Mover un robot del punto A al punto B parece ser una de las tareas más simples para las que puede programar un robot. Si bien esta afirmación, en cierto sentido, es cierta, el comando de movimiento específico utilizado para ir del punto A al punto B es extremadamente importante y, si se programa incorrectamente, puede provocar algunos accidentes bastante desafortunados y peligrosos.
Este tutorial cubrirá los conceptos básicos de los comandos de movimiento del robot, su funcionamiento y sus aplicaciones en la industria. Luego aprenderemos sobre los movimientos continuos y aproximados de los robots .
Al final de este tutorial, comprenderá qué tipo de movimiento usar y cuándo usarlo.
Los robots industriales utilizan tres tipos básicos de movimiento, que la mayoría de los fabricantes comparten. Estos son movimientos "Punto a punto (PTP o JOINT)", "Lineal" y "CIRC o ARC".
Movimiento lineal
Un movimiento "lineal" es el más comprensible de todos los movimientos del robot. Como su nombre indica, este tipo de movimiento es una simple línea recta desde el "Punto 1" hasta el "Punto 2". Como se muestra en la "Figura 1", el robot viajará directamente desde su posición actual hasta su posición final, manteniendo que el robot TCP (Tool Center Point) permanecerá en la trayectoria recta (mostrada en verde).
Este tipo específico de movimiento puede ser necesario para muchas aplicaciones. Por ejemplo, cuando se mueve en un espacio muy estrecho o confinado donde no se puede permitir que el robot tenga demasiada libertad en su movimiento. Un movimiento "lineal" también es necesario cuando se compensa otro punto por una cantidad establecida o se viaja a lo largo de una costura, soldadura, trayectoria de fresado o perforación de un agujero.
El robot gira todas sus articulaciones para mantener su trayectoria correcta. Aún así, puede haber muchas desventajas para esto, así como ventajas dependiendo de la aplicación.
Una de las principales desventajas de un movimiento "lineal" es que tiende a ser más lento que un movimiento estándar "PTP" o "articulación". Esto se debe a que algunas articulaciones necesitarán moverse más que otras para mantener el robot en su camino recto, dependiendo de la orientación específica del robot y sus posiciones actuales de las articulaciones.
El movimiento siempre estará limitado por la velocidad máxima de la articulación que se mueva más lentamente, ya que cada uno de los motores conjuntos tendrá una velocidad máxima.
Figura 1
Tomemos el robot en la "Figura 1" y establezcamos 3 m / s como la velocidad máxima de articulación para todos los ejes.
Supongamos que programamos el robot para que se mueva del "Punto 1" al "Punto 2" con una velocidad TCP de 2 m/s. Para mantener esta velocidad en el robot TCP, los ejes del robot deberán moverse al unísono y a velocidades variables. En algunos casos, la velocidad de uno de los ejes puede necesitar moverse más allá del límite de velocidad del eje. En este caso, el eje 4, por ejemplo, se mueve más allá de 3 m/s. Esta velocidad está más allá del límite del eje, por lo que para evitar errores, incluida la sobrecarga, el robot deberá reducir la velocidad TCP para permitir esta limitación en el eje 4. En esta situación específica, la velocidad TCP tendría que reducirse en aproximadamente un 40% a 1,2 m/s para tener en cuenta las limitaciones del eje.
Movimiento punto a punto (JOINT)
Un movimiento "punto a punto" tendrá el mismo resultado que un movimiento "lineal", pero el camino del robot para lograr esto será diferente ya que el robot no se moverá ni mantendrá un camino recto.
Los movimientos "punto a punto" se logran utilizando el camino más rápido en lugar del más corto.
Por ejemplo, como se muestra en la "Figura 2", se usan los mismos puntos que en la "Figura 1", pero el robot toma un camino no lineal diferente, arqueándose hacia el "Punto 2" en lugar de viajar recto. Este camino puede ser más largo, pero resulta en un tiempo de movimiento más corto.
El uso de movimientos "punto a punto" es ventajoso, ya que permite que las articulaciones del robot se muevan a su velocidad programable más alta. Permite al usuario optimizar el funcionamiento del robot y reducir el tiempo de ciclo. Sin embargo, estos movimientos son mucho más impredecibles que los movimientos "lineales".
Por ejemplo, la "Figura 3" muestra un ejemplo de la imprevisibilidad del movimiento punto a punto; ahora se ha agregado un punto adicional a la ruta de acceso, "MidPoint". Este único punto ahora ha cambiado drásticamente la trayectoria de arco de la "Figura 2". Esto muestra que toda la secuencia de movimiento del robot debe verificarse cuando se enseñan movimientos punto a punto, no solo los puntos en sí.
No puede predecir fácilmente la ruta del robot para llegar a sus puntos de destino durante un movimiento punto a punto, por lo que debe tener especial cuidado.
Los movimientos punto a punto sin restricciones encajan muy bien en aplicaciones con abundante espacio, por ejemplo, aplicaciones de paletización, ya que puede darle al robot la libertad de realizar movimientos de arco para llegar a su destino requerido.
Estos movimientos también funcionan en aplicaciones donde el espacio está restringido, pero los movimientos deben ser limitados. Puede hacer esto utilizando una velocidad fija en el área específica del programa y ubicaciones fijas de puntos inmutables, ya que estos dos elementos pueden variar la trayectoria del robot si se cambian.
Otra opción es aumentar el número de puntos en la ruta del robot para restringirlo, pero aún así permitir la variación en el movimiento entre ellos. El aumento de los puntos limita el robot a una trayectoria algo estable, pero permite la libertad de variar y moverse en una ruta no lineal entre estas ubicaciones de puntos. Aún así, puede tener el efecto secundario de ralentizar el robot, ya que aún tendrá que acercarse a estas nuevas posiciones, incluso si se le permite aproximarse.
