Utilizarea Unui Robot Industrial

1. Memoriu justificativ

În această lucrare se va prezenta modul de utilizare teoretic al unui robot industrial, în domeniul electro-mecano-pneumatică.

Modul de prezentare al acestei lucrări este realizat în două părți. În prima parte sunt prezentate tipuri de roboți, structura acestora, și utilizarea lor.

Lucrarea este realizată în două părți. Prima parte prezintă o inroducere despre istoria roboților industriali. Se va prezenta clasificarea roboților, structura acestora și utilizarea lor.

A doua parte prezintă implementarea teoretică a unui robot. Se va aborda: familiarizarea cu programul CATIA V5, realizarea și asamblarea robotului cu ajutorul programnului CATIA, lista de piese comerciale folosite la asamblarea robotului manipulator.

2. Noțiunea de robot. Ce reprezintă un robot.

Sensul cuvântului s-a schimbat de-alungul timpului. Termenul robot (din limbba cehă ”robot”) a fost utilizat de Josef Čapek și Karel Čapek în lucrările lor de science fiction la începutul secolului XX. Cuvântul robot este de origine slavă și se poate traduce prin: muncă, clacă sau muncă silnică. Karel Čapek a descris în piesa sa R.U.R. din anul 1921 muncitori de asemănare umană, care sunt crescuți în rezervoare. Čapek folosește în lucrarea sa motivele clasice de golem. Denumirea de astăzi a creaturilor lui Čapek este de android. Înaintea apariției termenului de robot s-au utilizat, de exemplu, în uzinele lui Stanisław Lem termenii automat și semiautomat.

Din punct de vedere tehnic, un robot este un dispozitiv automat, compus din mai multe mecanisme, avnând la bază elemente din mecanică, electrică, pneumatică sau hidraulică.

Principalul rol pentru care a fost construit robotul este cel de a ușura, sau chiar de a înlocui total munca omului prin executarea unor pocese specifice.

Există o multitudine de definiții date roboților industriali. Mai nou definițiile roboților industriali au fost standardizate de către principalele țări producătoare.

Astfel norma franceză defineste robotul industrial astfel: “Un robot industrial este un mecanism de manipulare automtă, aservit în poziție, reprogramabil, polivalent, capabil să poziționeze și să orienteze materialele, piesele, uneltele sau dispozitivele specializate, în timpul unor mișcări variabile și programate, destinate executării unor sarcini variate.”

După norma germană “roboții industriali sunt automate mobile universale, cu mai multe axe, ale căror mișcări sunt liber programate pe traiectorii sau unghiuri, într-o anumită succesiune a mișcărilor și în anumite cazuri comandate prin senzori. Ele pot fi echipate cu dispozitive de prehensiune, scule sau alte mijloace de fabricație, și pot îndeplini activitati de manipulare sau tehnologice.“

După norma rusă, “robotul industrial este o mașină automată care reprezintă ansamblul manipulatorului și al dispozitivului de comandă reprogramabil, pentru realizarea în procesul de producție a funcțiilor motrice și de comandă , înlocuind funcțiile analoage ale omului în deplasarea pieselor și / sau a uneltelor tehnologice.”

Standardul japonez definește robotul industrial ca ”un sistem mecanic dotat cu funcții motoare flexibile analoage celor ale organismelor vii sau combină asemenea funcții motoare cu funcții inteligente, sisteme care acționează corespunzător voinței omului.” În contextul acestei definiții, prin funcție inteligentă se înțelege capacitatea sistemului de a executa cel putin una din următoarele acțiuni : judecată , recunoașterea , adaptarea sau învățarea.

În anul 1979, Institutul de Robotică din America, oferă o noua definiție conform căreia ‚,robotul reprezintă o mașină progranabilă, multifuncțională, creată pentru a muta diverse materiale, bucăți, unelte sau alte dispozitive specializate prin diverse mișcări programate, pentru realizarea unei varietăți mari de sarcini’’.

JIRA (Japan Industrial Robot Association) spune că „Robotul este un dispozitiv versatil și flexibil care oferă funcții de deplasare similare celor ale membrelor umane sau ale cărui funcții de deplasare sunt comandate de senzori și de mijloace proprii de recunoaștere”.

BRA (British Robot Association): „Robotul este un dispozitiv reprogramabil realizat pentru manipularea și transportul pieselor, sculelor sau altor mijloace de producție prin mișcări variabile programate pentru a îndeplini sarcini specifice de fabricație”.

General Motors: „Robotul este un echipament fizic cu funcționare programabilă capabil să efectueze anumite operații și secvențe de operații orientate spre manipularea de piese, scule, subansamble”.

