Robot Kuka

 

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ROBOTS KUKA Diego Alejandro Pinzón Triana [email protected]  [email protected]  Harold Daniel Guatavita Uchuvo [email protected]

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 Abstract   —This

report will explain the operation of the the KUKA KUKA ro robot bot,, si sinc ncee they they ar aree the the main main manufacturers of industrial robots, analyze their adva ad vant ntag ages es and and di disa sadv dva ant ntag ages es,, and and make make differences with other brands of robot.

I. INTR INTRODU ODUCCI CCION ON El desarrollo de la robótica ha sido fundamental  para que las empresas puedan realizar procesos o tareas con gran rapidez, precisión y exactitud. De ac acue uerd rdoo con con la Fe Fede dera raci ción ón In Inte tern rnac acio iona nall de Robót Ro bótic icaa (IF (IFR), R), el incre increme ment ntoo de robot robotss en la industria en el último año ha sido del 2%, y para los  próximos dos años, se espera que este crecimiento  promedio aumente al 6%. Las industrias que más han incorporado la robótica en sus procesos han sido la automotriz, las de alta tecnología (ensamble de disposi dispositivos tivos electróni electrónicos) cos) la alimentari alimentaria, a, entre otras. cómo se observa en la figura 1. Adic Ad icio iona nalm lmen ente te,, la defi defini nici ción ón de un si sist stem emaa robótico ha evolucionado con el tiempo. Así, la

labores que cada robot debe realizar, ya sea en la industria o en ámbitos académicos Figura 1. Robot Industrial de kuka

La prog ogrramación onn-lline pe perrmite tra rabbajar  directamente direct amente sobre el manipulador en su espacio espacio de trabajo. Con el desarrollo de la programación, los métodos utilizados para este cometido también han ido apareciendo. Estas técnicas se definen como la mane ma nera ra de re real aliz izar ar el pr proce oceso so de en enseñ señan anza za al sistema robótico, muchos de los cuales dependen de la aplicación a la cual esté enfocado el robot. En aplicaciones aplic aciones sencillas es posibl posiblee utilizar utilizar métodos métodos Organización define a como el aprendizaje guiado, donde el operario es el un sist sistem emaa Internacional robó robóttico co com mde o Estándares “U “Unn man anip ipul ulad ador  or  mult mu ltif ifunc uncio iona nall rep reprog rogram ramab able le,, ca capa pazz de mo move ver  r  encargado de llevar hasta el punto a donde el robot desp spla laza zará rá.. Ot Otro ro mé méto todo do,, co como mo el te text xtua ual, l, mate ma teria rias, s, piez piezas, as, her herram ramie ient ntas, as, o di dispo sposi siti tivos vos se de requier ieree de conocim conocimien ientos tos prev previos ios por part partee del esp speeciale ales, según gún traye yecctori riaas va varriables, requ usuari arioo pa para ra ll llev evarl arloo a ca cabo, bo, co como mo un an anál ális isis is  programadas para realizar tareas diversas”. Por este usu motivo, un sistema robótico se establece como una matemático para ejecutar un movimiento a un punto he herra rrami mient entaa fun funda dame ment ntal al par paraa la in indu dust stri ria, a, en determinado, a diferencia del método de aprendizaje campos que la mano de obra humana no puede guiado, que el mismo movimiento lo realiza de garantizar, un trabajo rápido, preciso y continuo.  La forma empírica.  programación de los sistemas robóticos industriales, como un grupo de instrucciones para la realización KUKA Roboter GmbH es uno de los principales fabri rica cant ntes es mund mundia iale less de rob robot otss in indu dust stri rial ales es y de tare tareas as,, ha ido ido ca camb mbia iand ndoo en fu func nció iónn de la lass fab 

si sist steemas dEle Grupo sol oluucKUKA iones Robot automa om atizadcon as más de fabricación. cuenta de 25 filiales en todo el mundo, la mayoría son

 

