TFG_ANGEL_MASERO_BERZAL

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Equation Chapter 1 Section 1 
Trabajo Fin de Grado 
Grado en Ingeniería Electrónica, Robótica y 
Mecatrónica 
Diseño y Programación de un sistema automatizado de 
etiquetado de piezas basado en reconocimiento de piezas con 
visión artificial y almacenamiento robotizado 
Autor: Ángel Masero Berzal 
Tutor: Alfredo Pérez Vega-Leal 
Dep. de Ingeniería Electrónica 
Escuela Técnica Superior de Ingeniería 
Universidad de Sevila 
 
 
Sevilla, 2017 
ii 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iii 
 
Trabajo Fin de Grado 
Grado en Ingeniería Electrónica, Robótica y Mecatrónica 
 
 
 
 
 
Diseño y Programación de un sistema automatizado 
de etiquetado de piezas basado en reconocimiento 
de piezas con visión artificial y almacenamiento 
robotizado 
 
 
Autor: 
Angel Masero Berzal 
 
 
Tutor: 
Alfredo Pérez Vega-Leal 
Profesor contratado doctor 
 
 
 
Dep. de Ingeniería Electrónica 
Escuela Técnica Superior de Ingeniería 
Universidad de Sevilla 
Sevilla, 2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
Trabajo Fin de Grado: Diseño y Programación de un sistema automatizado de etiquetado de piezas basado en 
reconocimiento de piezas con visión artificial y almacenamiento robotizado 
 
 
 
 
 
Autor: Angel Masero Berzal 
Tutor: Alfredo Pérez Vega-Leal 
 
 
 
El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: 
Presidente: 
 
 
 
Vocales: 
 
 
 
 
Secretario: 
 
 
 
 
Acuerdan otorgarle la calificación de: 
 
Sevilla, 2017 
 
El Secretario del Tribunal 
vi 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A mi familia y mi novia 
A los amigos que me dejo la 
carrera 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ix 
 
Agradecimientos 
 Este Trabajo Fin de Grado va dedicado a mi familia quienes me han dado la posibilidad de formarme como 
ingeniero a pesar de las dificultades que nos puso la vida, ya que era lo que había soñado desde pequeño. 
 En especial este trabajo va dedicado a mis padres Angel e Isabel quienes sin su apoyo incondicional nada de 
esto hubiera sido posible. 
 También agradecer a mis compañeros con los que he compartido grandes momentos y me han enseñado 
tantas cosas en los profesional como en lo personal. 
 Y por último agradecer a aquellas personas que día a día en mi trabajo me hacen crecer como profesional. 
Ángel Masero Berzal 
Sevilla, 2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
x 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xi 
 
Resumen 
Hoy en día la automatización y robótica en la industria convive fielmente con el ser humano y logra mejorar 
las condiciones de calidad, producción y aprovechamiento de los recursos. 
Debido a esta gran importancia de la automatización y la evolución a la industria 4.0 este trabajo trata del 
diseño desde el punto de vista eléctrico, electrónico, neumático y programación de una célula robotizada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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xiii 
 
Abstract 
Nowdays automation and robotics coexists faithfully with the human improving the quality, production and 
use the resources. 
Due to this importance of automation and evolution of industry 4.0 this work deals about design electrical, 
electronic, pneumatic and programming robotic cell. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xiv 
 
Índice 
Agradecimientos ix 
Resumen xi 
Abstract xiii 
Índice xiv 
Índice de Figuras xvi 
Índice de Tablas xix 
Notación xxi 
1 Introducción 1 
1.1 Contexto del Proyecto 1 
1.2 Industria 4.0 1 
1.3 Motivación 2 
1.4 Objetivos 2 
1.5 Estructura del Proyecto. 2 
2 Hardware 4 
2.1 Descripción general 4 
2.1.1 Máquina de etiquetado 4 
2.1.2 PLC (Programmable Logic Controller) 5 
2.1.3 Cámara O2D220 para reconocimiento de objetos 6 
2.1.4 Pantalla IHM GTO4310. 9 
2.1.5 Pestillo seguridad puerta del Robot. 10 
2.1.6 Sensores 12 
2.1.7 Electroválvulas y cilindros. 13 
2.1.8 Célula robotizada 15 
2.1.9 Barrera de seguridad 17 
2.2 Conclusiones generales del capítulo. 18 
3 SOFTWARE 20 
3.1 PL7 Pro 20 
3.2 Efector dualis 21 
3.3 Vijeo Designer 6.2 25 
3.4 RobotStudio 5.61 26 
3.5 Conclusiones generales del capítulo. 27 
4 DIAGRAMA DE LA APLICACIÓN 29 
4.1 Descripción General. 29 
4.2 Diagrama de comunicaciones. 29 
4.3 Diagrama de flujo Máquina Etiquetadora 30 
4.4 Diagrama de flujo Robot Clasificador 32 
5 PROGRAMACIÓN 35 
5.1 Programación de los elementos de la máquina etiquetadora. 35 
5.2 Programación IHM. 37 
5.2.1 Configuración del WebGate y acceso remoto. 41 
xv 
 
5.3 Programación del Robot IRB 1200. 43 
6 CONCLUSIONES 49 
6.1 Lista de conclusiones. 49 
6.2 Futuros trabajos. 49 
BIBLIOGRAFÍA 51 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xvi 
 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
 
Figura 1: Presentación general de la máquina de etiquetado 4 
Figura 2: PLC (Controlador Lógico Programable) 5 
Figura 3: Conexionado Eléctrico del PLC 5 
Figura 4: Cámara O2D220 6 
Figura 5: Comunicación de la cámara. 7 
Figura 6: Pineado de la cámara 7 
Figura 7: Entradas de la cámara al PLC 8 
Figura 8: Salidas del PLC a la cámara 8 
Figura 9: IHM 9 
Figura 10: Comunicación PLC-IHM 9 
Figura 11: Pestillo Electro-Mecánico de seguridad 10 
Figura 12: Montaje del Pestillo en la puerta. 11 
Figura 13: Conexionado del pestillo con seguridades cableadas y PLC. 11 
Figura 14: Conexionado del sensor inductivo M12 y 4 pines. 12 
Figura 15: Spot-Distancia del sensor. 12 
Figura 16: Fotocélula-Reflector-Conexionado. 12 
Figura 17: Esquema neumáticos para los cilindros con vástago recto 13 
Figura 18: Esquema neumáticos para los cilindros con cámara para giros. 14 
Figura 19: Presentación de la Célula Robotizada 15 
Figura 20: Presentación de la Célula Robotizada 16 
Figura 21: Robot IRB 1200 de ABB 16 
Figura 22: Cortina de seguridad M4000 de Sick 17 
Figura 23: Configuración autómata en PL7-PRO 20 
Figura 24: Configuración IP de la Cámara 21 
Figura 25: Configuración de los diferentes programa en función de los objetos 21 
Figura 26: Definición del Programa 1 y su contorno 22 
Figura 27: Configuración de las entradas y salidas 22 
Figura 28: Programación de la comunicación del PLC y la cámara. 23 
Figura 29: Ejemplo real de un test no superado. 24 
Figura 30: Configuración inicial de la aplicación Vijeo Designer 25 
Figura 31: Configuración inicial de la aplicación RobotStudio 26 
Figura 32: Diagrama de comunicaciones. 29 
Figura 33: Estructura de programa PLC. 35 
xvii 
 