Pentru realizarea de sisteme autonome, care sunt capabile sa găsească singure soluții, este necesară legătura mai multor discipline de robotică. Mecanică, electronica, informatica, pneumatica, hidraulica, stau la baza sistemelor automate, fiind una din cele mai complexe domenii.

Robotul industrial reprezintă un sistem fizic, programabil, care este capabil sa realizeze diferite operații și secvențe de operații de manipulare a unor scule, piese sau subansamble.

Beneficiile introducerii roboților în industrie includ managementul controlului și al productivității, precum și creșterea evidentă a calității produselor. Roboții pot lucra zi și noapte fără a obosi sau a-și reduce performanța. Consecvent, realizează reduceri substanțiale ale prețului de cost, în primul rând prin reducerea consumurilor de materii prime și al prelucrării automate a acestora. De asemenea utilizarea roboților aduce avantaje pe piața concurențială. Prin dezvoltarea rapidă a industriei și a tehnicii de calcul, putem observa evoluția roboților industriali către generațiile inteligente ce le oferă caracteristica de a "întelege" mediul în care lucrează.

Roboții sunt capabili sa execute precese repetitive mult mai rapid, cu costuri mult mai reduse, și cu acuratețe mult mai mare decât a omului. Pot realiza procese în siguranță, care normal pentru om sunt periculoase.

Dezvoltarea explozivă a roboților industriali a condus la apariția unui număr enorm de roboți industriali având cele mai diferite forme si structuri.

4. Control și autonomie.

Un robot interacționează cu mediul înconjurător prin intermediul unor senzori, și a unor efectori, ca în figura prezentată mai sus.

Pentru a interacționa, și a desfășura o anumită activitate, robotul trebuie mai întâi sa colecteze date și informații prin intermediul unor senzori. Structura mecanică a unui robot implică trei procese distincte: percepția, procesarea și acționarea. Senzorii dau informații despre mediul înconjurător sau despre robot (de exemplu poziția unei încheieturilor a brațului unui robot mobil, sau starea în care se află acesta). Aceste informații sunt procesate pentru stocare sau pentru a fi transmise mai departe pentru a furniza semnale către partea de acționare (alcătuită de obicei dintr-un motor electric) care v-a mișca partea mecanică.

Procesele artificiale realizate de roboți pot fi continue sau discontinue. Procesele continue sunt acelea care atunci când sunt declanșate, se desfășoară într-un mod continuu, pâmă când condițiile de mediu sunt asigurate. Continuitatea este asigurată de operatorul uman sau prin diferitele mecanisme, termostate, regulatoare, presostate, etc. la cele automatizate. Procesele discontinue sunt acelea care prin compunerea lor din mai multe secvențe cu început și sfârșit, ale căror desfășurare se intercondiționează reciproc și a căror conținut este de complexitate mai mare decât în cazul proceselor continue. Secvența este o parte distinctă din proces, având acțiuni carcteristici proprii. Discontinuitatea este asigurată de operatorul oman, când intervine în secvențele procesorului cu mâna sa. Pentru a asigura automatizarea proceselor discontinue, este necesar să se realizeze sisteme tehnice, care să poată realiza operații inteligente de manipulare similare omului. Asemenea sisteme sunt roboții.

Faza de procesare poate varia în complexitate . La un nivel reactiv se pot furniza informațiile preluate de senzori direct în formă comenzi pentru acționare, fără ca datele să mai fie procesate. Senzorii complecși pot fi utilizați să estimeze parametrii de interes (de exemplu poziția unui gripper față de robot) furnizați de datele senzorilor de zgomot. Ca rezultat se putem să avem unu proces rapid care este excutat (mutarea gripperului într-o anumită direcție) datorat informațiilor primite de la senzori.

La scale de timp mai lungi sau cu sarcini sofisticate, robotul ar putea avea nevoie sa creeze un model cognitiv. Modelele cognitive încearcă să reprezinte robotul, mediul înconjurător, și modul în care interacționează. Recunoașterea formelor și perceperea vizuală a calculatorului sunt folosite pentru a urmării diferite obiecte (de exemplu un robot poate sa realizeze sarcini de deplasare, fără a lovi obstacolele care se încadrează în traiectoria acestuia).

Sistemul de control pote include diferite forme de autonmie:

Interacțiunea directă este folosită pentru dispozitive teleoperate, omul având control total asupra mișcării robotului.

Asistat de un operator. Operatorul comandă procese de la nivel mediu la nivel înalt, iar robotul acționează în mod automat pentru finalizarea acestora.

Un robot anutonom poate funcționa pentru perioade lungi de timp, fără interacțiunea umană. Nivelurile mai ridicate de autonomie nu necesită neaprat capacități cognitive mai complexe. De exemplu, roboții din uzinele de asamblare sunt complecți autonomi, dar operează într-un regim fix.

