BRAZO ROBÓTICO MITSUBISHI RV-2AJ

BRAZO ROBÓTICO MITSUBISHI RV-2AJ (festo mitsubishi robot): Robots verticales de brazo articulado

De acuerdo a Deng et al., (2016) el uso de los robots en todos los campos de la ciencia se ha incrementado en los últimos años, lo cual se debe a su capacidad de realizar tareas repetitivas y precisas además de su alta velocidad y destreza.

El diseño de sistemas robóticos se ve influenciado por diversas variables tales como la geometría del robot, su cinemática, dinámica y las características de sus sistemas de enlace (Lemmel-Vélez et al., 2017).

Las investigaciones en el campo de la robótica llevan ya varios años desarrollando aplicaciones que permitan a los humanos interactuar de forma más eficiente y amigable con los robots, de tal forma que los sistemas de control basados en gesticulaciones son una vía natural de comunicación dentro de las interfaces humano máquina (Raj et al., 2017).

Como menciona Amirabdollahian et al., (2017) en su trabajo, el problema en la detección de la postura de la mano puede ser solucionado mediante varios métodos basados en visión artificial, guantes que permitan sensar los movimientos o señales mioeléctricas que permitan obtener las señales producidas por los movimientos musculares.

Estos métodos permiten identificar gestos de forma que puedan ser utilizados para controlar prótesis bioelectrónicas o robots industriales. Las señales mioeléctricas son un conjunto de acciones potenciales hacia las unidades motoras que se producen neurológicamente o de forma eléctrica. Dichas señales permiten detectar anormalidades médicas, estimar o reconocer las unidades motoras, los cambios neuromusculares en las patologías de los músculos, analizar la biomecánica del movimiento del ser humano y controlar dispositivos para la rehabilitación como exoesqueletos y prótesis (D. Yang et al., 2017).

El uso de la electromiografía como canal de enlace bioelectrónico para controlar dispositivos mecatrónicos se ha incrementado; estos dispositivos están sustituyendo a las interfaces de usuario (UI) tales como palancas de mando y teclados, por interfaces intuitivas y naturales. Sin embargo, no es posible modificar o cambiar las interfaces en todas las aplicaciones en las que se requiere precisión, esto se debe a que las señales electromiografías de superficie no presentan patrones constantes para identificar el movimiento de las articulaciones; no obstante, pueden ser utilizadas para determinar movimientos deseados en las articulaciones y tener un enlace bioelectrónico para garantizar que el sistema mecatrónico se mueva a través de la trayectoria deseada (Ramos et al., 2011).

Una de las principales limitantes en el uso del control basado en señales mioeléctricas se debe a que los lazos de control no son intuitivos. Los equipos comerciales en su mayoría utilizan máquinas de estado que permiten ejecutar una función a la vez. En este sentido, el reconocimiento de patrones en las señales sEMG (Surface Electromyography Signal) propone una solución directa a estas limitaciones, basada en sistemas embebidos y en el uso de redes de electrodos para adquisición de señales mioeléctricas de superficie (Kapelner et al., 2018).

El desarrollo de prótesis robóticas, sistemas de rehabilitación, entrenadores virtuales y la realidad virtual han permitido que el área de la robótica posea y adquiera una elevada importancia dentro de la medicina clínica. Según el trabajo presentado por Woodward et al., (2017) el uso de ambientes de juego combinados con prótesis mioeléctricas ha permitido facilitar la ejecución de rehabilitación neuromuscular, aunque siempre se requiera supervisión clínica.

Como mencionan Yang et al. (2018), el procesamiento y recolección de las señales EMG para el reconocimiento de ciertos patrones de movimiento de mano y muñeca se encuentra ampliamente desarrollado e identificado en la bibliografía. De forma contraria, el análisis simultáneo de señales EMG para el control de robots con múltiples grados de libertad es un área que requiere de una urgente atención ya que solo existen sistemas comerciales que no permiten un análisis simultáneo de la información.

