Vivimos una creciente tendencia en
que los Robots Industriales puedan ser programados desde el propio PLC con
lenguajes de programación basados en IEC 61131-3 ¿Cuáles son las
limitaciones?. ¿Qué medidas están tomando los fabricantes clásicos de Robots
ante esta apertura?
La robótica y las máquinas o procesos programados con PLC´s, PAC´s o
Controladores (como tu prefieras llamarles) siempre han estado de una u otra
manera relacionados. Los robots han sido un complemento de un proceso más
global de automatización programados en su conjunto con un PLC, bien en el
paletizado final, en soldadura... A pesar de cohabitar en el mismo entorno
siempre ha existido una barrera en la diferencia entre los lenguaje de
programación del PLC y Robot.
La interacción inicial entre los PLC´s y los Robots se limitaba a
meras E/S digitales o analógicas con las cuales se comunicaban, por ejemplo el
PLC le indicaba al robot que la pieza esta lista para ser recogida al
final del trasportador y el robot le "contestaba" que había recogido
esa pieza.
En una segunda fase, los buses de campo permitieron que la relación entre
PLC y Robot fuera más rica. Buses de campo como Profibus, DeviceNet…
permitieron por ejemplo el poder comunicarte de una manera más amplia, para por
ejemplo modificar posiciones del Robot en función de los datos del PLC.
Tercera Fase: Nuevos sistemas de
automatización para control de robots
En el actual ecosistema de la Automatización Industrial muchas cosas están
cambiando en la relación entre PLC´s y Robots. Actualmente existen diversas
marcas de PLC´s que gracias a la evolución de los buses de campo basados
en RealTime Industrial Ethernet, así como de los cada vez más potentes sistemas
Motion Control y controladores, con una mayor capacidad de cálculo son
capaces de controlar desde un lenguaje de programación clásico de PLC
basado en IEC 61131-3, diferentes cinemáticas de robots.
Estos sistemas de control con programación basados en lenguajes más
clásicos y cercanos al PLC, permite que los técnicos sin conocimientos de
programación de lenguajes propietarios de los robots, puedan acceder a dar
soluciones en el campo de la robótica. Esto permite romper muchas barreras en
los lenguajes de programación.
Algunos ejemplos son Omron con su controlador NJ5
Robotics y el software Sysmac Studio es capaz de controlar hasta 8
robots Delta. Schneider Electric aporta las soluciones
heredadas de ELAU Robots PacDrive 3 permite la programación de robots con
el software SoMachine (Basado en Codesys) con diferentes
cinemáticas Delta-2, Delta3, Gantry y Portal. B&R presenta
su tecnología Mapp que incluyen cinemática de robots en serie o paralelos,
como por ejemplo los SCARA o los robots delta. CODESYS Motion + CNC con
cinemáticas para el control de robots Tripod, Scara, Portal, Gantry.
Como hemos visto, las soluciones Motion Control para robótica, son
capaces de controlar ciertas cinemáticas pero no todas, por ejemplo para el
control de robots antropomórficos el lenguaje robótico sigue
siendo mucho más potente.
Aquí es donde sacan partido soluciones híbridas que combinan el
lenguaje robótico con la programación en un entorno de PLC IEC 61131-3
como es el caso de KEBA, que mueve
los robots con un lenguaje robótico llamado KAIRO, hacer robótica con CoDeSys
IEC-61131-3 es posible pero se requiere muchas horas de programación comparativamente
a un lenguaje robótico de más alto nivel como son KUKA, ABB, YASKAWA FANUC etc.
KEBA dispone de uno que llamamos KAIRO y también disponemos
del CoDeSys 3.5, ambos lenguajes conviven sin conflictos. Pero son empleados
para resolver cosas diferentes". "En definitiva, no movemos los
robots con comandos CoDeSys, movemos el robot con comandos robóticos desde los
terminales portables, dos lenguajes en misma CPU conviviendo en una plataforma
OPEN. Para robots, parametrizamos más que programamos, ejes auxiliares, I/O,
etc programamos en CoDeSys. Lo dicho, es más rápido y eficiente el leguaje robótico
en este momento para mover robots."