O altă clasificare ia în considerare interacțiunea dintre controlul uman și mișcările robotului:

Teleoprarea. Omul controlează fiecare mișcare, fiecare acționare a robotului este specificată de operator.

De supravecgheare. Un om specifică mișcări generale sau modificări de poziție, iar robotul acționează specific mișcărilor implementate.

Autonomia la nivel de sarcină. Operatorul specifică doar sarcina, robotul acționând automat pentru complectarea sarcinii primtie.

Autonomie conplectă. Aparatul va crea și va acționa toate sarcinile, fără ca omul să fie nevoit să intervină.

1. Istoric

Notiunea de robot datează de peste 4 mii de ani. Omul și-a imaginat dispozitive mecanizate inteligente care să preia o parte însemnată din efortul fizic depus pentru realizarea unor procese. Astfel a construit jucării automate și mecanisme inteligente sau și-a imaginat roboții in desene, carți, filme "SF" etc.

Termenul "robot" a fost folosit in 1920 de cehul Karel Capek într-o piesă numită "Robotul universal al lui Kossum". Ideea era simplă: omul face robotul, după care robotul ucide omul. Multe filme au continuat să arate ca roboții sunt mașinării dăunătoare și distrugătoare.

Bazele roboților de azi stau mult mai departe. Primele modele de mașini pot fi mai degrabă numite automate (provenind din grecescul automatos, care se mișcă singur). Acestea nu puteau executa decât câte un singur obiectiv, fiind constrânse de construcție.

Matematicianul grec Archytas a construit, conform unor relatări, unul dintre aceste prime automate: un porumbel propulsat cu vapori, care putea zbura singur. Acest porumbel cavernos din lemn era umplut cu aer sub presiune. Acesta avea un ventil care permitea deschiderea și închiderea printr-o contragreutate. Au urmat multe modele dealungul secolelor. Unele înlesneau munca iar altele deserveau la amuzamentu oamenilor.

Cu descoperirea ceasului mecanic din secolul XIV s-a deschis calea unor posibilități noi și complexe. Nu mult după aceea au apărut primele mașini, care semănau îndepărtat cu roboții de azi. Posibil era însă numai ca mișcările să urmeze una după alta, fără să fie nevoie de intervenția manuală în acel sistem. Dezvoltarea electrotehnicii din secolul XX a adus cu sine și o dezvoltare a roboticii. Printre primii roboți mobili se numără sistemul Elmer și Elsie construit de William Grey Walter în anul 1948. Aceste triciclete se puteau îndrepta spre o sursă de lumină și puteau să recunoască coliziuni în împrejurimi.

In 1941 Isaac Asimov a folosit cuvantul "robotizare" pentru descrierea tehnologiei robotilor și a prezis creșterea unei industrii robotice puternice.

Isaac Asimov (n. 2 ianuarie 1920 – d. 6 aprilie 1992)

Tot Isaac Asimov propune trei legi ale existenței roboticii, iar mai târziu adaugă încă o lege, numită legea zero. Cu toate că aceste legi au fost prvite la început ca fiind doar ficțiune, ele au fost preluate ulterior atât de scriitori cât și de oamenii de știință, fiind luate ca principii de bază pentru existența roboților. Isaac Asimov este recunoscut de unii oameni ca fiind cel care a pus bazele ale științei pe care astăzi o numim robotică.

Legea 0: Un robot nu are voie să provoace rău umanității, sau prin inactivitate, să permită vreun rău umanității.

Legea 1: Un robot nu are voie să rănească o persoană umană, sau să permită rănirea unei persoane umane prin inactivitatea acestuia, cu exceptia cazului când această lege contravine cu vreo lege anterioară.

Legea 2: Un robot trebuie să respecte toate ordinele date de o persoană umană, cu excepția acelor reguli, care intră în conflict cu vreo lege anterioară.

Legea 3: Un robot trebuie să-și protejeze existența atâta timp cât această

activitate nu intră în conflict cu legile anterioare.

Anul 1956 este considerat ca anul nașterii a robotului industrial. George Devol a depus candidatura în acel an în SUA pentru un patent pentru un manipulator de uz general cu memorie retroactivă și controlul punct cu punct. În anul 1961 primul robot industrial ,,UNIMATE” (UNIversal autoMATE) a aderat la linia de asamblare a companiei General Motors care lucra cu mașini de turnare sub presiune. Unimate lua piesele turnate de mașini, și executa procesul de sudură pe corpurile pieselor auto; sarcini care sunt grele și costisitoare dacă sunt făcute de om. Acest robot executa comenzi pas-cu-pas stocate pe un tambur magnetic. O nouă industrie a luat astfel nștere și o varietate de alte sarcini au fost , de asemenea, efectuate de către roboți , cum ar fi mașinile-unelte utilizate la încărcare și descărcare. Roboți industriali Unimate sunt printre cei mai utilizați roboți industriali pe scară largă în lume. Cu peste 20 de ani de îmbunătățire continuă sunt roboți extrem de fiabili, și ușor de utilizat.