Figura 34: Programación de robot. 36 
Figura 35: Panel IHM inicio 37 
Figura 36: Creación de Usuario. 38 
Figura 37: Panel IHM alarma. 38 
Figura 38: Panel IHM ciclo principal. 39 
Figura 39: Registro de Trazabilidad. 39 
Figura 40: Panel IHM robot. 40 
Figura 41: Configuración del acceso remoto. 41 
Figura 42: Acceso en remoto a través de PC y móvil. 42 
Figura 43: Definición del Work Objet con dos puntos en eje X y uno en eje Y 43 
Figura 44: Definición de los Work Objets 43 
Figura 45: Diferentes simulaciones del ROBOT 47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xviiixix 
 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1: Conexión de la cámara de IFM 6 
Tabla 2. Selección de Programas en la cámara 7 
Tabla 3. Direcciones Uni-TELWAY 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xx 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xxi 
 
Notación 
IOT Internet of Things. 
PLC Programmable Logic Controller. 
IHM Interfaz Humano Maquina. 
NA Normalmente Abierto. 
NC Normalmente Cerrado. 
M12 Métrica 12, Rosca métrica estándar. 
EPS Electronic Position Switch. 
KM0 Estado de Referencia o Pieza patrón
1 
 
 
1 INTRODUCCIÓN 
1.1 Contexto del Proyecto 
a automatización es un tema en auge en la actualidad debido a los numerosos sistemas, procesos y 
máquina que existen. 
Más concretamente y centrándonos en lo que este trabajo va a llevar a cabo, vamos a tratar el tema de la 
automatización y robótica en la industria. 
La automatización industrial es la aplicación de diferentes tecnologías para controlar y monitorear un proceso, 
máquina, aparato o dispositivo que por lo regular cumple funciones o tareas repetitivas, haciendo que opere 
automáticamente. 
En España más del 30% de la economía se basa en la industria, y un 11% de la población ocupada pertenece a 
este sector. Gracias a la automatización podemos obtener un aumento de la calidad, producción y una 
trazabilidad de los productos. 
1.2 Industria 4.0 
El concepto de industria 4.0 es un término cada día más real que se le atribuye a una cuarta revolución 
industrial o una industria inteligente, capaz de organizar los medios de producción. 
El objetivo que persigue esta revolución industrial es una adaptabilidad a las necesidades actuales como 
el internet de las cosas, datos en la nube, optimización de recurso o trabajos en remoto. 
El término Industria 4.0 fue acuñado por el gobierno alemán para describir la fábrica inteligente, una 
visión de la fabricación informatizada con todos los procesos interconectados por Internet de las Cosas 
(IOT). 
La modernización de la industria llevará a cabo 6 tecnologías importantes: 
1- IOT y Sistemas Ciberfísicos: El concepto de IIoT (Industrial Internet of Things) se refiere al uso de 
las tecnologías IoT en los procesos industriales. Los sistemas Ciberfísicos son todos aquellos 
dispositivos que integran capacidades de procesado, almacenamiento y comunicación con el fin de 
poder controlar uno o varios procesos físicos. Los sistemas Ciberfísicos están conectados entre sí y 
a su vez conectados con la red global gracias al paradigma IoT. 
2- Impresión 3D: Permite la obtención de prototipos en materiales más baratos y al ser un sistema 
rápido permite la modificación rápida sin encarecer el proceso de fabricación. 
3- Big Data, Data Mining y Data Analytics: La cantidad de información que actualmente se almacena 
en relación a diferentes procesos y sistemas (tanto industriales como logísticos), servicios (ventas, 
conexiones entre usuarios, consumo eléctrico, etc.) o tráfico de datos (logs en routers y equipos, 
entre otros) resulta ingente e inmanejable de forma manual. El análisis de estos datos puede 
proporcionar información muy valiosa acerca del comportamiento de estos procesos; se pueden 
prevenir problemas en un determinado proceso industrial a través de la detección de resultados o 
medidas anómalas (sin la necesidad de haber definido previamente qué medida es o no es anómala) 
o determinar qué eventos están relacionados dentro de un proceso más complejo facilitando su 
gestión a través de la predicción, sabiendo de antemano que un evento desencadenará otro con 
cierta probabilidad. 
4- Inteligencia Artificial: Son herramientas necesarias capaces de procesar grandes volúmenes de 
información en tiempo real que obtenemos de tecnologías como el Big Data, así como algoritmos 
capaces de aprender de forma autónoma a partir de la información que reciben de fuentes externas 
L 
http://www.bmbf.de/en/19955.php
2 
 
optimizando procesos en tiempo real, recursos ,etc. 
5- Robótica Colaborativa: Es un término que define la nueva generación de robots capaces de 
cooperar con el operario de manera cercana, ahorrándonos restricciones de seguridad. 
6- Realidad Virtual y Realidad Aumentada: El uso de esta tecnología nos facilita la etapa de diseño 
teniendo una visión final del producto y automatización de los procesos, el control de la fabricación 
el entrenamiento y la formación de los trabajadores en entornos no reales. 
 
 
1.3 Motivación 
La motivación de este proyecto viene en parte provocada por la necesidad de crear una máquina de etiquetado 
y clasificación, así como el desarrollo de una trazabilidad automatizada para la industria que mejore el proceso 
de etiquetado y embalaje. 
Como motivación personal es la demostración de mis capacidades deductivas, de diseño y programación para 
la vida laboral. 
1.4 Objetivos 
Este proyecto desea centrarse en el diseño y programación de una célula robotizada que consta de una máquina 
de etiquetado de productos mediante un PLC, visión artificial, un IHM para una interfaz con el operador, un 
registro de trazabilidad de productos automatizada y un robot autónomo capaz de clasificar y empaquetar el 
producto. 
1.5 Estructura del Proyecto. 
Las etapas del diseño del proyecto se pueden englobar según las siguientes categorías: 
1- Diseño Eléctrico y Neumático: 
a. Diseño eléctrico del autómata y cartas de Entradas y Salidas. 
b. Elementos de seguridad. 
c. Comunicación del PLC con la cámara de visión artificial, Robot e IHM. 
d. Diseño Neumático de cilindros y electroválvulas. 
2- Programación del PLC. 
3- Programación visión artificial. 
4- Programación del IHM. 
5- Programación del Robot. 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
2 HARDWARE 
2.1 Descripción general 
 
En este apartado vamos a presentar el Hardware utilizado para el diseño así como una descripción de su 
funcionamiento y conexionado para la interacción con otros elementos del sistema, bien sea eléctricamente, 
neumáticamente,etc. 
 
2.1.1 Máquina de etiquetado 
En esta sección se presenta el diseño en 3D con el programa SketchUp de una máquina automatizada de 
etiquetado de piezas. 
Consta de las siguientes partes: 
 
Figura 1: Presentación general de la máquina de etiquetado 
 
 
El producto del tipo A o B vendrá depositado en un pallet proveniente de una máquina anterior de mecanizado 
y pasará por una cámara de visión artificial que reconocerá el producto. El pallet llega al puesto y se indexa, 
una vez indexado la maquina etiquetadora bajará para poner la etiqueta por calor que corresponde al producto 
previamente informada por la cámara. 
Etiquetado de producto A y B 
 
Pinzas de cierre y giro 
 
Elevador 
 
Indexador de Pallet 
 
Cinta transportadora 
 
5 
 
Tras finalizar el etiquetado, para embalar luego, debemos girar la pieza para que la etiqueta quede abajo, por lo 
que sube el elevador con la pieza, cierran las pinzas, baja el elevador para no producir interferencias 
mecánicas,gira el producto, abre depositando el producto de nuevo en la plataforma del elevador y baja para 
luego quitar el indexado del pallet y abrir el tope que para el pallet y poder continuar hasta el puesto del robot. 
 