De acuerdo a Moya et al. (2015), un sistema embebido permite desarrollar hardware enfocado a aplicaciones específicas, estos componentes pueden estar conformados por procesadores, microcontroladores, FPGA´s (Field Programmable Gate Array), memorias (RAM, ROM, EPROM, Flash), interfaces de comunicación, sensores y actuadores que en conjunto con software desarrollado realizan funciones específicas como puede ser el reconocimiento de patrones de señales sEMG.

En base a los estudios citados, se evidencia que en la actualidad existen varios estudios basados en la identificación de patrones sEMG para controlar sistemas de rehabilitación y exoesqueletos, lo cual deja un vacío en la robótica industrial. En este contexto, se realizó el modelado, simulación y control del Robot Mitsubishi RV-2JA, en el cual se requiere adquirir y tratar señales sEMG específicas e identificarlas a través de redes neuronales artificiales (RNA) que permitan enlazar de forma bioelectrónica un sistema embebido mecatrónico entre el operador el equipo Myo y el robot Mitsubishi RV-2AJ. festo mitsubishi robot

Análisis Cinemático Directo del Robot MITSUBISHI RV-2AJ

El Análisis Cinemático Directo del robot Mitsubishi RV-2AJ consiste en determinar la posición y orientación del extremo del brazo robótico (efector final) en función de los ángulos de sus articulaciones. Este robot de seis grados de libertad utiliza transformaciones homogéneas para calcular su postura final en el espacio tridimensional, basándose en los ángulos de cada articulación y las longitudes de sus eslabones. Este análisis es esencial para controlar y programar movimientos precisos en tareas industriales automatizadas.

Brazo Robot Mitsubishi

Robot Mitsubishi de cinco ejes reacondicionado. El robot consta de un brazo robótico RV-2AJ, un controlador CR1-571, una caja de enseñanza, manuales y cables.

El robot Mitsubishi RV-2AJ (capacidad de elevación de 2 kg) es completamente fácil de usar y se puede programar tanto con la consola de programación como con un PC. Ofrece velocidad y rendimiento de alta precisión en comparación con los robots industriales convencionales, con una velocidad máxima de 2000 mm/s, un alcance de 418 mm y una repetibilidad de posición de +/-0,02 mm. festo mitsubishi robot

Servomotores equipados con codificadores absolutos, lo que elimina la necesidad de regresar al origen cuando se enciende la alimentación. Esto también resuelve el problema de la interfaz de los dispositivos periféricos durante la configuración del origen. Se utiliza una CPU RISC de 64 bits, con funciones, rendimiento y capacidad de ampliación mejorados. Los lenguajes de robot, MELFA-BASIC IV y MoveMaster (MoveMaster Command), están incluidos en la configuración estándar.

Se utiliza CPU RIS, con funciones, rendimiento y capacidad de ampliación mejorados.

Los lenguajes de robot, MELFA-BASIC IV y (MoveMaster Command), están incluidos en la configuración estándar. festo mitsubishi robot

El Robot industrial marca MITSUBISHI RV-2AJ, de 5 grados de libertad, tiene articulaciones, las cuales realizan movimientos rotatorios desarrollados por actuadores, que para este caso son servomotores AC, en los ejes J1 a J3:50W con freno en los ejes J4; J6:15W sin freno, en el eje J5:15 W con freno, unidos a codificadores (encoders) de posición absoluta. festo mitsubishi robot

El robot tiene una carga máxima de 2 kg, la longitud de la parte superior del brazo es de 250 mm y la longitud del antebrazo de 160 mm, un alcance radial máximo de 410 mm, una velocidad máxima de 2100 mm/s, con una repetitividad de ±0.02 mm. Una de las limitaciones que se consideró para esta adaptación fue la zona muerta del robot, para que su espacio de trabajo no se vea afectado por la estructura del soporte. Además, se tuvo en cuenta que el soporte sirviera para adaptarse a distintas configuraciones de diferentes proveedores de materiales. Dependiendo del fabricante, el material puede venir en forma de carrete o en forma de caja. Con el diseño realizado para este dispositivo, ambas formas y distintos tamaños pueden ser adaptados.

En la figura 2, se puede ver el rango de operación del robot, en donde se puede observar que hay una zona que está invadida por los elementos adicionales colocados al brazo robot, por lo que se debe inutilizar esta zona para evitar conflictos o colisiones por parte del robot.