Primul robot industrial: UNIMATE

Roboții Unimate pot avea până la șase axe de mișcare complet programabile și sunt concepute pentru manipularea de mare viteză de piese cu greutate de până la aproximativ 250kg. Controlul electronic dedicat este considerat ca fiind unul dintre cele mai simple, fiind disponibile în industria de azi pentru operarea roboților industriali.

În 1958, American Machine and Foundry (AMF) Thermatool Corporation (mai târziu cunoscut sub numele de AMF Corporation, mai târziu achiziționată de Prab Company of Michigan), a inițiat un proiect de cercetare și dezvoltare pentru o mașină de transfer versatil, sau VERSATRAN. Un cilindru programabil coordona brațul robotic proiectat de Harry Johnson și Veljko Milenkovic. AMF introduce modelul 102, un dispozitiv de transfer cu cale continuă, iar modelul 212, un dispozitiv de transfer punct-cu-punct, în 1962. Diverse fotografii arătau că Versatran era compus dintr-un brat artificial și la extremitate o ,,mână” mobilă, care erau controlate de panouri de dimenisuni mari. Panoul de control putea fi programat în avans, astfel încât mișcările pot fi operate în avans.

Robotul industrial VERSATRAN

Din anul 1967 interesul pentru roboții industriali sporește. Primele firme care au folosit roboți industriali au fost: General Motors care în 1968 a comandat 50 de roboți industriali și a demarat studiul unui robot cu șase grade de libertate; Ford și General Electric.

În anul 1967 firma japoneză Tokyo Kikai Boeki a cumpărat din SUA, de la firma AMF, liceența pentru producerea robotului Versatran, iar în anul 1968 firma Kawasaki a încheiat cu firma amercană Unimation un contract pentru fabricarea în masă a robotului industrial Unimate, devenit mai târziu Robitus RB. În același an firma japoneză Aida Engineering a fabricat manipulatorul Auto Hand.

Tot în aceeași perioadă a început producerea de roboți industriali în Anglia, după liceemță americană, iar în anul 1968 începe fabricarea roboților în Suedia. Prima aplicație în care robotul a fost utilizat instantaneu într-un proces, a fost în vopsire prin pulverizare. Compania norvegiană Trallfa care producea roabe, avea nevoie de un dispozitiv flexibil de vopsire prin pulverizare, deoarece din cauza mediului de lucru dăunător întâmpinau probleme în recrutarea muncitorilor. Instalarea unui robot Unimate ar fi costat 600 000 de coroane norvegiene, însă compania Trallfa a venit cu ideea de a încerca să dezvolte un robot mai ieftin, pentru propriile aplicații de vopsire prin pulverizare. Scopul a fost de a menține costul de producere sub 15 000 de coroane norvegiene. După câțiva ani de dezvoltare, au prezentat în anul 1967, un robot electro-hidraulic, care putea efectua mișcări continue, fiind și foarte ușor de programat. Robotul a fost menit doar pentru uzul intern al companiei. În 1985 ASEA (mai târziu ABB) cumpără Trallfa, roboții de vopsit și roboții industriali ai companiei.

Producerea roboțtlor industriali nu a fost simplă, având ca urmări dificultăți economice și sociale. Costul ridicat impune o analiză aprofundată a implicațiilor acestuia ca mijloc de operare în cadrul unui proces tehnologic. Deși aceste dificultăți au fost resimnțite, dezvoltarea roboților în anii de după 1970 poate fi considerată explozivă. Această dezvoltare complexă înregistrează la nivelul anului 1970 circa 200 de roboți cu o valoare de șase milioane de dolari în America, roboți realizați în uzina Chevrolet, la Lordstown. Prima linie robotizată este cumpusă din 26 de roboți industriali Unimate, care excută sudările caroseriilor automobilelor Vega.

Tot în anul 1970 Japonia încearcă să recupereze deficitul pe care îl are față de competitorii americani, și încep producerea a 10 modele proprii de roboți industriali. În aceeași perioadă, la Universitatea din Stanford a fost realizat un sistem manipulator ochi-mână pentru manipularea unor cuburi de diferite culori, iar în anul 1972 a fost realizat robotul mobil inteligent, denumit Shakey, echipat cu cameră de luat vederi și senzori de proximitate pentru a putea să-și coordoneze mișcările evitând obstacolele din jur, și să plaseze diverse cutii după un model impus.