2.1.2 PLC (Programmable Logic Controller) 
Para el control y automatización de la célula robotizada ultimaremos un controlador lógico programable del 
tipo TSX 573623M de Modicon Premium (Schneider). 
La programación del dispositivo puede realizarse en Grafcet, Ladder, St(Estructurado) y texto plano, siendo el 
más común para la industria Ladder debido a su simplicidad en el código y en su parecido a contactos NA y 
NC eléctricos. 
 
 
 
 
Figura 2: PLC (Controlador Lógico Programable) 
 
El PLC constará de una tarjeta TSXIBY 100 para la conexión Interbus entre el PLC y el robot, 2 cartas de 64 
entradas y dos cartas de 64 salidas. 
La pantalla IHM irá conectada en el terminal mediante protocolo de comunicación Uni-telway. 
La cámara de visión artificial irá conectada por entrada/salida al PLC. 
 
Figura 3: Conexionado Eléctrico del PLC 
6 
 
2.1.3 Cámara O2D220 para reconocimiento de objetos 
Se trata de una cámara de visión artificial con un software específico para el reconocimiento de imagen, 
buscando en el contorno de los objetos y pudiendo dar información al controlador. 
Las posibilidades de aplicación de este sensor de contornos abarcan desde el control de presencia, orientación, 
posición, así como tareas de clasificación y cálculo, hasta controles de calidad. 
La programación de este sensor se realiza con un modelo perfecto de la pieza que queremos controlar y 
asignamos restricciones para que en el proceso de clasificación considere una pieza como buena o mala 
dependiendo del porcentaje de similitud que tenga con el modelo. Estas restricciones pueden ser tonalidades de 
color, forma o presencia de una parte del conjunto entre otras, dando por ejemplo como buena una pieza que 
coincide en contorno pero no tiene presencia de un tornillo. 
 
 
 
Figura 4: Cámara O2D220 
 
El conexionado eléctrico y la comunicación se indican en la siguiente tabla: 
 
Tabla 1: Conexión de la cámara de IFM 
7 
 
 
El esquema de comunicaciones quedaría de la siguiente manera: 
 
 
Figura 5: Comunicación de la cámara. 
A- Conector de M12, con 8 cables para Trigger, Selección de programa, Ready, OK/NOK de la 
evaluación y alimentación. 
B- Sistema de control, en nuestro caso PLC. 
C- Trigger externo que nuestro caso vendrá desde una salida de PLC cuando se cumplan ciertas 
condiciones. 
D- Iluminación externa para hacer contraste y tener contornos más nítidos. 
 
Con los pines 7 y 8 podemos elegir hasta 4 programas con 4 reconocimientos de piezas diferentes, ya que se 
tratan de señales binarias. 
Tabla 2. Selección de Programas en la cámara 
Pin-7 Pin-8 Programa seleccionado 
 0 0 Programa 0 
 0 1 Programa 1 
 1 0 Programa 2 
 1 1 Programa 3 
 
El conexionado eléctrico en PLC a través de entradas y salidas quedaría de la siguiente forma: 
 
Figura 6: Pineado de la cámara 
8 
 
 
 
Figura 7: Entradas de la cámara al PLC 
 
 
 
Figura 8: Salidas del PLC a la cámara 
 
 
 
 
9 
 
2.1.4 Pantalla IHM GTO4310. 
Para el Interface Humano Máquina, que es la definición de IHM, optamos por un modelo de Schneider táctil, 
como es el GTO4310 que es fácilmente programable y con conectividad sencilla al PLC, además de 
ofrecernos una conectividad Ethernet, webgate y ftp server. 
 
 
 
Figura 9: IHM 
La comunicación entre PLC y el IHM será a través de Uni-Telway tal y como se muestra en la Figura 10. 
El protocolo de comunicación Uni-Telway consiste en un bus de campo que se utiliza para la comunicación 
entre dispositivos del mismo tipo en función de un protocolo definido por Schneider Electric. 
Dentro de la red Uni-Telway el IHM pasará a formar parte de un esclavo controlado por el maestro (PLC). 
 
Tabla 3. Direcciones Uni-TELWAY 
Dirección Función 
 0 Es siempre el Maestro de Uni-Telway 
 1-3 PC con XWAY driver 
 4-7 Esclavos 
 
 
Figura 10: Comunicación PLC-IHM 
 
10 
 
Dentro del modelo de capas OSI, consta de siete capas jerarquizadas, cada una de las cuales desempeña un 
papel específico dentro de las funciones necesarias para la interconexión de sistemas. Cada capa se comunica 
con la capa homóloga de otros dispositivos mediante protocolos estandarizados. Dentro de un mismo 
dispositivo, las capas se comunican con las adyacentes mediante interfaces de hardware o software. 
Este bus de campo cumple los requisitos de este modelo aun así sin tener todas las capas ya que solamente 
necesita las capas de aplicación, red, enlace y física. 
En la Capa de Aplicación el protocolo Uni-Telway es un protocolo del tipo CLIENTE/SERVIDOR que 
permite a cada dispositivo de un bus Uni-Telway enviar o recibir solicitudes. 
Algunos dispositivos pueden asumir el doble papel de CLIENTE y SERVIDOR. Por ejemplo, un PLC hace de 
SERVIDOR en sus tareas de sistema (funciones de programación, ajuste, diagnóstico, etc.), pero puede hacer 
de CLIENTE para el código de programa de usuario (envío de comandos, lectura de estado, etc.) con respecto 
a otro PLC, al control digital de herramientas mecánicas, a un sensor o a un protector. 
En la Capa de Red del bus Uni-Telway se utiliza para definir y emplear las direcciones de los dispositivos que 
se comunican entre sí. 
Dentro de la Capa de Enlace el bus se basa en el principio de comunicación maestro/esclavo. La razón de ser 
de la capa de enlace es la definición de un método de comunicación de bajo nivel para el medio de 
comunicación (capa física). 
Y por último la Capa Física del modelo OSI sirve para caracterizar la topología del bus o red de 
comunicaciones, así como el medio (cable, fibra óptica, etc.) que transportará la información y su codificación 
eléctrica. Dentro de la estructura de un bus Uni-Telway, la topología puede ser de encadenamiento, derivada o 
una mezcla de ambas. El medio está formado por pares trenzados apantallados y la señal es una señal de banda 
base con una velocidad predeterminada de 9.600 bits/s, paridad impar, 8 bits de datos y 1 bit de parada. 
 
2.1.5 Pestillo seguridad puerta del Robot. 
 
Como elemento de seguridad y muy importante dentro de nuestra célula, debemos definir un pestillo de 
seguridad en la puerta de acceso a la isla, para la caída de tensión y fluido en la célula robotizada con el fin de 
proteger al operario ante un peligro de atrapamiento por cilindros, manutención, pinzas…, o por el golpe del 
robot. 
Para ello se ha definido un pestillo de la marca EUCHNER con la referencia MGB-L1HE-ARA-L-110690. 
 