Movimiento CIRC o ARC
Un movimiento "CIRC" (circular o ARC) impulsa el TCP del robot desde el principio hasta el final de su movimiento en un radio constante. El movimiento "CIRC" se utiliza para muchas aplicaciones estándar, incluyendo fresado, pegado, soldadura, etc.
Este movimiento se ejecuta enseñando al robot un mínimo de 2 posiciones, un punto final y un punto auxiliar. El robot se moverá en un arco circular desde el final de su movimiento anterior a través de la posición auxiliar y hasta su posición final en un arco circular.
La precisión del círculo logrado a través de este movimiento depende de la colocación de estos puntos. La mejor práctica es enseñar el punto "Aux" cerca del punto central del arco.
Cuando se utiliza un movimiento "CIRC", tampoco siempre se necesita un círculo completo. Por ejemplo, el programador puede usar este tipo de movimiento para hacer círculos completos o arcos finitos dependiendo de la aplicación específica.
Aproximación de movimiento
Cuando un robot se mueve a través de un conjunto de puntos estándar, se detendrá en cada punto, reduciendo el tiempo de ciclo de un sistema. La constante desaceleración y aceleración son difíciles para la mecánica del robot. Un movimiento se puede programar utilizando movimientos aproximados para evitar este problema.
Permitir que el robot se aproxime a una coordenada de punto acelerará toda la secuencia de movimiento. En lugar de detenerse en la coordenada exacta del punto, el robot abandonará el camino antes de llegar a un punto y comenzará su movimiento hacia el siguiente punto de la secuencia.
El nivel de aproximación de un movimiento puede ser programado. Esta aproximación se programa especificando una distancia a la que el robot puede abandonar su trayectoria programada antes y después del punto o seleccionando un porcentaje de la distancia de movimiento.
La secuencia de imágenes "Figura 5", "Figura 6", Figura 7" y "Figura 8" explica la aproximación del movimiento de un robot.
La "Figura 5" muestra el movimiento de un robot que comienza en el "Punto 1" y se mueve a través del "Punto medio" para llegar al "Punto 2". No se ha programado ninguna aproximación para este movimiento, de modo que el robot se detenga en todos los puntos de su camino exactamente o tan cerca como lo permita la precisión física del robot.
En la "Figura 6", el robot se mueve por el mismo camino que en la "Figura 5". En lugar de moverse y detenerse directamente en el "MidPoint", el robot se desvía 50 mm antes y después del "MidPoint". Esto se debe a una aproximación de 50 mm programada en su comando de movimiento.
En la "Figura 7" y la "Figura 8", se muestra que a medida que aumentamos la distancia de aproximación, en este caso a 150 mm y 500 mm, respectivamente, el movimiento se vuelve mucho más similar al movimiento estándar "PTP". El robot ahora se mueve como si el punto medio no existiera, formando un movimiento de barrido considerable directamente desde el "Punto 1" al "Punto 2" evitando el "Punto medio" por completo.
La aproximación de un movimiento es vital en muchas aplicaciones, ya que las restricciones de tiempo de ciclo pueden requerirlo, y es una buena práctica usarlo para caminos suaves. Aún así, como puede ver, si la distancia está programada para ser demasiado grande, entonces la aproximación de movimiento se vuelve inútil. Existe una limitación con respecto a la distancia máxima de aproximación permitida en un movimiento.
La "Figura 9" muestra un conjunto de tres puntos, "P1", "MP" y "P3". "P1" y "P3" son equidistantes de "MP" a una distancia de 150 mm. Por lo tanto, si programamos el robot para pasar de "P1" a "P3" en esta ruta estándar sin ninguna aproximación, la longitud total del movimiento sería de 300 mm
La "Figura 10" muestra la misma ruta que la "Figura 9", pero se ha programado una aproximación en "MP". Esta aproximación se programa utilizando una distancia de 75 mm, mostrada por el círculo que rodea "MP". Esto significa que el robot puede comenzar a abandonar la ruta estándar 75 mm antes del punto, pero necesita volver a la ruta estándar 75 mm después del punto.
La "Figura 11" muestra de nuevo el mismo camino, pero se ha programado una aproximación en "MP" utilizando una distancia de 150 mm. Dado que "P1" y "P3" están a 150 mm de "MP", esto significa que el robot puede dejar su ruta estándar directamente en "P1" y solo regresar a esta ruta directamente en "P3". Esto establece nuestro límite de aproximación en este punto de este movimiento como si el valor estuviera programado para ser mayor que 150 mm; el robot no podría alcanzar "P3", lo que haría que el movimiento no fuera viable.
Este límite general de aproximación se define en un máximo de la mitad de toda la distancia de movimiento sin aproximación.
Conclusión
Este tutorial ha cubierto los conceptos básicos de los tipos de movimiento de robots. Aprendiste que hay varias herramientas que puedes usar para llevar el robot de A a B. Los movimientos lineales mueven el robot en línea recta de A a B. Los movimientos punto a punto mueven el robot en la trayectoria rápida de A a B, y los movimientos CIRC mueven el robot TCP en un arco. El tipo de movimiento utilizado depende de la aplicación del robot y del entorno de la aplicación. Este tutorial también ha cubierto los conceptos básicos de la aproximación de movimiento y cómo se puede utilizar para reducir el tiempo de movimiento de un robot. A estas alturas, debería comprender mejor estos tipos de movimiento, cómo funcionan y dónde podría usarlos.
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