Robotul Freddy – 1975

În anul 1973, compania de roboți germană, KUKA, produce primul robot industrial având 6 axe de libertate acționate electro-mecanic. Robotul a fost denumit Famulus.

În anul 1974 profesorul Scheinman a proiectat un braț robotic (,,the Silver Arm”) care producea piese mici de asamblare, folosind feedback-ul de la senzorii de atingere și de presiune. Același profesor care a proiectat brațul robotic, înființează Vicarm Inc, pentru a comercializa o versiune a brațului pentru aplicațiile idustriale.

În anul 1975, la Edinburgh, a fost produs un manipulator automat ochi-mână, denumit Freddy, care avea ca scop sortarea pieselor de lemn dintr-o grămadă și asamblarea conform unui anumit program. Robotul Freddy a fost primul robot de asamblare vândut în America. Este considerat părintele roboților de asamblare, fiind echipat cu un braț specializat, tip PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly).

În anul 1974, existau cca 5500 de roboți industriali dintre care 1000 în Europa, 2000 în SUA și 2500 în Japonia. Un an mai târziu numărul lor a crescut simțitor, 8300 de roboți industriali funcționau dintre care: 1200 în Europa de Vest, 2500 în SUA și 4000 în Japonia. În anul 1976 erau în funcțiune în URSS 500 de roboți industriali. În 1978 în Japonia erau în funcțiune aproximativ 9800 de roboți, iar in anul 1980 se ajunge la 21000 de unități. Producătorii importanți din Japonia foloseau roboții industriali in domeniul mecanic, electric dar și la producerea pieselor de metal sau turmarea obiectelor din plastic. Dintre aceștia 15% erau manipulatori, 74% roboți secvențiali, 5% roboși industriali și 6% roboți inteligenți. Până în 1980 Japonia a exportat foarte puțin din roboți produși, pentru că se axa, în primul rând, pe modernizarea propriei industrii de roboți. Australia a început și ea să se dezvolte în domeniul automatizărilor, astfel, până în anul 1980 deținea 122 de roboți performanți de tip Unimate, și 59 de roboți de tip “selecteză și plaseză” (pick and placed). În jur de 10% din prima categorie erau importați din Japonia, în timp ce restul erau de origine americană.

Numărul mare de roboți oferit de cele câteva sute de firme producătoare, nu a indicat și o răspândire reală a lor. Exceptând câteva firme cu tradiție și producătoare de roboți în număr mare (Unimation, Milacron, AMF-Versatran, Kawasaki, Mitsubishi, Fujitsu, etc.) la care s-au adăugat principalii producători de autovehicule (Renault, Volkswagen, Fiat, General Motors, etc.) mare majoritate a celorlalți producători sunt încă la început, având cifre de desfacere reduse la nivelul anului 1980.

5. Dezvoltarea roboților

Roboții au suferit mari schimbări încă de la primele prototipuri. La sfârșitul anilor 1960 și 1970, primii roboți industriali care erau în funcțiune erau hidraulici, sau pneumatici. În 1968 apare robotul electric Vicarm. Studiile demarate de General Motors cu privire la modul în care roboții și oamenii ar putea lucra împreună la linii de asamblare auto, arată că 95% din părțile unui autotursim au avut o gerutate între 1,5kg și 2,5kg. Roboții pneumatici și hidraulici au fost destinați pentru sarcini mari, și prin urmare, nu erau potriviți pentru lucrări de montaj. Unul dintre primele limbaje de de programare pentru roboți a fost scris de un om care a luat parte la inovarea și dezvoltarea robotului Vicarm.

Primul robot controlat de microcomputer a fost introdus de Cincinati Milacron în 1974, numit T3 – Tommorrow Tool. A fost un pas important, care s-a resimnțit în întreaga industrie, deoarece Cincinati Milacron a fost cel mai mare constructor de mașini-unelte din lume. Producătorul Volvo utiliza roboți Unimation, însă după introducerea robotului T3, au investit mult într-o serie de astfel de roboți, care luau calea fabricilor din Torslanda și Olofström, Divizia de roboți a companiei Cincinati Milacron a fost în anul 1990 achiziționată de compania ABB.

Stivuirea materialelor, principala operație a roboților în 1970, necesita o capacitate mare de încărcare. Sudarea, pe de altă parte, necesita motoare mai bune și sisteme de control pentru a gestiona mai bine controlul brațului robotizat. La sfărșitul anilor 1970 și începutul anilor 1980, dezvoltarea s-a concentrat în special pe asamblare. Prin urmare erau nevoie de roboți care efectuau operații repetitive și rapide pentru a scurta perioada ciclului unei operații.

