Robótica Industrial Curso 2015/16: Proyecto 2016 => PINTADO DE PANELES DE PUERTA

INDICE

1. Introducción

2. Proceso

3. Elementos empleados

4. Medidas de seguridad

5. Funcionamiento de la celda

6. Programación de la celda

7. Simulación de funcionamiento

8. Archivos descargables

1.Introducción

Proceso de pintura de paneles de puerta

El siguiente proyecto consiste en realizar el diseño, montaje e implantación de una célula robotizada utilizando el software de simulación y programación: KUKA Sim Pro v1.1

La programación de todos los elementos que componen la celda se realizará mediante el método "teaching" que consiste en situar el robot en cada una de las posiciones que componen la secuencia a realizar y guardarlas en el programa. Este método permite un ajuste final más preciso.

Requerimientos

Una factoría proveedora de PSA Peugeot Citroën necesita un sistema para implementar en su línea de producción, dicho sistema se encargará del proceso de pintado de los paneles de puerta. El proceso antes de pintar el panel ha de calentarse para que absorba bien la pintura.

Solución

Es importante que el tiempo de ciclo necesario para llevar a cabo la tarea sea lo más reducido posible para no retrasar la cadena de montaje y abastecer a tiempo a PSA Peugeot Citroën.

Consideraciones

Área de trabajo
Los robots empleados para el proceso de pintura son modelos diseñados especialmente para ello. Vienen especializados para realizar dicha acción. Poseen un área de trabajo amplia, una gran capacidad de giro en sus ejes y gran precisión en el posicionado.

Riesgo de colisión
Debido a que el espacio disponible para realizar el calentamiento y pintado del total de la pieza es reducido debido a la optimización del espacio de planta, los robots deben maniobrar sin colisionar con los obstáculos ni los paneles.

Capacidad de carga
No es de excesiva importancia en los robots que disponemos para este proceso ya que estos disponen de herramientas no demasiado pesadas para cualquier robot de la gama.

Disponibilidad
El sistema estará disponible casi las 24h del día (excepto en tiempos de mantenimiento programado), dependiendo de PSA Peugeot Citroën y los horarios de sus turnos, para no retrasar el abastecimiento de la línea de producción de PSA Peugeot Citroën.

2. Descripción del proceso

Un operario coloca el panel en el soporte que se encuentra fijado sobre un dispositivo de transporte y avanza por la línea del proceso.
Cuando llega el panel a la posición del primer robot (Proceso de calentamiento), donde tenemos un sensor, el dispositivo de transporte parará, y el robot comenzará la secuencia, una vez acabado el proceso el dispositivo de transporte se activará llevando un nuevo panel de puerta a dicha posición.

Una vez calentado el panel, el dispositivo de transporte, llevará el panel de puerta hacia la zona de pintado, donde llegará a la posición del segundo robot, una vez posicionado, el robot comenzará con la secuencia de pintado, se repetirá el proceso con una nueva pieza.

La pieza seguirá transportándose hasta la zona donde el operario la retirará rematada.

3.Elementos utilizados

Ø 2 x KR 6 R900 sixx (KR AGILUS): Serán los encargados de calentar y pintar los paneles de puerta.

Pedestal para robot: Base sobre la que se apoya el robot.

Armario de control KRC4C: Unidad de control del robot. Donde se sitúan los servocontroladores que manejan los motores de cada uno de los ejes, la CPU de control (el cerebro) y las tarjetas de entradas/salidas exteriores y de seguridad.

Herramienta para calentar: En la simulación usaremos la antorcha de soldadura debido a no tener la herramienta con la resistencia para calentar.

Herramienta de pintura: usaremos la herramienta RA2.3 de KUKA, para el proceso de pintura.

Programadora KUKA SmartPad: Interface HMI que se emplea para acceder a la CPU alojada en el armario de control y poder controlar el robot y todos los dispositivos anexos a él de forma manual y gestionar los programas que se encuentran guardados en la memoria del controlador. Dispone de medidas de seguridad integradas como "el pulsador de hombre muerto" que ha de ser accionado y mantenido para gobernar de forma manual el robot y pulsador de paro de emergencia.

PLC: Controlador programable que da órdenes para coordinar las secuencias de cada uno de los elementos de la celda robotizada.

4.Medidas de Seguridad

PLC de seguridad: Controlador programable que implementa funciones específicas de seguridad y control de elementos de seguridad.

Incluye la función muting, que permite discriminar entre piezas de trabajo y elementos extraños dando orden al sistema de control de detener el proceso en caso de que uno de estos cruce las barreras de entrada o salida de material.

Seta de emergencia: Pulsador de emergencia, de rearme manual giratorio o por medio de llave, que detiene todos los elementos de la celda en caso de ser accionado.

Conjunto de Barreras Fotoeléctricas: Sensor de presencia de tipo lineal compuesto por múltiples haces invisibles de luz láser, situada en las zonas de entrada y salida de piezas a la celda robotizada, que detecta la entrada de objetos.

Baliza de señalización: Indica el estado de funcionamiento del proceso mediante señales luminosas. Incluye indicaciones para: marcha (verde), situación anormal (naranja), parada (rojo), azul (acción manual requerida) y muting activo (blanco). Esta última cuenta con doble lámpara de señalización.

Valla metálica: Limita físicamente el acceso no autorizado a la zona de trabajo de la maquinaria móvil. La pintura, en caso de llevarla, ha de ser de color negro para el vallado y amarillo para los pilares.

5.Funcionamiento de la celda

El proceso que se lleva a cabo es el pintado de paneles de puerta para el grupo PSA Peugeot Citroën, este proceso forma parte de una línea de montaje.

1. Un operario coloca el panel de puerta en un soporte que se encuentra en un dispositivo de desplazamiento lineal que se mueve a lo largo de la línea. Este atraviesa la barrera de entrada cumpliendo la secuencia correcta de muting.

2. El panel llega a la posición del primer robot, deteniéndose ahí al detectar el sensor la llegada del soporte, el robot empieza la secuencia de calentado del panel, una vez finalizado el proceso de calentamiento, el robot da la orden al dispositivo de desplazamiento de avanzar hasta la llegada de una nueva pieza.

3. El panel que terminó el proceso anterior, sigue desplazándose por el dispositivo de transporte, hasta que alcanza la posición del segundo robot, donde se posiciona por el sensor que comunica que llego la pieza, por lo que el robot comienza con la secuencia de pintado, una vez rematada la secuencia el robot espera a la llegada de una nueva pieza a la posición.

4. Una vez terminado el proceso de pintado, el dispositivo de transporte desplazará el panel de puerta hasta la barrera de salida cumpliendo la secuencia muting.

5. El panel de puerta llegará a la posición final donde un operario la retirará y la depositará almacenada en piezas acabadas.

En caso de que se dé una secuencia de activación y desactivación de las barreras fotoeléctricas que no sea igual a la definida anteriormente en la función muting, el sistema de control de seguridad (PLC de seguridad) dará orden parada a todos los mecanismos móviles situados dentro de la celda así como una señal de alarma luminosa y electrónica al sistema de control central.