TCP es el Punto Central de la Herramienta del Robot (Tool Center Point) o también conocido como UTOOL en los programas del robot, es el punto utilizado para el posicionamiento de robots en cualquier programa que implique objetivos definidos en el espacio cartesiano. El TCP es físicamente un punto imaginario con coordenadas cartesianas; en el simulador del robot es representado como un punto o esfera pequeña generalmente de color verde con sus coordenadas X, Y y Z visibles.
¿Por qué configurar el TCP?
Cuando el robot viene de fábrica, sus dimensiones terminan hasta donde se encuentra el Face Plate el cual es el disco donde se monta la herramienta del robot, por lo que el TCP original se encuentra en el centro de este. Al momento en que se agrega una herramienta o EOAT, se debe actualizar el modelo matemático del TCP original para que el robot trace una trayectoria correctamente. Esta actualización se hace mediante el proceso de calibración del TCP. Al hacer esto, se le indica al robot que sus dimensiones terminan ahora al final de la herramienta agregada.
Diferencia de movimientos Con/Sin TCP configurado
A continuación, se muestran unas imágenes representando la trayectoria del movimiento del robot visitando de un punto a otro con un movimiento de tipo lineal y se representa dicho movimiento con una línea recta resaltada en color rojo.
Movimiento del robot con herramienta sin TCP configurado
Movimiento del robot con herramienta con TCP configurado
Además de una traslación precisa con el TCP calibrado en la punta de la herramienta, también se puede rotar la herramienta y ésta lo hará en base a la ubicación del TCP.
Rotación con TCP calibrado al final de la herramienta
Rotación sin TCP Calibrado en la herramienta
Interpretación del TCP
Cada vez que grabamos un punto, éste se nos puede representar en grados y en coordenadas cartesianas. En coordenadas cartesianas, las cotas grabadas son las del TCP respecto del origen del sistema de coordenadas cartesianas activo en ese momento y elegido previamente por el usuario. (WORLD por defecto).
Métodos de configuración
En la programación de los robots Fanuc existen 3 métodos de configuración para la calibración del TCP. Esto permite obtener un resultado más preciso y proporciona una buena estimación del error.
*Método de los 3 puntos:
Es el método más recomendado para la configuración en herramientas simples y donde no se requiere extrema precisión.
*Método de los 6 puntos:
Es un método recomendado para su configuración en herramientas complejas debido a que requieren mayor precisión al no coincidir su eje de ataque con el del Face Plate o End Effector.
*Método de entrada directa:
Es el método recomendado para su configuración cuando se cuenta con las mediciones de la hoja técnica de la herramienta a utilizar y así se puedan ingresar directamente dichos datos de las dimensiones en los distintos ejes.
Tipos de herramientas
Hay dos tipos de herramientas o EOAT’s:
*Herramienta simple.
Una herramienta simple es una herramienta en la cual el eje de ataque es paralelo al eje Z del End Effector.
*Herramienta compleja.
Una herramienta compleja es una herramienta en la cual el eje de ataque no es paralelo al eje Z del End Effector.
En este caso la orientación de la herramienta no cambia respecto al End Effector, solo se desplaza el TCP. El método de aprendizaje de los 3 puntos es el adecuado para memorizar esta herramienta.
En este caso el TCP está desplazado y su orientación está redefinida. El método de aprendizaje de los 6 puntos es el más adecuado para memorizar esta herramienta.
Consecuencias de una mala calibración del TCP
Si los pasos y los posicionamientos para la configuración del TCP no fueron calibrados correctamente entonces el punto de referencia de la nueva coordenada del TCP quedará desplazada de la parte final de la herramienta y por lo tanto la ejecución de las trayectorias que realice el robot no tendrán precisión, haciendo de esta manera un mal desarrollo de sus aplicaciones.
Conclusión
“La calibración de un TCP en la herramienta es totalmente esencial y necesaria debido a que los robots industriales son altamente repetitivos, pero en algunos casos no precisos, por lo tanto, la precisión de un robot industrial se puede mejorar a través de la calibración de su punto central de la herramienta, mejorando así la calidad en el proceso.”
Víctor Valdés .
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Excelente aportación
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