 
 
Figura 11: Pestillo Electro-Mecánico de seguridad 
 
Este elemento de seguridad consta de una seta de emergencia para tirar el servicio de la máquina, un botón de 
petición de apertura y un botón de rearme, para que al cerrar de nuevo la puerta entre en funcionamiento 
tensión y fluidos. 
11 
 
 
Figura 12: Montaje del Pestillo en la puerta. 
 
El conexionado de este elemento de seguridad con el PLC y con la cadena de seguridad es el siguiente: 
 
 
 
Figura 13: Conexionado del pestillo con seguridades cableadas y PLC. 
 
 
 
 
 
Monitorización del estado de la 
puerta-ENTRADA AL PLC 
P
etición de apertura-E
N
TR
A
D
A
 
A
L P
LC
 
Led de petición apertura-S
A
LID
A
 
D
E
L P
LC
 
Cableado de la Seta de 
Seguridad en la cadena de 
seguridad con la demás seta de 
la CELULA ROBOTIZADA 
A
utorización de apertura-S
A
LID
A
 
D
E
L P
LC
 
S
alidas que activan el relé de 
seguridad cuando la puerta está 
cerrada 
E
ntradas que im
piden el 
funcionam
iento del pestillo por 
anom
alías de seguridad 
12 
 
2.1.6 Sensores 
Para la detección de piezas y posiciones de los cilindros se han utilizados dos tipos importantes de sensores: 
 Sensor inductivos de proximidad: que detectan la presencia de piezas y pallet dentro de la línea 
siempre y cuando estos estén hechos de algún material ferroso y a una suficiente distancia, además de 
proporcionarnos con una detección indirecta la posición de los cilindros para saber su estado de 
avance o retroceso para ejecutar movimientos. 
En este proyecto se han utilizado sensores convencionales de M12 con referencia IME12-
04BPSZC0S de Sick, con detección a 4 mm: 
 
 
 
Figura 14: Conexionado del sensor inductivo M12 y 4 pines. 
 
 Sensor fotoeléctrico con reflexión por catadióptrico: Este sensor nos permite formar una barrera a lo 
ancho de la manutención y detectar la presencia de pieza cuando su haz de luz es cortado.Para este proyecto se ha elegido una fotocélula de referencia GL6-P7112 también de Sick. Este sensor 
nos proporciona un spot del puntero del detector láser y una distancia de detección tal y como se 
muestra en la siguiente figura: 
 
 
Figura 15: Spot-Distancia del sensor. 
Tal y como podemos observar a medida que nos alejamos el spot crece y seremos más imprecisos a la 
hora de detectar con precisión la presencia de algunas piezas, ya que este sensor se suele utilizar para 
comprobar por ejemplo que todas piezas vienen montadas. 
 
 
 
Figura 16: Fotocélula-Reflector-Conexionado. 
13 
 
2.1.7 Electroválvulas y cilindros. 
Para el desplazamiento y movimientos de la máquina utilizaremos cilindros de diferentes carreras. Para pilotar 
esos cilindros, que para este proyecto serán todos cilindros de doble efecto, daremos señales eléctricas a través 
del autómata, por lo que necesitamos unas electroválvulas, que en nuestro caso van a ser 5/2. 
Para el diseño y programación de los cilindros se ha tenido en cuenta el siguiente esquema neumático: 
 
 
Figura 17: Esquema neumáticos para los cilindros con vástago recto 
 
En este esquema podemos apreciar que se trata de un cilindro de doble efecto con una electroválvula 5/2, 
además de los elementos 13N1 y 13N2 que son anti retornos pilotados para una caída inminente del servicio 
de la máquina como es la apertura de la puerta o una seta de emergencia hacer que el cilindro se quede como 
está y vaya tirando aire muy lentamente para evitar riegos de atrapamiento. Los sensores en los extremos del 
vástago valen para como ya comentamos en el apartado 2.1.6 para detectar de forma indirecta la posición del 
cilindro. 
Este mismos esquema vale para el indexador (carrera del vástago =100mm), elevador (carrera del vástago 
=200mm), etiquetadoras (carrera del vástago =200m), cierre de pinzas (carrera del vástago=50mm). 
Sin embargo para el giro de las pinzas el cilindro que vamos a usar va a ser de doble efecto como el anterior 
pero con la singularidad de que la cámara tiene un recorrido en un semicírculo que nos proporciona un giro de 
180º. 
14 
 
 
 
Figura 18: Esquema neumáticos para los cilindros con cámara para giros. 
 
Este cilindro con esta cámara nos permite girar la pinza 180º y así poder girar la pieza antes de volver a 
depositarla en el elevador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
2.1.8 Célula robotizada 
El diseño de la célula robotizada consta de una cinta de entrada, dos almacenes para los diferentes tipos de 
piezas, unas protecciones que impiden el acceso a la célula, una puerta de entrada con un pestillo de seguridad 
como presentamos en el apartado 2.1.5, y dos barreras de seguridad que permiten la entrada del operario con la 
carretilla al estar lleno los almacenes y que cortan el servicio si es cruzada en algún momento diferente. 
 
 
 
 
Figura 19: Presentación de la Célula Robotizada 
 
16 
 
 
Figura 20: Presentación de la Célula Robotizada 
Importante a tener en cuenta en esta parte del proyecto es que una vez etiquetado el producto el siguiente flujo 
de trabajo será la paletización del mismo y desde el IHM podremos interactuar tanto con la máquina de 
etiquetado como con la célula ya que todos cuelgan del mismo maestro( PLC ). 
Debido a que el producto es pequeño se ha elegido un robot IRB 1200 de ABB capaz de soportar 5kg en la 
punta y tiene un alcance máximo de 0.9m. 
 
Figura 21: Robot IRB 1200 de ABB 
 
17 
 
2.1.9 Barrera de seguridad 
Este tipo de elemento actúan como una puerta o cortina dejándonos pasar en condiciones de trabajo segura en 
las que el robot no pueda moverse mientras el ser humano permanezca dentro. 
Estos elementos para no evitar su desconexión o su mal uso se cablean para que si no están funcionando y 
tiene un paso por un flanco alto y bajo, que indica que tiene vida el elemento, no arranca la máquina o genera 
una alarma y al cabo del tiempo produce una desconexión de la misma si la misma no es rearmada. 
 
 
Figura 22: Cortina de seguridad M4000 de Sick 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
2.2 Conclusiones generales del capítulo. 
En esta primera parte del proyecto tenemos un problema que se nos plantea como es la de automatizar una 
máquina de etiquetado y su posterior paletización para embalaje. Para ello antes de poder dar el paso de la 
programación debemos proponer y/o diseñar una solución a nivel de hardware que juntas todas ellas nos 
permita resolver los problemas que se nos plantean de la siguiente forma: 
 Necesitamos diseñar una máquina automática por lo que utilizamos un PLC con unas ciertas 
características descritas en los apartados anteriores. 
 Tenemos la necesidad de reconocer el producto del que se trata por lo optamos por una visión 
artificial que nos ofrece un posible ampliación de productos y una robustez en la trazabilidad. 
 A la hora de hacer una máquina automática lo primero que debemos tener en cuenta son los sistemas 
de seguridad como los descritos en este apartado además de setas de emergencia, por ejemplo. 
 Para generar movimientos en el diseño optamos por cilindros neumáticos a 6 bares de presión con la 
posibilidad de comandarlos por electroválvulas a través del PLC por su simplicidad. 
 Como debemos generar movimiento y controlarlos, además de obtener información de ellos tenemos 
un IHM que sirve de interface con el operador para hacer movimientos en manual y controlar la 
producción. 
 Para saber el estado y la posición de las piezas y de nuestros cilindros necesitamos sensores. 
 Y por último para un buen paletizado optamos por la instalación de un robot que nos ofrece robustez, 
seguridad, rapidez y repetitividad. 
 
