ROBÓTICA INDUSTRIAL: PROYECTO DE ROBÓTICA

Proyecto

INDICE

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

1. INTRODUCCIÓN

SOLDADURA DE TUBOS DE ESCAPE

Este proyecto consiste en realizar el diseño montaje e implanteción de una célula robotizada utilizando el programa KUKA Sim Pro en su versión 1.1.

La programación de la célula y de los brazos robots que la componen se realizará por aprendizaje mediante la opción de teaching que ofrece el programa, e incluirá movimientos tanto en coordenadas robot como en cartesianas.

Situación de salida / tarea

La fábrica de piezas para el automóvil de Faurecia quería soldar automáticamente las secciones que componen un tubo de escape. Los requerimientos más importantes fueron una continuidad las 24 horas del día“, precisión, una alta flexibilidad y un espacio reducido.

Realización / Solución

La tarea fue tomada a su cargo por un robot KUKA tipo KR5 especial para soldadura. El robot correspondiente esta dotado de una cabeza de soldadura MIG y un alimentador de hilo continuo para la continua realización de su tarea.

Resultado/Éxito

Alta disponibilidad

Los robots alcanzan una alta disponibilidad, ya que su área de trabajo es pequeña y sobre todo el peso a desplazar es simplemente el de su herramienta.
Tampoco pueden trabajar a su plena velocidad ya que las tareas de soldadura no lo permiten.Una buena soldadura ha de hacerse en una velocidad lenta pero constante lo que no produce un gran desgaste en la estructura del robot,alargando así su vida útil.
El entorno de trabajo no es sucio,con gran cantidad de polvo en el ambiente por lo que se evitan problemas derivados de esto.

Fácil manejo

Los programas guardados en la unidad de control se dejan seleccionar fácilmente por medio del KUKA Control Panel. El personal correspondiente indica en el panel de operación el número correspondiente, con lo cual la unidad de control del robot arranca el programa correspondiente a los tipos de piezas y secciones a soldar.

Imagen de un tubo de escape terminado.

2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

El proceso consiste en soldar las diferentes secciones de un tubo de escape mediante el uso de un robot con herramienta de soldadura MIG.
Para ello un operario ha de colocar previamente dichas secciones en un posicionador de piezas sujetando estas a sus correspondientes abrazaderas para que no se descoloquen lo más mínimo.
Una vez echo esto el posicionador dirigirá estas piezas hacia el área de trabajo del robot el cual se encargará de soldar las secciones de manera que conformen una única pieza.
Tras la finalización el posicionador volverá a girar para que el operario retire la pieza ya terminada y pueda volver a colocar las nuevas partes en su lugar.

3. ELEMENTOS UTILIZADOS

-Un Robot KUKA KR5 ARC: Ideal para trabajos de soldadura con arco.

-Posicionador de piezas para la soldadura. En ella un operario colocará las piezas en mordazas para su posterior soldadura o retirará las ya terminadas.Es el elemento de transferencia entre el operario y el robot.

-Una base para el robot. Base para poner a la altura deseada el robot.

-Un cuadro de control KRC. Se trata del "cerebro" del robot, el órgano de tratamiento de la información. Es el responsable de determinar los movimientos precisos de cada parte del mecanismo para que el elemento terminal pueda ser movido a la posición y orientación requeridas en el espacio. Puede de un sistema basado en microprocesadores, en su memoria contiene un modelo físico del propio robot, un modelo de su entorno y los programas necesarios para desarrollar los algoritmos de control.

-Una Programadora. Es un dispositivo para controlar un robot de forma remota. Usando una unidad de programación, una persona puede trabajar con un robot sin tener que depender de un terminal fijo. Estos dispositivos se utilizan para controlar los robots en una amplia variedad de entornos.

-Un PLC. Es el encargado de gestionar el movimiento del posicionardor de piezas para la soldadura.

-Un PC. En el un operario controla todo el proceso de paletizado mediante un SCADA.

-Antorcha para soldadura MIG de KUKA. Es la herramienta final del robot KUKA , esta unida ala muñeca del robot y gracias a ella el robot puede puede soldar las piezas del

tubo de escape mediante la alimentación de un hilo consumible que actua como electrodo.

-Un limpiador de antorchas de soldadura: Es la herramienta encargada de limpiar la punta de la cabeza del soldador para eliminar impurezas que puedan estropear la siguiente soldadura.

4. SISTEMAS DE SEGURIDAD

      -Una seta de seguridad. (Sera encargada de detener todo el proceso, si es
       accionada).

       -Láser escáner de seguridad.
        (Es la encargada de controlar que solo pasen las piedras por la cinta para acceder
        a la celda robotizada, paralizando el proceso si entra una persona o una
pieza errónea).

-Luces indicadoras. (Indican el estado del proceso, si esta en marcha, parado, fallo en el proceso...).

-Barrera metálica opaca. (Impide el acceso a la celda donde se realiza el proceso de soldadura y además protege la vista de las personas del destello que provoca el arco de soldadura eléctrica).

5. FUNCIONAMIENTO DE LA CÉLULA

El objetivo de la célula diseñada es soldar las diferentes partes del tubo de escape que previamente un operario colocará en las abrazaderas del alimentador de manera correcta para su posterior unión en una única pieza.

1). El operario pulsará el botón de paro para asegurarse la entrada a la zona de trabajo.Lo cual deshabilitará la barrera de seguridad y mantendrá el robot y el posicionador totalmente parados.

2).A continuación dispondrá las piezas en sus abrazaderas correspondientes y una vez haya terminado deberá salir del área de trabajo para poder comenzar el proceso.

En caso de no ser la primera pieza a soldar deberá primero recoger el tubo ya soldado antes de poner las piezas.

3). Trás la pulsación del botón de marcha el proceso comenzará iniciando la rotación del posicionador tanto en su eje principal como en sus ejes secundarios.De esta manera las partes a soldar quedarán en la posición correcta para que el robot puede comenzar su tarea.

4). Una vez que el robot haya terminado de soldar la primera semi-circunferencia de las tres partes ha unir del tubo de escape,el posicionar deberá girar de nuevo su eje secundario del lado del robot.

5). Una vez haya terminado de colocar las piezas en el otro ángulo de trabajo el robot retomará la tarea y terminará de soldar la otra semi-circunferencia restante dando así por terminado el proceso de unión.

6). Para finalizar el posicionador volverá a su posición inicial para la retirada de la pieza terminada por parte del operario mientras el robot dirige su herramienta de soldadura hacia el limpiador para quedar preparado para la siguiente soldadura.