En este aspecto la reciente adquisición de Adept por parte de Omron va
a posibilitar a la marca Japonesa, tener acceso a algoritmos muy
desarrollados de robótica de Adept y quizás poder implantarlos a sus
controladores robóticos NJ5, para de esta manera acercar todavía más el control
total de robots desde un lenguaje de PLC.
PLC Open Part 4 la posible solución
Como hemos visto, a día de hoy es posible controlar ciertos robots
desde un lenguaje PLC pero hay ciertas cinemáticas de robot que son complicadas
y laboriosas. PLCopen part 4 es una suite de PLCopen especificaciones
se centra en el movimiento coordinado de múltiples ejes en el espacio
3D. Esta iniciativa PLCopen intenta transformar las funcionalidades
de CNC y el mundo dela robótica al mundo PLC. La evolución de estos estándares,
quizás permita en un futuro el tener el control desde el PLC de cinemáticas más
complejas.
¿Qué pasa con los Robots clásicos?
Los robots tienen un lenguaje de programación propietario, así ABB utiliza
RAPID, Adept utiliza V+, FANUC utiliza
KAREL, KUKA utiliza KRL, Staubli utiliza VAL3
y Yaskawa utiliza INFORM. Todos ellos lenguajes de
programación propietarios lo que implica que en la mayoría de proyectos de
automatización exista el programador de PLC y el programador de Robot.
Parece que la estandarización en el lenguaje de programación de los robots
es algo imposible, sin embargo, la programación de PLC´s gracias al
estándar IEC 61131-3 y librerías como PLCOpen pare algo más cercano y por
tanto una ventaja, cualquier programador de PLC es capaz de controlar un robot.
El número de programadores de PLC´s es mucho mayor que el de programadores de
Robots.
Como hemos visto, esta capacidad de que los PLC´s puedan controlar
directamente Robots, está haciendo que las marcas clásicas de robots se pongan
las pilas y están ofreciendo soluciones, para que sus robots puedan ser
programados directamente desde los PLC´s.
En el caso de KUKA, presenta KUKA.PLC mxAutomation permite
la integración de los robots KUKA de manera sencilla en los PLC´s y
controladores de máquinas.
En el caso de Yaskawa - Motoman dispone
de MLX200 que combina la programación y control de los robots en su
totalidad a través del PLC (Unified Robot Control). MLX200 elimina el controlador
propietario del robot y realiza el control del robot con un PLC Allen
Bradley. Toda la programación del robot se realiza en Ladder con RSLogix
5000. Yaskawa-Motoman también se ha abierto a POWERLINK, lo que permite que con MotoLogix permite
a los robots Motoman, integrarse aún más fácilmente en los entornos de
automatización de B&R y otros socios de POWERLINK. Denso también
dispone de una librería basada en IEC-61131-3 para programar sus
robots desde distintos PLC´s (Siemens, Rockwell, Omron). Staubli dispone
de uniVAL drive que al controlador de la máquina o PLC realizar el
control cinemático del robot. Es compatible con toda la gama de robots
Staubli (SCARA de 4 Ejes, Antropomórficos de 6 Ejes, fast picker, heavy
payload) que pueden ser conectados con el PLC mediante Bus de campo basados en
RealTime Ethernet. El sistema está probado con controles de B&R, Beckhoff,
Schnedier Electric (ELAU), Bosch Rexroth, KEBA...
Con la capacidad de cálculo actual que tienen los sistemas de control
industriales (PLC, controladores, PAC´s) parece que todavía no es posible
poder realizar el control 100% desde el PLC de todas las cinemáticas de los
robots. Esto requiere que para ciertas cinemáticas sea necesario un
controlador de Robot clásico capaz de obtener mejores prestaciones en el
manejo del robot.
La continua evolución de los controladores y la creciente capacidad de
cálculo, así como la evolución de los estándares de programación basados
en IEC 61131-3, harán posible en un futuro que el control de los diferentes
tipos de robots dejen de realizarse con controladores y lenguajes de
programación propietario y veamos un ecosistema más abierto y estándar