Esta primera parte del proyecto se centra en hacer ingeniería, ya que tenemos un problema y proponemos una 
solución. 
En toda fase de diseño es necesario saber dónde tenemos los problemas, proponer soluciones y con estas 
soluciones atacar el problema, por ello la primera parte del diseño ha sido la definición del hardware y su 
conexionado, antes de pasar a describir el software y la programación de cada uno de ellos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
3 SOFTWARE 
En esta parte del proyecto vamos a presentar el software de programación en los que se basa cada uno de los 
elementos de este proyecto. 
3.1 PL7 Pro 
Este software es propietario de Schneider Electric y nos permitirá tanto la programación en los diferentes tipos 
de lenguaje como son: 
 Ladder: que nos permite una visión más gráfica como un lenguaje de contactos y relé. 
 Lenguaje Booleano: un lenguaje de instrucciones “máquinas” con escritura de tratamientos lógicos y 
numéricos. 
 Grafcet: que nos permite programar en forma de diagrama funcional esperando eventos y ejecutando 
tareas. 
 Lenguaje estructurado: un lenguaje parecido al lenguaje booleano pero más parecido a la informática 
y a la programación en C/C++. 
Así como la configuración de los diferentes periféricos que se conectan a él. 
Como protocolo de comunicaciones tratados en este trabajo y probado, además de ser los más importantes que 
aborda la compañía, se encuentra: MODBUS TCP, UNI-Telway, Inter-Bus y Ethernet. 
Se trata de una programación secuencial que evalúa los contactos de izquierda a derecha y de arriba abajo. Esta 
última nota es importante ya que versiones anteriores de este programa como el PL7-3 evaluaba de arriba 
abajo y después de izquierda a derecha con lo que un mismo programa en las dos versiones no tiene porque 
funcional igual si no se programa como es debido. 
Configuración de hardware en nuestro software -PL7 Pro- para este proyecto: 
 
 
 
Figura 23: Configuración autómata en PL7-PRO 
 
21 
 
3.2 Efector dualis 
Efectordualis se trata de un software propietario de IFM que vale para la programación de la cámara de visión 
artificial de reconocimiento de objetos ya sea por contorno, colores, formas o ausencia de piezas. 
La configuración y programación de esta cámara viene dada por los siguientes pasos: 
 Conectar la cámara al PC y alimentación con el cable de programación específico de la cámara- RJ45 
a M12-4pines de la cámara. 
 Iniciar el programa efector dualis e introducir la IP de la cámara (de fábrica 192.168.0.49). 
 
 
Figura 24: Configuración IP de la Cámara 
 Una vez configurado la IP nos aparecerá un menú como el de la Figura 25 donde podemos programar 
diferentes modelos que nosotros usaremos como programas para el reconocimiento de diferentes 
objetos, que podemos llamar desde autómata con la selección de programa. 
 
 
Figura 25: Configuración de los diferentes programa en función de los objetos 
22 
 
 Seleccionamos el programa lo nombramos y pasamos a la definición del modelo con una pieza patrón 
o un KM0. 
 
 
 
Figura 26: Definición del Programa 1 y su contorno 
 
 Una vez configurado los dos programas, que para este proyecto serán la búsqueda de un círculo y un 
rectángulo que son los dos productos diferentes que tendremos, pasamos a la configuración de las 
entradas y salida para llamar desde autómata a los diferentes programas, tal y como se muestra en la 
siguiente figura: 
 
 
 
Figura 27: Configuración de las entradas y salidas 
23 
 
 La selección externa de la aplicación cuando esta opción está activada, los pines 7 y 8 de la interfaz de 
proceso se utilizan como entradas, con las cuales se pueden seleccionar desde el exterior las cuatro 
primeras aplicaciones. 
El pin 7 actúa como bit menos significativo (LBS), y el pin 8 como bit más significativo (MSB). 
 
Opciones de conmutación: 
Pin 7: 0, Pin 8: 0  aplicación activa en el espacio de memoria 1. 
Pin 7: 1, Pin 8: 0  aplicación activa en el espacio de memoria 2. 
Pin 7: 0, Pin 8: 1  aplicación activa en el espacio de memoria 3. 
Pin 7: 1, Pin 8: 1  aplicación activa en el espacio de memoria 4. 
 En la ventana TRIGGER debemos seleccionar Trigger externo para poder lanzar desde el autómata y 
no estar siempre tomando fotos si no cuando sea necesario. 
 Para el lanzamiento del trigger y selección de programa a continuación se expone como realizar desde 
programa de PLC. 
 
 
 
Figura 28: Programación de la comunicación del PLC y la cámara. 
 
Cuando tenemos presencia de pieza primero inspeccionamos con el contorno del círculo 3 veces 
seleccionando el programa Pin 7: 0, Pin 8: 1.Si al finalizar una inspección obtenemos que el contorno no 
coincide en más de 98% en 3 ocasiones pasamos a seleccionar el programa del rectángulo con Pin 7: 1, Pin 8:0 
Una vez inspeccionado los dos contornos tendremos un OK que será salida de la cámara y entrada al PLC con 
el que habilitaremos con una memoria para tener constancia de que producto se trata y poder etiquetarlo de una 
manera u otra además de generar un archivo de trazabilidad. 
 
 
 
24 
 
 
 Por último se muestra un ejemplo real en el que se programó el contorno de un rectángulo y dio como 
TEST NO SUPERADO, ya que la forma no coincidía. 
 
 
 
Figura 29: Ejemplo real de un test no superado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
3.3 Vijeo Designer 6.2 
 Es una herramienta que nos permite tanto la programación como la configuración de aplicaciones de 
supervisión y control de nuestros sistemas automáticos o procesos, basándose en la utilización de paneles de 
operadores, ofreciendo también un web-server para el control en tiempo real y remoto. 
 Para iniciarnos en la aplicación vamos a seguir unos conceptos básicos necesario para cada cualquier proyecto 
y así presentar en este apartado el software Vijeo Designer 6.2. 
 
 
 
Figura 30: Configuración inicial de la aplicación Vijeo Designer 
 
1. Navegador: aquí podremos desplazarnos en los paneles de la aplicación además de crear grupos de 
alarmas, definir la variables, crear script, definir colores para estados, diferentes visualizar de mensajes, 
biblioteca de recursos, ventanas emergente, etc. 
2. Caja de herramienta: Aquí podemos encontrar una extensa biblioteca con iconos ya definidos como son 
pulsadores, sliders, selectores, tanques, maquinaria, etc. 
3. Administrador E/S: Antes de empezar a programar nuestro IHM y declarar variables lo primero que 
debemos hacer es declarar un controlador y un protocolo de comunicaciones. Como ejemplo aquí tenemos 
Modbus TCP y UniTelway además de Ethernet, para mostrar que se pueden utilizar varios protocolos. 
Finalmente para nuestro proyecto se ha utilizado Unitelway por su rápida conexión a la toma TERM del PLC. 
Para utilizar el protocolo ModBus TCP necistamos instalar una tarjeta SCP114 en el rack 0 del autómata. 
4. Panel: Sobre este panel vamos programando y añadiendo elementos de la biblioteca. 
 
