Proyecto de simulación de una célula robotizada. 13535

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Contenido

Introducción al proyecto

En esta página se presenta una posible aplicación a la industria de los robots Kuka. Se ha decidido utilizar estos para llevar a cabo la soldadura de recipientes cilíndricos de acero, y simular el proceso con el programa Kuka Sim Pro. Así pues se diseñará un modelo en tres dimensiones del emplazamiento de esta actividad que incluye diversos factores como sus elementos de oficina, los de seguridad, personal, medios de transporte...Lo más destacable es el ensamblaje de varias partes y la coordinación de las acciones de distintos brazos. Esto último es fundamental para el funcionamiento real, pues se ha de evitar la posibilidad de que haya colisiones que causarían retrasos, roturas de equipos y, además, un riesgo para los empleados que se encuentran en el espacio de trabajo.


Layout de la célula

En primer lugar, se muestra una vista general del área de trabajo y una vista en planta de esta, suficientes para orientar al lector sobre el emplazamiento físico y mostrar la célula robotizada.

La distribución no se trata de la colocación azarosa de los elementos técnicos necesarios, sino que es producto de la reflexión sobre la mejora de la productividad y la seguridad de los operarios.

En las imágenes se aprecian varias zonas diferenciadas. Esto permite una mejor organización del trabajo y evita posibles retrasos en la producción.


La zona de trabajo, donde están los robots y la mesa de trabajo en la que se sujeta y se gira el bidón para que la soldadura sea completa y correcta; la zona de operación, en la que un trabajador actúa sobre el cuadro de mando al otro lado de la valla de seguridad; la zona de supervisión, donde hay una pequeña oficina abierta en la que un empleado controla la actividad, sin necesidad de instalar cámaras que envíen la señal de imagen en tiempo real a su ordenador; y la zona de sub-almacenamiento, donde se dejan los "bidones" ya procesados a la espera de que un operario los traslade al almacén.

Este layout es orientativo y no se considera necesario indicar cotas ni distancias. Ni siquiera es necesario aportar una escala, pues se muestran varios operarios en la estación de trabajo, con lo que a simple vista se puede comparar el tamaño de los distintos elementos con la altura estándar de una persona.

Funcionamiento

Robot Teaching(Main) Teaching(Sequences) Imagen del robot
Robot 1
Robot 2
Robot soldador 1
Robot soldador 2


La secuencia, mostrada en la tabla, se rige por el siguiente orden:

1) El brazo robótico 1 lleva a cabo la secuencia cilindro. Esta secuencia consiste en la siguiente serie de acciones: Agarrar el cilindro, llevarlo a la mesa de trabajo, dejarlo sobre ella y adoptar una posición de espera para volver a agarrarlo.

2) El brazo 2 realiza la secuencia fondo, que consiste en agarrar el fondo del cilindro, llevarlo a la mesa de trabajo para su ensamblaje, y se retia a una nueva posición donde espera a que se le dé paso para agarrar la tapa.

3) Un primer robot soldador realiza el primer ciclo, secuencia soldador1, y se retira para volver a posición de reposo.

4) El robot 2 hace la secuencia tapa, que es similar a la secuencia fondo, pero sobre la otra base del cilindro.

5) Un segundo brazo soldador realiza un segundo ciclo de soldadura, soldador2, y vuelve a reposo.

6) Se gira el cilindro. Así, los brazos soldadores pueden repetir sus respectivos ciclos para que la soldadura se complete.

7) Por último, el robot 1 se mueve realizando la secuencia sacar bidón, consistenete en agarrar el cilindro completo y depositarlo en la cinta transportadora para producto terminado.

Componentes empleados

Componente Utilidad
Robot de carga ligera.

KUKA KR 16 L6

Es un modelo que permite un buen alcance y velocidad de movimiento para cargas no pesadas, como las que se manipulan en el proceso. Se utiliza para cargar tanto los cilindros como las tapas y los fondos. Se tienen dos de ellos trabajando.
Robot de carga ligera.

KUKA KR 15 L6/2

Presenta una gran manejabilidad y precisión que lo hacen adecuado para ocuparse de la soldadura. Se han de usar dos robots como este.
Unidad lineal KUKA KL 1500/2 Consiste en una cinta que se emplea para desplazar los robots KR 15 L6/2 y aumentan el espacio de trabajo.
Gripper Complemento para los brazos robóticos. Acoplamiento para manipulación que servirá para agarrar las piezas.
Torch Complemento para los brazos robóticos. Acoplamiento para realizar la soldadura.
Cintas transportadoras Desplaza las piezas hacia los robots para su posterior manipulación.
Mesa de trabajo Sirve de soporte sobre el que llevar a cabo el proceso de soldadura.
Unidad de limpieza de soldadura Facilita el mantenimiento de la antorcha de soldadura, con la consiguiente optimización del proceso.

Archivo

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