El controlador del Robot es el CR1-571, su lenguaje de programación es Melfa Basic (IV), cuenta con 16 entradas y 16 salidas, y con conexión RS-232.Para adaptar el sistema de modelado por deposición fundida, MDF, se usó un extrusor de marca Rapman, un sensor Honeywell-135-104LAG-J01 y una unidad de arrastre del fabricante de impresoras BCN3D. La conexión de extrusión usada es del tipo Bowden, ya que se necesita reducir masa en el extremo del brazo robótico para garantizar movimientos más eficientes con un menor uso de energía y menos agitación del brazo robótico.

Además, se realizaron varios elementos adicionales para ensamblar el sistema al Robot y un soporte para unir el cabezal de extrusión a la muñeca del Robot, fabricado con un material aislante para evitar que el flujo de calor afecte al brazo robótico. Así también, se acopló la electrónica al sistema, que será la encargada de suministrar la energía necesaria a los distintos componentes conectados al brazo robótico (la unidad de arrastre, la resistencia térmica, termistores, entre otras).

Adaptación del software

Las etapas para llevar a cabo la fabricación de piezas mediante MDF a través de un brazo Robot Mitsubishi RV-2AJ

as instrucciones se realizan a través del software para impresión en 3D, CURA (Ultimaker, Waltham, MA 02451 EE.UU.), el cual genera el fichero en código G. Este código es muy similar al lenguaje de programación utilizado para la programación de máquinas de control numérico, el estándar ISO 6983.

Posteriormente, se deberá interpretar y transformar estas instrucciones al lenguaje del robot, y de esta manera poder controlar los parámetros necesarios para realizar el proceso de fabricación utilizando el brazo. Para obtener la pieza en 3D, es necesario diseñarla previamente mediante cualquier software CAD que exista en el mercado. Los programas de impresión 3D reciben la geometría de la pieza a fabricar en formato “stl”.

Esta geometría la descomponen en capas, convirtiendo cada capa en movimientos que realiza la máquina para ir depositando plástico fundido y conseguir el “crecimiento” del modelo.

Interfaz de la programación

El Robot Mitsubishi RV-2AJ se controla mediante el desarrollo de una interfaz personalizada utilizando Java SE 6.0, en un entorno de programación NetBeans 8.0.2, como se muestra en la figura 5. Esta interfaz se encarga de convertir los datos obtenidos en código G por el software de impresión, al lenguaje Melfa Basic del robot Mitsubishi. Este lenguaje es utilizado por el controlador del robot para la realización de programas.

La sintaxis es de tipo BASIC, y la programación se hace mediante el empleo de sentencias de alto nivel. El controlador utilizado en este trabajo es el CR1-571, el cual soporta la versión IV. El lenguaje de programación se estructura como un conjunto de instrucciones, y su compilación se realiza en lenguaje BASIC estándar.

Post-Procesado

En esta etapa se realiza el sistema de post-procesado general, que acepta el formato del código G procedente del programa de impresión 3D CURA, y lo traduce al lenguaje Melfa Basic del robot Mitsubishi RV-2AJ. En la etapa de post-procesado se realizan principalmente las siguientes tareas:

– Convertir el lenguaje de la aplicación usada para realizar la impresión 3D al lenguaje del robot.

– Compilación del código post-procesado en el software del robot.

Obtención del código en lenguaje robot

La tarea principal que se debe conseguir en la etapa de post-procesado es obtener el código en el lenguaje del robot, para esto se debe construir un programa estructurado. A continuación, se detalla cada una de las operaciones representadas en la figura 6, para la obtención del código en lenguaje del robot.

Abrir fichero de origen

El fichero que se generará en CURA es *. GCODE, su formato es ASCII, por lo que se procede a cambiarle la extensión, a *.TXT, de esta forma se crea una instrucción para abrir ficheros de este tipo.