Industria automobilelor a fost, și este, un client important firmelor de producere a roboților industriali, însă și industria metalelor grele, avănd sarcini grele și condiții foare calde de lucru. În 1980 interesul asupra roboților s-a mărit: cercetătorii, politicienii, și jurnaliștii au văzut acest doemniu ca o un pas important pentru sprijinirea dezvoltării industriale pentru a crește competivitatea. Dezvoltarea până din ultima parte a anilor 1980, până acum, a implicat folosirea senzorilor avansați tehnologic, în special cei video. În utilizarea operațiilor speciale, roboții pot avea nevoie de senzori laser sau de forță, pentru a putea sa detecteze sau să ocolească un anumit obiect. O posibilă cercetare mai complexă s-ar putea orienta spre interfața mai deschisă a sistemelor de control, care ar facilita o gamă mai largă de senzori pentru a integra sistemul robotului.

5. Roboții industriali, omul, și productivitatea

Viziunea asupra roboticii s-a schimbat de-a lungul deceniilor. La începutul anilor 1980 roboții industriali au fost văzuți ca o soluție optimă pentru automatizarea fabricilor. Roboții au reprezentat simbolul pentru întreagul domeniu de automatizări, în care unul din rezultate ar fi fost numărul de muncitori tot mai mic din fabrici. Însă acest lucru nu s-a întâmplat. Unul din motive este prezentat de costul ridicat de producere al unui robot industrial, salariul muncitorilor fiind mult mai ușor suportat de companii. Un alt motiv ar fi efectuarea foarte bună a proceselor de către oameni. Automarizarea nu reprezintă doar eliminarea tuturor muncitorilor, și înlocuirea lor cu roboți, și linii de asamblare, deoarece implică probleme cu intregrarea sistemelor complexe. De multe ori costurile de dezvoltare și de proiectare a-l unui robot, sau sistem automat, depășesc cu mult costurile unui lucrător. Robotului industrial i-a fost atribuit automat o realizare a productivității mai mare.

Robotica este doar o parte din tehnologiile care sunt disponibile pentru și de a îmbunătăți productivitatea. Concept productivitate este subtil și complex, și de asemenea are mai multe înțelesuri. Productivitatea se bazează pe mai mulți factori care interacționeză unii cu alții, și prin urmare roboții (sau orice altă tehnologie) care lucrează singuri, nu poate îmbunătăți productivitatea. Aceste aspecte au dus, la sfârșitul anilor 1980, la un interes mai scăzut asupra domeniului roboticii. Roboții sunt în prezent dezvoltați nu numai pentru fabricație, ci și pentru activități medicale, de căutare, salvare, divertisment, și de alte servicii, care atrag din nou interesul asupra roboticii.

5. Roboții industriali după anii 2000

După un avans substațial al aplicațiilor roboticii în domeniul industrial, cu precădere în industria automobilelor, la începutul anilor '90 s-au conturat multiple aplicații în domeniile neindustriale (nemanufacturiere). S-a estimat că robotica urmează să joace un rol însemnat în restructurarea civilizației mileniului trei. Aceasta afirmație poate fi ușor susținută cu câteva date statistice conținute în ultimul raport (din anul 2001) al IFR (International Federation of Robotics).

Astfel, în anul 2000 s-au pus în funcțiune 98700 unități de roboți, numărul total ajungând la 749800 de unități, iar valoarea totală a pieței corespunzătoare acestui domeniu a fost estimată la 5,7 miliarde de dolari SUA. Statisticile privind tipurile de roboți arată sugestiv creșteri importante ale numărului de roboți care răspund unor aplicații neindustriale.