 
 
 
 
26 
 
3.4 RobotStudio 5.61 
Entorno de programación, modelado y simulación para robots de ABB. 
Nos ofrece un amplio abanico de posibilidades que se ajustan fielmente a la realidad como la de introducir una 
instalación diseñada con softwares como Catia o SolidWorks y poder definir los punto reales y probar la 
aplicación en simulación antes de construir realmente la célula. 
Podemos ver si el robot llega a los puntos definidos en el mundo real por sus limitaciones mecánicas o ver el 
comportamiento de herramientas como soldadores o ventosas a través de la programación de elementos 
inteligentes dentro del software. 
Aparte de la programación de los movimiento relativos del robot respecto a eventos, este software nos permite 
añadirles sensores como son inductivos o reflexivos, o nos permite el utilizar, programar y probar una visión 
artificial que calcule puntos X, Y y Z en tiempo real para aplicaciones como las de Pick and Place, con la única 
limitación de que solo son cámaras de ABB sin poder usar otras marcas. 
A continuación se presenta una iniciación al software: 
 
 
 
Figura 31: Configuración inicial de la aplicación RobotStudio 
 
1. Barra de herramienta: en esta barra tenemos todas las herramientas que necesitamos para definir el 
robot (desde su propia biblioteca y según las características de fuerza máxima en la punta y alcance), 
los ejes del robot, puntos de cogida, definición de herramienta, modelado de los elementos de la 
instalación. 
2. Controlador: En esta pestaña definimos el controlador real del robot que tendrá para tarjetas de E/S, 
tarjeta EPS, comunicación con el PLC, y la programación en el lenguaje RAPID. 
3. Panel de la aplicación: En este panel podemos movernos en los 3 ejes además de medir rectas, 
curvas… 
 
 
27 
 
3.5 Conclusiones generales del capítulo. 
Una vez tenemos definido el hardware y claro cada uno de los elementos la misión de este capítulo no es más 
que la de iniciarnos con una breves pinceladas de cada uno de los software que utilizaremos y cómo podemos 
interactuar con un software en otro a través de la programación del maestro (PLC). 
Una vez tenemos definido el hardware y conocemos los softwares de programación de cada uno de los 
elementos que componen el sistema el siguiente paso que debemos hacer es un análisis de lo que sería la 
comunicación entre los diferente elementos, el diagrama de flujo que seguirá la instalación y por ultimo pasar 
a la programación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 
4 DIAGRAMA DE LA APLICACIÓN 
 
4.1 Descripción General. 
En este sección del proyecto vamos a describir tanto el flujo de trabajo de la máquina de etiquetado como del 
robot, además de presentar un esquema de comunicaciones que nos ayude a tener una visión general de la 
instalaciónantes de entrar en el tema de programación y funcionamiento del sistema. 
4.2 Diagrama de comunicaciones. 
Para el diagrama de intercambio de información y comunicaciones entre los diferentes elementos del sistema 
establecemos un MAESTRO que sería el PLC, y elementos ESCLAVOS como son la cámara, el IHM y el 
robot. Cada uno de ellos están interconectado al MAESTRO por diversos medios físicos y diferente 
protocolos, pero es el PLC quien sabe interpretar cada uno de ellos pasando la información a bool,int,Word,etc 
y transmitiéndola a los demás elementos. De esta manera desde el IHM podemos comandar o mandar 
información al robot o podemos mostrar por la pantalla del IHM la selección de programas o el estado de la 
cámara. 
 
 
 
Figura 32: Diagrama de comunicaciones. 
 
De forma aclaratoria el punteado correspondería a los elementos que están en el armario eléctrico y lo demás 
se encontraría en la periferia a nivel de campo. 
Podemos hacer aplicaciones de sistemas distribuidos con varios PLC interconectados entre ellos con un PLC 
maestro y los demás esclavos, así a groso modo podríamos tener cada elemento en un PLC esclavo y cada uno 
de ellos al PLC del maestro, pero ellos supondría más coste en una aplicación sencilla como esta. 
 
30 
 
4.3 Diagrama de flujo Máquina Etiquetadora 
 
 
31 
 
 
 
 
32 
 
4.4 Diagrama de flujo Robot Clasificador 
 
 
33 
 
 
 
35 
 
5 PROGRAMACIÓN 
Esta última sección tiene como objetivo una vez definido el hardware, protocolos de comunicación y 
diagramas de flujos, introducirse en la forma en la que se han programado cada uno de los elementos no tanto 
a nivel de código pero si detallando de forma estructural las secciones y partes de cada uno de los elementos. 
5.1 Programación de los elementos de la máquina etiquetadora. 
Para poder mover los elementos de nuestra máquina debemos de comandar las electroválvulas de cada uno de 
los cilindros para que juntos puedan realizar los trabajos. 
Para ello se han realizado diferentes secciones que gobierna cada uno de los elementos de la siguiente manera: 
 
 
Figura 33: Estructura de programa PLC. 
 
Aquí podemos ver como se ha creado una sección para cada elemento del proyecto así como con la cámara y 
el robot. 
Importante destacar que no se ha creado una sección específica para el IHM ya que se ha abordado la 
programación con el mismo uso de variables, por lo que si en PLC tenemos una memoria del tipo booleana 
%M100 y esta se activa a nivel alto por cierta condiciones está quedará activa de la misma manera en el IHM 
debido a su protocolo de comunicación. 
La programación que se lleva a cabo en este programa es la expuesta en el diagrama de la sección 4.3 
Diagrama de flujo Máquina Etiquetadora, teniendo en cuenta que para ejecutar un movimiento tenemos 
que tener una seguridad que vendrá dada por una seguridad mecánica en la que sí está avanzado un cilindro no 
podremos avanzar el siguiente, y una Autorización de movimiento cuando le toque ejecutarse. 
Una orden de movimiento o salida se ejecutará cuando estemos en automático, sea seguro y tengamos 
 
36 
 
autorización o cuando estemos en manual y el movimiento sea seguro. 
Mediante el uso de entradas de sensores (%Ixx), de salidas a pilotos y electroválvulas (%Qxx), y el uso interno 
de memorias de tipo bool y Word la programación de la máquina lo que espera es a tener unas condiciones de 
eventos como es que el cilindro elevador llegue a su final de carrera para poder activar la electroválvula de 
cerrar pinzas, o esperar que la pinza este cerrada y el elevador abajo para poder activar la electroválvula de 
giro de la pinza. 
Si merece la pena que mostremos un poco la comunicación con el robot ya que el protocolo es por InterBus y 
utiliza señales de entradas y salidas del bus. Además aquí podremos ver un ejemplo de intercambio con el 
IHM. 
 
