendeztorres

Engineering