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sucursales de ventas y servicios, en los EE. UU., Méxi Mé xico co,, Brasi Brasil, l, Jap Japón ón y Chin China, a, Corea Corea,, Taiw Taiwán, án, India ofreciendo ofreciendo también también sus servicios servicios a clientes clientes de toda Europa. El nombre de la compañía KUKA es una abreviatura de Keller und Knappich Augsburg y al mismo tiempo es una marca registrada de robots industriales y otros productos de la empresa. II. II. OB OBJE JETI TIVO VO GENE GENERA RAL L Forta For tale lece cerr la inco incorpo rporac ració iónn de la robót robótic icaa en la ind nduustr stria loca call, mediant ntee el est stud udiio de la  programación y operación de robots industriales KUKA, para facilitar su conocimiento e implementación III. OBJ OBJETI ETIVO VO ES ESPEC PECIFIC IFICO O • Estudiar las arquitecturas y elementos estructurales del brazo robótico KUKA. • In Inve vest stig igar ar los leng lengua uajjes de pr prog ogra rama maci ción ón,, meto me todo dolo logí gías as de prog progra rama maci ción ón y si sist stem emas as de co cont ntro roll disp dispon onib ible less para para lo loss br braz azos os ro robó bóti tico coss KUKA. • Redact Redactar ar una guí guíaa de prá práctica cticass de prog programaci ramación ón y manipulación de los brazos antropomórficos KUKA con el fin de facilitar el aprendizaje al usuario IV IV.. JUS JUSTIFI TIFICAC CACION ION En la actualidad, debido a los múltiples problemas sociales e industriales, los países se han centrado en el desa desarr rrol ollo lo de sist sistem emas as au auto tomá máti tico coss co conn el ob obje jeti tivo vo de me mejo jora rarr la ca cali lida dadd de vi vida da de su suss ha habi bita tant ntes es.. En es este te sent sentid ido, o, la ro robó bóti tica ca se ha convertido una solución tantoencontra en el ámbito social como en elen industrial industrial. . Podemos encontrar r entonces, entonc es, robots en tareas de limpieza de hogar o en sistemas industriales de alto riesgo. El desarrollo de nuevos métodos de progra gramación ha facilitado su incorporación a éstos nuevos espacios. El propósito de este trabajo es el de cubrir falencias, mediante la utilización de los sistemas robóticos KUKA KU KA,, rea reali lizan zando do un est estud udio io profun profundo do de la lass características técnicas, mecánicas, de  programación e interfaz de comunicación de los robot rob otss antr antrop opom omórf órfic icos os KU KUKA KA;; y el elab abora orarr un material académico queasumir permita profesional más capacitados para la generar responsabilidad de

conocer conoc er e in inco corpo rporar rar al medi medioo la lass te tecn cnol olog ogía íass futuras. V. MA MARC RCO OT TE EORIC ORICO O 5.1 ROBOT INDUSTRIAL KUKA Es un fabricante alemán de robots industriales y sol soluci uciones ones par paraadelalaaut automa omatiz tizaci ación ón ind indust ustria rial. l. Ha sido propiedad empresa china Midea Group desde 2016. Con más de 120 años de actividad, KUKA KU KA (K (Kel elller un undd Kn Knap appi pich ch Au Augs gsbu burg rg)) ha celebra raddo más de un siglo de long ngeevida dadd e innovación. KUKA ha impulsado el avance de la tecn te cnol olog ogía ía de desd sdee su suss in inic icio ioss en 18 1898 98,, cu cuan ando do com omeenza zarron como un nego goccio de venta de iluminación asequible para casas y farolas. Con la adquisición de la empresa de ingeniería con sede en Bremen, el negocio de KUKA realmente despegó y se incrementaron las cuotas de mercado para los