 
 
Figura 34: Programación de robot. 
Aquí podemos ver claramente el lenguaje Ladder mencionado en secciones anteriores, que trata solo de una 
cadena de contactos que nos dan unas salidas. 
En la primera parte (%L1) tenemos un intercambio entre el robot y el IHM. Si la máquina está en automático, 
el robot tiene potencia, que es una entrada del robot al PLC a través del interbus y se nombran con 
%IW4.0.1:x0 , el robot está en auto, y en ciclo mandamos un cero como defecto de robot y el IHM encenderá 
una luz vez como robot OK. Si por el contrario alguna de estas condiciones no se cumplieran tendríamos un 
defecto del robot. 
Por otro parte llevamos un control de las piezas en almacén que es una entrada de robot a PLC y una salida de 
PLC a IHM que encenderá un piloto naranja y detendrá el proceso hasta que el operario retire las piezas del 
almacén y valide como almacén vacío. 
Por ultimo para que el robot trabaje de forma automática necesita una salida de PLC a robot que le indique que 
puede evolucionar en su trayectoria y vendrá dada por la condición de que todo este OK. 
Normalmente en instalaciones de este tipo al haber muchos elementos que mover el PLC manda un código de 
ejecución al robot que desarrolla una tarea u otra depende del código del PLC, pero para esta instalación en la 
que el robot solo recibe piezas, él mismo puede identificarlas con dos sensores y tomar la decisión de ejecutar 
una u otra rutina. 
 
37 
 
5.2 Programación IHM. 
Una vez terminado con la programación del PLC, en este punto vamos a tratar la programación de los botones, 
pilotos, balizas, animaciones, alarmas, generación de movimientos en el PLC y archivos de trazabilidad que 
vamos a tener en nuestro panel de operador que nos valdrá tanto como para comandar la máquina como para 
ver de forma animada la situación de la misma, generar archivo de trazabilidad de piezas o poder ver un 
histórico de alarmas, así como manejar la aplicación en remoto. 
En primer lugar vamos a presentar una idea básica de cada panel, con una explicación que nos permita conocer 
más de cerca este elemento. 
1- Panel INICIO 
 
 
 
 
 
 
Figura 35: Panel IHM inicio 
 
La programación más importante es la de asignar usuarios y sus categorías y colocar cada botón y/o piloto y 
asignarle la variable que será encendida correspondientemente a través del PLC. 
Info de la cámara 
Movimientos manuales cuando la máquina este en 
MANUAL y botón para subir y bajar si tenemos 
condiciones de seguridad mecánicas que nos la da 
el PLC 
Registro de hora y fecha y 
registro obligatorio de usuario 
que te permite mover la máquina 
o solo rearmarla y borrar 
defectos. 
Botones para iniciar el ciclo, 
Resetear defectos en caso de 
alarma y selector de 
Auto/Manual 
Si estamos en AUTO la aplicación bloquea 
movimientos en MANUAL 
Nos permite navegar entre paneles Programación para la aparición de 
animaciones 
 
38 
 
Para definir los usuarios tenemos que ir a la pestaña ENTORNO y luego SEGURIDAD. 
Creamos un usuario y contraseña y le asignamos el grupo en el que queremos que esté con las atribuciones que 
deseamos para este usuario. 
 
 
 
Figura 36: Creación de Usuario. 
2- Panel ALARMA. 
 
 
Figura 37: Panel IHM alarma. 
El panel ALARMAS nos muestra los disfuncionamiento que se producen en la máquina y nos ofrece un 
mensaje de ayuda al operador. Una vez pulsado el RESET y corregido el defecto, este se vuelve verde. 
 
39 
 
3- Panel CICLO PRINCIPAL. 
 
 
 
Figura 38: Panel IHM ciclo principal. 
Esta pantalla nos ofrece una animación de lo que está pasando en tiempo real en la máquina y vemos como se 
ejecutan en continuo cada uno de los movimientos. Todas estas animaciones están hechas con JavaScript y 
está apoyada por la información de cada uno de los sensores a través del PLC. Cuando la cámara nos envía la 
información del producto obtenemos una imagen de círculo o rectángulo, y cuando se ejecuta un movimiento 
en el IHM lo reproduce. 
En esta pantalla nos encontramos quizás uno de loselementos más importante de la programación, y es la de la 
trazabilidad del producto. Una vez reconocido el producto con la cámara y etiquetado tenemos un script que 
nos genera en el disco duro un archivo .txt por día en una carpeta por meses de todos los productos que han 
pasado por la máquina de la siguiente manera: 
 
 
 
Figura 39: Registro de Trazabilidad. 
Animación activada por sensores y por 
diversidad .Se programa con JavaScript. 
Animación activada por el resultado del 
producto. 
 
Alarma activada por disfuncionamiento 
del elevador. 
Programa que está ejecutando le cámara. 
 
Producto reconocido por la cámara 
 
40 
 
El script de trazabilidad lo único que hace es juntar en una cadena de caracteres los datos que queremos 
registrar como trazabilidad, abrimos un proceso externo buscando una ruta donde encontraremos un ejecutable 
en un .bat que lo que hace es ejecutar una tarea de Windows en system 32 y buscar el archivo, volcando en el 
los datos de trazabilidad, si no existe ese .txt con la fecha del día que se ejecuta lo crea. 
 
4- Panel ROBOT. 
 
 
 
 
Figura 40: Panel IHM robot. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pilotos de estado del robot. 
Variable booleana de intercambio 
con el PLC 
Pulsador que resetea la cuenta 
del robot cuando el operario 
descarga el almacén. 
Almacén interactivo en el que 
vemos lo elementos reales que 
ha depositado el robot. 
 
41 
 
5.2.1 Configuración del WebGate y acceso remoto. 
Una vez finalizada la aplicación del IHM y para poder acceder en remoto,Vijeo Designer 6.2 nos da la 
posibilidad de acceder al IHM, controlar y visualizar nuestra aplicación desde cualquier dispositivo que tenga 
internet. Con esta configuración conseguimos lo que se exponía al principio del proyecto sobre el internet de 
las cosas y el trabajo desde la nube o remoto. 
Para ello debemos habilitar el acceso en remoto tal y como se muestra en la Figura 41. Debemos marcar los 
paneles que queremos mostrar a través del WebGate ya que podemos mostrar todos, unos cuantos o hacer 
alguno que sea exclusivo de una pantalla de explotación en remoto y no del IHM. 
También en la pestaña podemos poner un control de acceso para las IP que deseamos que puedan acceder y 
que no sea un acceso abierto. 
 
 
 
Figura 41: Configuración del acceso remoto. 
 
Para el acceso en local de la aplicación accedemos al local host a través de la dirección IP: 127.0.0.1 o si no 
estamos dentro de la misma red tenemos que abrir los puertos del router, en el caso de nuestro proyecto 
acceder a través del puerto 80 y compartir dato en el 6000, y acceder mediante una dirección pública del router 
al que esté conectado el autómata o directamente el IHM. 
Schneider corta la mayoría de los puertos excepto el 21, 80, 81,82 y 502. 
 
 
 
 
42 
 
 
 
 
 
Figura 42: Acceso en remoto a través de PC y móvil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
43 
 
5.3 Programación del Robot IRB 1200. 
Ya programados el PLC con la máquina etiquetadora, el IHM para la información y ordenamiento de 
movimientos y la cámara para el reconocimiento de imágenes, pasamos a la última parte que sería la de 
programar el robot encargado de paletizar el producto en los diferentes almacenes. 
Para la programación del robot, ya que es una simulación debido al coste que tendría el proyecto para ser solo 
académico, no se han tenido en consideración a la hora de la programación algunas pauta de carácter físico o 
estado inicial como es la configuración de las marca que tiene el robot poniendo el robot en unas marcas que 
tiene y definiéndole cuál es su estado 0 de los encoder. 
También a nivel de cableado no se ha considerado la idea de cablear su tarjeta interna EPS que define las 
zonas seguras del robot y el work space, que lo hace seguro si sobrepasa ese lugar. 
Obviando estos detalles que serían necesarios los primeros pasos que debemos seguir al programar el robot, 
pasamos a la parte común una vez dado un estado inicial al robot. 
Lo primero que necesitamos es definir los work objet del robot que nos valdrán para partir de estos ejes 
trabajar en esa zona. 
 