Aceasta dezvoltare, chiar spectaculoasă, în direcția aplicațiilor neindustriale justifică trecerea în revistă a principalelor subdomenii în care roboții nemanufacturieri sau roboții de serviciu isi pot găsi aplicabilitate. Aceste domenii sunt construcțiile, reabilitarea bolnavilor, comerț, transport și circulația mărfurilor, administrația locală, protecția mediului înconjurător și agricultura; supraveghere, inspecție, intervenții în caz de catastrofe, în medicină, hobby si petrecerea timpului liber. Pentru a sugera aplicații concrete în aceste subdomenii, aplicații abordabile în colective interdisciplinare de ingineri, sunt precizate mai departe direcțiile care pot fi avute în vedere. În medicină: sisteme robotizate pentru diagnoza prin ecografie, sisteme robotizate pentru intervenții neurochirurgicale; telemanipulatoare pentru chirurgie laporoscopica; vehicule ghidate automat pentru transportul bolnavilor imobilizati la pat; vehicule ghidate automat pentru transportul medicamentelor, alimentelor, băuturilor și lenjeriei de schimb; vehicule ghidate automat pentru activități de curățenie și dezinsfecție în spitale; sisteme robotizate pentru pregătirea prin simulare înainte de operație, a unor intervenții chirurgicale etc.
Pentru reabilitare se pot identifica următoarele aplicații: scaun cu rotile pliant, îmbarcabil în autoturisme; manipulator pentru deservirea persoanelor paralizate, vehicul pentru conducerea nevăzătorilor etc. In construcții: vehicul ghidat automat pentru asfaltarea șoselelor, sistem robotizat pentru stropirea betonului in constructia tunelurilor; robot mobil pentru cofraje glisante; excavatoare autonome, sistem robotizat pentru compactarea și nivelarea suprafețelor turnate din beton; sistem robotizat pentru inspectarea fațadelor clădirilor; sistem robotizat pentru montarea/demontarea schelelor metalice etc.
În administrația locală: vehicul autonom pentru curățirea zăpezii de pe autostrăzi; vehicul autonom pentru menținerea curățeniei pe străzi; sistem robotizat pentru inspecția și întreținerea automată a canalelor etc. Pentru protejarea mediului înconjurator: sistem robotizat de sortare a gunoiului în vederea reciclării, sistem automat de inspectare, curățare și recondiționare a coșurilor de fum înalte; platforme autonome mobile pentru decontaminarea persoanelor, clădirilor; vehicul ghidat automat pentru decontaminarea solului etc.

În tabelul următor este incdicat stocul de roboți industriali, din anul 2005, care funcționau în cele mai importante zone și țări ale lumii (conform IFR).

5. Clasificarea roboților

Robotul repezintă o structură mecanică mai complexă (având mai multe grade de libertate) și este condus cu ajutorul unui program flexibil. Manipulatoarele au o structură mecanică mai simplă (având mai puține grade de libertate) și sunt conduse cu ajutorul unui program rigid (greu modificabil).

Clasificarea roboților industriali are la bază mai multe criterii. În continuare sunt prezentate principalele dintre acestea, și tipologia roboților industriali conform criteriilor de clasificare abordate.

După forma mișcării, roboții industriali pot fi:

Roboți cartezieni: sunt roboții ai căror brațe operează într-un spațiu definit de coordonate carteziene;

Roboți cilindrici: similiari, dar spațiul este definit în coordonate cilindrice;

Roboți sferici sau polari: similari, dar spațiul este definit în coordonate sferice sau polare;

,,Prosthetic robot”: este un manipulator cu braț articulat;

Roboți în alte tipuri de coordonate: care sunt definiți în mod corespunzător.

În figura următoare sunt prezentate schemele reprezentative a trei tipuri de roboți conform acestui criteriu de clasificare.

(b) (c)

(a) Robot (manipulator) în coordonate carteziene;

(b) Robot în coordonate cilindrice;

(c) Robot în coordonate sferice;

După informația de intrare și modul de învățare:

Manipulator manual: este acționat direct de om;

Robot secvențial: are anumiți pași ce ,,ascultă” de o procedură predeterminată. Acesta poate fi: robot secvențial fix sau robot secvențial variabil. La robotul secvențial fix informația predeterminată nu poate fi schimbată facil, în timp ce la robotul secvențiaș variabil informația poate fi modificată ușor;

Robot repetitor (robot playback): la început omul învață robotul o procedură de lucru, acesta memorează procedura, apoi poate repeta operația ori de câte ori este nevoie;

Robot cu control numeric: robotul excută operațiile cerute în conformitate cu informațiile numerice pe care le primește despre poziții, succesiuni de opreații și condiții;

Robot intelligent: este cel care își decide comportamentul pe baza informațiilor primate prin senzori pe care îi are la dispoziție și prin posibilitățile sale de recunoaștere.

După numărul gradelor de libertate ale mișcării robotului (2 – 7 grade de libertate plus unele mișcări suplimentare: orientarea dispozitivului de prehensiune, prinderea, desprinderea obiectului manipulat etc.) roboții industriali pot fi:

Roboți cu număr mic (2 – 3) grade de libertate;

Roboți cu număr mediu (4 – 5) grade de libertate;

Roboi cu număr mare (6 – 7) grade de libertate;

După metoda de control, roboții industriali pot fi:

Manipulatoarele simple: Dispun în general de 2-3 grade de libertate. Mișcările sunt controlate prin dispozitive, funcționând pe principiul ,,tot sau nimic”. Capacitatea și suplețea sunt limitate.