sistem sist emas as de so sold ldad adur uraa y mo mont ntaj aje. e. El re rest stoo es hist hi stor oria ia,, KU KUKA KA ti tien enee ah ahor oraa un unaa pl plan anti till llaa de alrededor de 14.200 y unas ventas totales de más de 3.500 millones de euros.  Figura 2. Robot KUKA KR 5-2 ARC HW La compañía fue fundada en 1898 en Augsburgo, Alemania. Alema nia. Sus fundador fundadores es eran Johann Josef Keller  y Jakob Knappich. Al principio se centraron en la iluminación pública y de casas, pero poco después enfocaron su atención en otras cosas (instalaciones y herramientas de soldadura, envases y cont co nten ened edor ores es). ). En 19 1966 66 la em empr pres esaa fu fuee lí líde der  r  europea en la producción de vehículos de servicios urban urb anos. os. En 197 19733 se co const nstruy ruyóó su pri prime merr ro robot bot indu in dust stri rial al,, co conoc nocid idoo com comoo FA FAMU MULU LUS, S, tr traba abajo jo  pionero en aquella época. Entonces la compañía  pertenecía al grupo Quandt. Pero en 1980 la familia

 

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Quandt se retiró y la empresa se convirtió en una empresa pública. Con KUKA Schweissanlagen más Roboter GmbH se creó la técnica de robots en 1995. Hoy en dí díaa KUKA se centra en solucione ness avanz av anzad adas as pa para ra la au auto toma mati tizac zació iónn de pro proce cesos sos industriale indust rialess de producción. La empresa pertenece pertenece a KUKA AG (anteriormente el grupo IWKA). La principal de KUKA Roboter GmbH, mássede de 3.150 empleados a nivel global, estácon en Augsburgo (datos del 30.09.2012). Los clientes de la empresa son de la industria automovilística pero cada ca da ve vezz so sonn má máss fr frec ecue uent ntes es lo loss cl clie ient ntes es qu quee  provienen de otros sectores (industria general) fuera de la industria automovilística.

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cubre completamente el rango de capacidad de carga de 90 a 300 kg con alcances de hasta 3100 mm. 2012 – KUKA presenta la nueva gama de robots pequeños KR AGILUS en el mercado.

5.3 DESCRIPCION MECANICA

EL Kuka es delsetipo antropomórfico debido queRobot su movimiento asemeja a los de un brazoa humano como se muestra a continuación. Figura 4. Equivalente de humano robot. Figura 3. Soldadura por puntos en automóviles 5.2 DESARROLLOS IMPORTANTES 

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1971 – se construye la primera cadena de soldadura para Daimler Benz. 19733 KU 197 KUKA KA co const nstruy ruyóó a ni nive vell gl globa oball el  primer robot industrial de seis ejes acci ac cion onad ados os elec el ectr trom omec ecán ániica came ment ntee y conocido como FAMULUS. 1976 – IR 6/60 – KUKA se decide por el desarrollo de un tipo de robot completamente nuevo: el IR 6/60. Este robot  posee seis ejes accionados electromecánicamente y está equipado con una mano angular. 2007 – el robot "titan" de KUKA no teme  batirse con los más fuertes. Es el robot industrial de 6 ejes más grande y fuerte a nivel mundial. Supone la entrada en el Libro Guiness los Récords. 2010 – ladenueva serie de robots QUANTEC es la primera y única gama de robots que

Esta se Esta seme meja janz nzaa an antr trop opom omór órfi fica ca no noss pe perm rmit itee describir las partes del robot Kuka KR 6/2 de la siguiente forma, una Muñeca, un Brazo, un Brazo de oscilación y una Columna giratoria Estas partes se describen a continuación. Muñeca: conformada

por Árboles concéntricos una Brida y una Brida de acople. Brazo: 

constituido por una unidad de acci ac cion onam amie ient ntoo de la mu muñe ñeca ca,, un Br Braz azo, o, Un Unaa Muñeca central, el Accio Accionamient namientoo del eje princi principal pal A3, el Brazo de oscilación y el Eje de giro 3 . Brazo de oscilación:  está formado por el Brazo de oscilación, el accionamiento del eje principal A2 y del eje de giro 2. Columna Column a girato giratoria: ria: 

compuest compue stoo po porr la base de dell robot, la columna giratoria, el engranaje reductor  especial, el accionamiento del eje principal A2.