 
Figura 43: Definición del Work Objet con dos puntos en eje X y uno en eje Y 
 
Para nuestro robot definimos dos Work Objets en los almacenes y otros dos en las cogidas de cada pieza. 
 
 
 
Figura 44: Definición de los Work Objets 
 
45 
 
Una vez que la configuración de estos puntos es posible por algunas de las posturas del robot y definimos un 
KM0, pasamos a la programación. 
Vamos a estructurar el programa en 4 parte: 
1. Main: este es el proceso principal del programa y llama a subrutinas según el estado de los sensores y 
aumenta en uno el contador para aumentar en 1 la posición la matriz de dejada. 
PROC main() 
WHILE pos_torre = 1 DO 
Cinta; 
 
IF SensorCinta2= 0 THEN 
ALMACENAR_CIRCULOS; 
CONT_CIR:=CONT_CIR+1; 
ELSE 
ALMACENAR_RECTANGULOS; 
CONT_RECT:=CONT_RECT+1; 
ENDIF 
ENDWHILE 
ENDPROC 
 
2. Cinta: esta sección del programa recibe las piezas de forma aleatoria, activa los sensores y la 
herramienta y pone el robot en una posición de reposo. 
 PROC Cinta() 
 SetDO Pieza,0; 
 MoveL Reposo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaSensores,1; 
 SetDO ActivaVentosa,0; 
 SetDO Pieza,1; 
 SetDO MotorCinta,1; 
 WaitDI SensorCinta1,1; 
 SetDO MotorCinta,0; 
 SetDO Pieza,0; 
 ENDPROC 
 
3. ALMACENAR_RECTANGULO: almacena solo rectángulo en diferentes posiciones de la matriz 
3x3 con el work objet definido y con la orientación de la pinza sin necesidad de guardar los puntos en 
una matriz, bastando solo con el primero. Cuando el almacén está lleno espera un botón desde IHM 
para empezar desde 0. 
PROC ALMACENAR_RECTANGULOS() 
 IF CONT_RECT<3 THEN 
 
 MoveL Cogida_rectangulo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,1; 
 MoveL Reposo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 almacen_rect:=almacen_rect + 1; 
 MoveL RelTool( Dejada_Rec,50,-100*almacen_rect,-40),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 
 SetDO ActivaVentosa,0; 
 SetDO ActivaSensores,0; 
 ENDIF 
 IF CONT_RECT=3 OR CONT_RECT=7 THEN 
 almacen_rect:=0; 
 CONT_RECT:=CONT_RECT+1; 
 ENDIF 
 
 IF CONT_RECT>3 AND CONT_RECT<7 THEN 
 
 MoveL Cogida_rectangulo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,1; 
 MoveL Reposo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 almacen_rect:=almacen_rect + 1; 
 MoveJ RelTool(Dejada_Rec_2,50,-100*almacen_rect,-40),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,0; 
 SetDO ActivaSensores,0; 
 ENDIF 
 
 
 
46 
 
 
 IF CONT_RECT>7 AND CONT_RECT<11 THEN 
 
 MoveL Cogida_rectangulo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,1; 
 MoveL Reposo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 almacen_rect:=almacen_rect + 1; 
 MoveJ RelTool(Dejada_Rec_2,-100,-100*almacen_rect,-40),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,0; 
 SetDO ActivaSensores,0; 
 WaitDI BOTON_IHM,1; 
 almacen_rect:=0; 
 CONT_RECT:=0; 
 
 ENDIF 
 ENDPROC 
4. ALMACENAR_CIRCULOS: de la misma manera que la subrutina de almacenar rectángulos esta 
subrutina recorre la matriz 3x3 con un solo punto definido. 
 PROC ALMACENAR_CIRCULOS() 
 IF CONT_CIR<3 THEN 
 MoveL Cogida_circulo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,1; 
 MoveL Reposo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 almacen_circulos:= almacen_circulos + 1; 
 MoveL RelTool (Dejada_Circulo ,0,90*almacen_circulos,-40),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0;SetDO ActivaVentosa,0; 
 SetDO ActivaSensores,0; 
 ENDIF 
 IF CONT_CIR=3 OR CONT_CIR=7 THEN 
 almacen_circulos:=0; 
 CONT_CIR:=CONT_CIR+1; 
 ENDIF 
 IF CONT_CIR>3 AND CONT_CIR<7 THEN 
 MoveL Cogida_circulo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,1; 
 MoveL Reposo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 almacen_circulos:= almacen_circulos + 1; 
 MoveL RelTool (Dejada_Circulo ,90,90*almacen_circulos,-40),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,0; 
 SetDO ActivaSensores,0; 
 
 ENDIF 
 IF CONT_CIR>7 AND CONT_CIR<11 THEN 
 MoveL Cogida_circulo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,1; 
 MoveL Reposo,v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 almacen_circulos:= almacen_circulos + 1; 
 MoveL RelTool (Dejada_Circulo ,180,90*almacen_circulos,-40),v1000,fine,MyNewTool\WObj:=wobj0; 
 SetDO ActivaVentosa,0; 
 SetDO ActivaSensores,0; 
 WaitDI BOTON_IHM,1; 
 almacen_circulos:=0; 
 CONT_CIR:=0; 
 ENDIF 
 ENDPROC 
 
47 
 
 
 
 
 
Figura 45: Diferentes simulaciones del ROBOT 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6 CONCLUSIONES 
6.1 Lista de conclusiones. 
 
 Se ha diseñado eléctricamente, electrónicamente y neumáticamente una célula robotizada totalmente 
autónoma. 
 Se han definido las seguridades de acceso a la instalación que priman sobre el funcionamiento de la 
célula. 
 Se ha implementado la comunicación de los diferentes periféricos de la máquina. 
 Se ha establecido un protocolo de comunicación definiendo maestro y esclavos con el protocolo de 
paso de testigo. 
 Se ha programado cada uno de los elementos individualmente. 
 Una vez programado individualmente se ha programado para la comunicación entre ellos. 
 Simulado el buen funcionamiento se ha implementado un sistema de comunicación para control en 
remoto. 
 
6.2 Futuros trabajos. 
 
 Aumentar el número de programas en la visión artificial para poder meter más productos en la cadena. 
 Implementar la visión en el robot y ordenar el producto no por orden si no por huecos libres. 
 Aumentar la funcionalidad del IHM permitiendo un modo de retirar y almacenar de forma manual 
para que el operario pueda acceder a cargar o descargar productos manualmente. 
 Aumentar los movimientos de la máquina de etiquetado. 
 Mejorar el tiempo de ciclo actual de la máquina. 
 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFÍA 
 
 
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[8] https://www.sick.com/es/es/fotocelulas/fotocelulas/g6/gl6-p7112/p/p265644 
[9] https://library.e.abb.com/public/10d2575315204ae8b867d21be6d1462e/3HAC046982-es.pdf 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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http://www.euchner.de/es-es/Productos/Multifunctional-Gate-Box-MGB/Multifunctional-Gate-Box-MGB-AR/MGB-L1HE-ARA-L-110690
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