Analizar el contenido carácter a carácter (Identificar)

Una vez identificadas las variables, es necesario descomponer cada instrucción, analizarla y establecer coherencias de acuerdo a su tipo y a sus parámetros, y de esta manera establecer las condiciones necesarias para cada nueva instrucción en Melfa Basic. Esta evaluación se realiza analizando cada carácter, en concordancia:

• Toda instrucción empieza por el identificador G o M

• El conjunto de identificadores posibles {G, M, E,F,S,X,Y,Z}

• Se requieren algunas condiciones.

Estructura del código en lenguaje Melfa Basic

Para obtener el código en el lenguaje del Robot Mitsubishi, se debe descomponer las instrucciones hasta obtener el formato en lenguaje de programación Melfa Basic, para lo cual primero se eliminan los comentarios e información irrelevante, luego se definen los parámetros de salida.

Una vez obtenido este formato con las variables del robot se guarda el fichero con el código de destino en formato ASCII, pero con la extensión “*.PRG”, que es el tipo de fichero que lee el programa del robot.

Una vez creado el programa informático, se realiza la compilación para revisar la sintaxis y semántica del programa, y se obtiene el código. Este código debe ser verificado en el simulador del robot. Si existieran inconsistencias, se deben identificar, y mediante el código de programación solventarlas.

Ejecución con el software del robot

Para la ejecución de programas se utilizará el software RT ToolBox2. Este software, junto con MELFSOFT, permite el envío, recepción y comunicación de programas, así como simulaciones complejas. Los programas pueden someterse a diversas pruebas de aplicación.

Para suministrar la energía necesaria a los distintos componentes acoplados al brazo robot, se utiliza una fuente de alimentación externa. Las distintas señales que intervienen en el proceso se controlan a través de las entradas y salidas de la unidad de control del robot. Los elementos que interviene en el proceso son, la unidad de arrastre, donde se encuentra el motor encargado de alimentar el material, el “hot-end”, para controlar la temperatura de calentamiento, y el sensor de temperatura. Mediante la aplicación que se ha desarrollado, se establece la interfaz, de esta manera el brazo robot realiza las tareas descritas en el código desarrollado, para finalmente obtener piezas mediante la técnica MDF.

Para ejecutar la aplicación desarrollada se creó el icono (ver figura 8), que es el que inicia el proceso de post-procesado. Una vez arrancada la aplicación, se debe establecer la posición inicial de trabajo, y la posición de origen de la pieza, que es donde inicia el proceso de deposición fundida. Este valor va referenciado a la mesa de trabajo. Debe tenerse en cuenta la longitud de nuestro efector, en este caso el “hot-end”. La medida de esta longitud se ha calculado hasta obtener la posición correcta de trabajo.

Estos datos sirven para verificar que el movimiento inicial del brazo robot se encuentre dentro de la zona de trabajo, y que el proceso se realice enteramente dentro del área de trabajo.

Estas posiciones se calculan mediante cinemática inversa, donde relacionamos las coordenadas articulares en función de las coordenadas cartesianas y la orientación de la herramienta del extremo final del brazo robótico.

La cinemática directa, que es una función vectorial f R l i ,q que vincula coordenadas articulares ( 𝑞 1, 𝑞 2 ,……., 𝑞 𝑛 ), con propiedades geométricas del sistema mecánico 𝑙 𝑖 , con la posición y orientación del extremo del robot [𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝜃, ∅, 𝜓].

Estas ecuaciones nos permitirán calcular y establecer la posición del efector, ubicado al final del brazo robot. De esta manera podemos ubicar en la posición que consideremos conveniente, al “hot-end” y disponer rápidamente de una posición concreta para iniciar el proceso de deposición fundida del material. Con lo cual, todas las articulaciones del brazo robot se posicionan y orientan según una determinada localización establecida.

Los cálculos están incluidos dentro de la aplicación creada para el interfaz con el brazo robótico. El resultado de los cálculos se muestra en el encabezado del fichero que se crea. A continuación, puede verse un ejemplo de sus valores.