 

4 Base del Robot: aquí

se encuentran las Cajas de cone co nexi xion ones es,, el Cu Cuer erpo po de la ba base se de dell ro robo bott la Cubi Cu bier erta ta A1, el En Engra grana naje je red reduc ucto torr esp espec ecia ial, l, la Brida, los Taladros de ajuste la Brida de pie y los taladros de fijación

son necesarias para el funcionamiento del sistema robótico. Los robots están equipados con un panel de control con ratón 6D integrado y una resolución de pantalla de 640 x 480 píxeles. Este mueve al manipulador, guarda posiciones (TouchUp) o módulos, funciones y listas de datos que pu pueeden se serr creada dass y

 procesadas. latarrmanipulación de loss 5.4 APLICACIONES ej ejes es,, de debe be Para de es esta ac acti tivad vados os lo losas mano in inte terru rrupt ptore ores Lass ap La apli lica caci cion ones es de lo loss ro robot botss in indus dustr tria iale less son afirmativos que se encuentran ubicados en la parte múltiples. Se aplican en distintas industrias sobre  posterior del panel de control (KUKA ( KUKA Control Panel todo para el tratamiento de materiales, la carga y (KCP)). (Actualmente sólo con función de pánico). descarga de máqui máquinas, nas, la palet paletizació ización, n, la soldadura La conexión con el mando es una interfaz VGA y  por puntos y la soldadura al arco. Los robots un bus CAN. En el armario de control se encuentra industriales KUKA se aplican por ejemplo en la un PC industrial que se comunica por una tarjeta  producción en empresas como GM, Chrysler, Chr ysler, Ford, MFC con el sistema de robot. Señales de control Porsche, BMW, Audi, Mercedes-Benz, entre el manipulador y el control son transmitidas Volk Vo lksw swage agen, n, Fer Ferrar rari, i, Ha Harl rleyey-Da Davi vidso dson, n, Te Tesl slaa  por la denominada DSE-RDW conexión. La tarjeta Motors o Boeing, Siemens, Stihl, Ikea, Swarovski, DSE se encuentra en el armario de control, la tarjeta Wal-Mart, Nestlé, Budweiser así como Coca-Cola y de RDW se encuentra sobre la base del robot. otras empresas. A continuación, algunos ejemplos de aplicaciones Industria del transporte:  En el

transporte de pesos  pesados los robots industriales pueden desarrollar  una función importante. En general se usa la carga y el posicionamiento libre. 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 Industria de la construcción:   La industria de la const co nstru rucc cció iónn of ofrec recee ap apli lica caci cion ones es va vari riab able les: s: lo loss robots se aplican tanto en el flujo de materi material al como en el proceso de la transformación y la fabricación eficaz. Industria de la madera:  Raspar, fresar, taladrar, serrar, paletizar o clasificar son tareas que están respaldados por robots. 5.5 SO 5.5 SOTF TFWA WARE RE DE DEL L RO ROBO BOT T IN INDU DUST STRIA RIAL L KUKA El software de KUKA es el sistema operativo y con eso la pieza clave de toda la manipulación. En él están guardadas todas las funcio funciones nes principale principaless que

Actual Actu alme ment ntee el co cont ntro rola lado dorr en un KR KRC4 C4 es el  pionero de la automatización de hoy y del mañana. Reduce gastos en la integración, mantenimiento y co cons nser erva vaci ción ón.. Al mism mismoo ti tiem empo po,, au aume ment ntaa la eficiencia y flexibilidad de los sistemas de forma sostenible, gracias a estándares industriales abiertos. El color con el cual la mayoría de los robots se suministran es el naranja (RAL 2003) - negro 5.6 TIPOS DE ROBOT KR CYBERTECH nano ARC : Con una

precisi precisión ón de repet repetic ició iónn de pu punt ntoo de 0,04 0,04 mi milí líme metr tros os,, lo loss robots trabajan con la máxima exactitud y precisión incluso a altas velocidades.  cuentan con una gran zo zona na de tr trab abaj ajoo tr tras aser eraa y di disp spon onen en de un gr gran an alcance hacia abajo. Permiten acceder a zonas de trabajo hasta ahora inexploradas Adecua Adec uado do pa para ra el man anej ejoo de las si sigu guie ient ntes es aplic apl icaci acione oness Se us usan an pa para ra la pi pint ntura ura el pegad pegado, o, corte, separación y soldadura con gas de protección

cumplen todos los requisitos de un sistema de automatización actual: mínimo espac esp acio io re reque queri rido, do, ci cicl clos os más más co cort rtos, os, máxi máxima ma di disp spon onib ibil ilid idad ad y ba bajo joss co cost stes es de ex expl plot otac ació ión. n. Gracias a su forma fina, los robots de cinco ejes KR QUANTEC PA.

 

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alcanzan alturas de apilamiento superiores a 2500 mm. Gracias a un eje hueco con un diámetro de 60 Siga estos pasos para tomar un formulario de mm, se puede tender la alimentación de energía de  programa en un disco USB: forma protegida. Tienen aplicación para el área de la carpintería ya 1.nserte el disco USB en el controlador del robot (es que su carga máxima es de 120 kilogramos, y para mucho más rápido que usar la conexión del teach  pendant) el área de latas de pintura donde las organiza 2. Si no vemos el disco USB debemos entrar en el KR SCARA. Capacidad

de carga de 6 kg, máxima  precisión, tiempos de ciclo muy breves, peso ligero: todo ello a un precio económico. Se puede utilizar  en todo el rango de temperatura entre 5 °C y 40 °C, clase de protección IP 20. Tiene uso para la relación mediante el robot están diseñados para aliviar el estrés y las tensiones del día a día y para fac facilitar el tra rabbajo de los

Figura 6. Esquema, métodos de programación de robots

fisioterapeutas Figura 5. Robot Scara masajista 5.7 CONFIGURACION INDUSTRIA KUKA

DEL

modo Administrador  3. Seleccione el archivo desde el disco USB 4. Seleccione Editar ➔Copia 5. Seleccione una carpeta en la unidad KRC 6. Seleccione Editar ➔Pegar 

ROBOT

5.8 REPARACIONES INDUSTRIAL KUKA

DEL

ROBOT

Cuando se integra un robot industrial a la línea de

RoboDK soporta todos los controladores de robot  producción se hace con la intención de reducir el tiem empo po de ina nact ctiivi vida dadd no pl plan aniifi fica cado do en la KUKA desde KRC2, incluyendo los controladores ti KUKA KRC3 y KRC4. Esta documentación se basa  producción y la probabilidad de fallos o deterioro de en un controlador KRC4. El controlador del robot los componentes. El mantenimiento industrial ha KRC4 KR C4 ej ejec ecut utaa el si sist stem emaa op oper erat ativ ivoo Mi Micr cros osof oftt sufrido una gran evolución en los últimos tiempos apar arec ecie iend ndoo lo loss co conc ncep epto toss de Mant Manten enim imie ient ntoo Embe beddded Windows 7. Los con onttro rollador orees ap anteriores, como KRC2, ejecutan Windows 95. El Preventivo y Predictivo. Pero aclaremos el concepto robot teach pendant muestra una "HMI" que es un de estos.  programa que KUKA desarrolló para funcionar en Windows y es la interfaz que el usuario del robot VI. CONCLU CONCLUSIO SIONES NES debe utilizar para manipular el robot. En las sigu siguiiente entess secc secciion ones es se mue uest stra rann las Se cumplió el objetivo de explicar el operaciones usando ununteach pendant paraen el funcionamiento de un robot industrial kuka, donde robot KUKAtípicas para preparar nuevo programa vimos las configuraciones y la estructura de un RoboDK y transferirlo al robot robot, ya que son importantes para las industrias.

 

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El KC KCP P es un el elem emen ento to de co cont ntro rol, l, qu quee  permite la movilidad y funcionamiento del robot Tienen capacidad de levantar cargas pesadas En el ca camp mpoo de tra raba bajjo de dell ro robo bott es estta delimi del imitad tadoo con seña señali lizaci zaciones ones para evitar  evitar  accidentes con el operador