La posición de origen es: J1= -59.5 J2= 82.6 J3= 72.4 J5= 25 J6= -59.5

El origen de la pieza es: J1= -35.8 J2= 85.4 J3= 71.9 J5= 22.7 J6= -35.8

El valor de J, corresponde a cada articulación del robot, y es la posición en la que se ubicará; el brazo robot es de cinco grados de libertad. Los cinco grados de libertad se corresponden con J1, J2, J3, J5, J6. El brazo robot no posee el movimiento correspondiente a la articulación J4, motivo por el cual esta no es calculada.

Inicialización en Melfa Basic

El software Melfa Basic es inicializado y el fichero generado con las secuencias del programa es cargado.

Una vez cargado el programa, se puede realizar la simulación con el comando “Simulation – Automatic operation”. De no existir errores, se guarda el programa en la memoria del robot para cargarlo desde la controladora y ejecutarlo.

Una vez que el programa es inicializado, se establece la comunicación entre el robot y el ordenador, de esta manera se podrá controlar al brazo robótico desde el ordenador y los procedimientos de comprobación.

Implementación del BRAZO ROBÓTICO MITSUBISHI RV-2AJ

Una vez obtenido y compilado el programa, que es la última etapa de la aplicación, y luego de post procesar la información, se obtiene el código en el lenguaje del robot, que para este caso es el Melfa Basic, tal como se puede apreciar en el ejemplo de la figura 10, una vez obtenido el código se procede a cargarlo en el control del brazo robótico.

a estructura del código está compuesta por bloques identificados, los bloques inician con un número que está secuenciado de 10 en 10. La primera parte del código está compuesta por la cabecera de programa, se establece la posición inicial a la que se ubicará el robot, seguidamente de la posición desde donde empieza a trabajar.

Posteriormente se establece la secuencia de movimientos, entre ellos, aquellos aplicados para obtener la geometría de la pieza. También se activan las señales de salida hacia el control del robot para realizar las funciones previamente establecidas.

3.3 Ensayos

Con el propósito de verificar que el robot cumple con las trayectorias y operaciones generadas mediante la interfaz desarrollada, se establecen diferentes ensayos para comprobar que ejecuta sus acciones con seguridad. En un primer ensayo son comprobados los datos obtenidos para la posición de origen.

En primera instancia se genera el punto inicial de trabajo, esta posición será el nuevo origen. El robot se moverá tomando como referencia ese punto y el nuevo sistema de coordenadas.

El punto de origen de los ejes se puede modificar cuando se requiera definir la nueva base de trabajo.

En figura 11, se muestran las coordenadas en XYZ, referenciadas a la base del brazo robótico, y que, para este ejemplo, será su posición de origen. Así también se muestra la posición del extremo del robot, que para este ejemplo es X=199.996, Y=-199.996 y Z=175.076. Mediante estos datos la aplicación genera los valores de J1, J2, J3, J5, J6, que son las coordenadas articulares para aquella posición.

A partir de esta referencia, el post-procesador establece todos los movimientos, las trayectorias y las funciones que realiza el brazo robótico. Las coordenadas de trabajo a la que debe desplazarse el robot vienen definidas desde un software de impresión 3D.

Especificaciones del BRAZO ROBÓTICO MITSUBISHI RV-2AJ

Marca Mitsubishi

Modelo           RV-2AJ

Tipo    Brazo Robótico

Axes    5

Carga  2.0 kg

Ejes     410 mm

Repetibilidad  0.02 mm

Peso    17 kg

El robot Mitsubishi RV-2AJ es un brazo robótico con 5 ejes. Ofrece una carga de 2 kg y alcance de 410 mm. La repetibilidad de Mitsubishi RV-2AJ es 0.02 mm y el peso aproximado del robot es 17 kg.

Aplicaciones comunes de Mitsubishi RV-2AJ incluye: Manipulación de materiales.

Mitsubishi RV-2AJ es fabricado por Mitsubishi.

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Delgado y compacto

Serie RV-CR

• Un diseño suave y curvo complementa el brazo delgado y las articulaciones compactas.
• Además de un exterior delgado y compacto y una pequeña base de robot, su estructura presenta protuberancias mínimas, lo que produce una menor interferencia con el entorno cuando funciona el robot.

Esto lo hace adecuado para la integración con las celdas de automatización y los equipos de fabricación.

• Capacidad de carga máxima: 8 kg
• Tipos de controlador

Tipo D: controlador independiente (controlador CR800-D)

Longitud del brazo más larga en su clase

Mayor capacidad de carga en su clase

Con la mayor capacidad de carga máxima en su clase de 8 kg, estos robots cuentan con una estructura de menor peso y un peso de unidad reducido gracias a su sistema de accionamiento simplificado y estructura de brazo optimizada, lo que da como resultado una capacidad de carga mejorada.

El área de trabajo más grande y efectiva en su clase

Ofrece el mayor radio de alcance máximo en su clase de 931 mm. El uso de una estructura de brazo inferior sin compensación que elimina la compensación de la junta del eje J2 minimiza la región de interferencia en el radio de giro mínimo y proporciona el área de trabajo más grande y efectiva en su clase.

Con un motor nuevo – BRAZO ROBÓTICO MITSUBISHI RV-2AJ

Motor HK

Buscar un desempeño práctico

Utiliza un motor HK, el servomotor más reciente de Mitsubishi Electric. Esto permite mejores características de torque, exactitud y capacidad de respuesta mientras reduce sustancialmente el tamaño y el peso. Esto lleva a un rendimiento del robot mucho mejor y una mayor compacidad.

Rendimiento de operación continuo

El menor peso y la mejor liberación de calor se traducen en un rendimiento de operación continuo.

Estructura simple que mejora la facilidad de mantenimiento

Mecanismo de accionamiento coaxial sin correa

• Se utiliza un mecanismo de accionamiento coaxial sin correas para la transmisión a cada eje (excepto los ejes J4 y J5).
• La simplificación de la estructura ha mejorado la eficiencia y confiabilidad de la transmisión y, al mismo tiempo, la facilidad de mantenimiento.

Sin batería para copia de seguridad

• El uso del nuevo motor HK elimina la necesidad de una batería para hacer una copia de seguridad del encoder interno del robot.
• Esto elimina el costo y esfuerzo del reemplazo regular, así como el riesgo de perder coordenadas de origen debido a la falla de la batería.

Puede utilizarse en entornos de neblina de aceite

Soporte IP65 estándar

Viene estándar con características de resistencia ambiental que permiten la instalación en plantas y equipos donde hay polvo o neblina de aceite.

Cableado/tubería del usuario incorporada en el brazo

Un cable de señal y una tubería de aire que se pueden usar para controlar la garra, etc., están incorporados desde la base hasta el antebrazo. Ambos extremos del cable de señal tienen conectores D-sub universales para usar en varias aplicaciones.

Lugares donde Adquirir BRAZO ROBÓTICO MITSUBISHI, mitsubishi melfa rv-2aj

Puedes alquilar o comprar un BRAZO ROBÓTICO MITSUBISHI en distintos lugares. Nuestra empresa tiene distintos lugares donde hacemos la distribución de los BRAZO ROBÓTICO MITSUBISHI: Perú, Lima, callao, Arequipa, trujillo y Piura, ECUADOR: Guayaquil, Quito, Ambato, cuenca, santo domingo, manta, duran, loja, Santa Elena y Machala, CHILE: Santiago, Concepción y Valparaíso, Colombia: Bogotá, Medellín y Cali, Bolivia: La Paz, Cochabamba y Santa Cruz, Argentina: Buenos Aires, Rosario y Córdoba, Brasil: Sao Paulo, Río de Janeiro, Rio Grande do Sul y Santa Catarina, mercado libre, ebay, amazon , homer, sodimac, alibaba, México: Ciudad de México, Nuevo León, Campeche y Jalisco, Venezuela, Costa Rica, Cuba, Dominica, El Salvador, Granada, Guatemala, Guyana, Haití, Honduras, Jamaica, Nicaragua, Panamá, Paraguay, Asunción, Venezuela, Caracas , Ciudad Guayana VALENCIA CIUDAD BOLÍVAR ,MARACAY ,BARQUISIMETO, Uruguay, Montevideo, Salto Paysandú, España, República Dominicana, Puerto Rico, Barbados. mitsubishi melfa rv-2aj