Roboți programabili: Au numărul gradelor de liberate mai mare decât 3. În general robotul este independent de mediu, fiind lipsit de capacitățile senzoriale și lucrând în buclă închisă.

Roboți ,,inteligenți”: sunt dotați cu capacități senzoriale, lucrând în buclă închisă, având sisteme de coordonare, între ,,simțuri” și organele de execuție/

După caracteristicile de comandă s-au stabilit patru tipuri de bază pentru roboți industriali și anume:

Roboți cu servocomandă și conturare;

Cu servocomandă punct cu punct;

Fără servocomandă, programabil;

După tipul de comandă și performanța inteligenței artificiale, roboții industriali se pot clasifica în 3 generații, după cum urmează:

Roboții industriali de generația 1 –acționează pe baza unui program flexibil, dar prestabilit de programator, și care nu poate schimba timpul execuției operațiilor;

Roboții industriali din generația 2 –se caracterizează prin faptul că programul flexibil prestabilit de programator poate fi modificat în măsură restrânsă, în urma unor reacții specifice ale mediului;

Roboții industriali din generația 3 –posedă însușirea de a-și adapta singuri, cu ajutorul unor dispozitive logice, în măsură restrânsă, propriul program la condițiile concrete ale mediului ambiant, în vederea optimizării operațiilor pe care le execută;

După sursa principală de putere pentru acționare pot fi:

Roboți industriali electrici;

Roboți industriali hidraulici;

Roboți industriali pneumatici;

După capacitatea de încărcare roboții industriali pot fi (sarcina manipulată):

Roboți industriali foarte ușori (<10N);

Roboși industriali ușori (<100N);

Roboți industriali mijlocii (<2000N);

Roboți industriali grei (<10000N);

Roboți industriali foarte grei (>10000N);

5. Programarea Roboților

Programarea roboților are ca scop prescrierea de către operatorul uman a unor mișcări corespunzătoare fiecărei etape a procesului tehnologic. Această prescriere, numită în continuare programare, poate fi efectuată prin mijloace textuale sau prin mijloace netextuale.

Programarea roboților industriali prin mijloace netextuale

În cadrul programării netextuale, mișcările necesare ale robotului, sunt prescrise de către operatorul uman, prin intermediul unor echipamente de comandă manuală, iar mișcările comandate sunt învățate (memorate) de către robot.

Foarte mulți roboti industriali sunt programați prin această metoda netextuală când efectiv nu se realizează vreun program de aplicație de tip text.

Metoda poate fi utilizată doar la procese tehnologice rigide, unde mișcările odată învățate, (memorate) rămân neschimbate pentru o perioadă relativ mare de timp.

Programarea roboților industriali prin mijloace textuale

În cazul programării prin mijloace textuale, mișcările sunt prescrise prin intermediul unui program de aplicație, realizat cu ajutorul unui limbaj specific de programare robot.

În funcție de modul de descriere (textuală) al aplicației, există două mari categorii:

-Programare la nivel de manipulator

-Programare orientată pe aplicație

În cazul programării la nivel de manipulator, sunt prescrise prin intermediul unor instrucțiuni specifice, traiectoriile care urmează să fie executate precum și starea efectorului final (CLOSE sau OPEN).

Exemplu pentru programare textuală la nivel de manipulator:

APLICAȚIE: Să se comande deplasarea unui robot într-o operație de manipulare în scopul asamblării a două piese componente ale unui produs industrial astfel încât terminalul său să execute următoarele mișcări conform cu figura de mai jos:

-În starea inițială a robotului terminalul se află în poziția L1

-Terminalul este deplasat în poziția L2, deasupra piesei cilindrice;

-Se comandă închiderea mâinii mecanice (gripper) pentru apucarea cilindrului;

-Terminalul este deplasat in pozitia L3, la o înățime mai mare decât cea a obstacolului;

-Terminalul este deplasat astfel încât să traverseze zona obstacolului până în poziția L4, deasupra orificiului piesei de bază;

-Terminalul are o mișcare de reorientare a piesei cilindrice conform cu orientarea orificiului piesei de bază ajungând in pozitia L5;

-Terminalul este deplasat în poziția L6, care presupune poziționarea cilindrului la suprafața orificiului piesei de bază;

-Terminalul este deplasat în pozitia L7, care presupune introducerea cilindrului în orificiul piesei de bază;

-Se comandă deschiderea mâinii mecanice (gripper) pentru eliberarea cilindrului;

-Terminalul este deplasat în poziția L8, poziția de repaus;

Programul simplificat:

MOVE L1 – apropiere de cilindru;

MOVE L2 – mișcare deasupra cilindrului;

CLOSE – închidere gripper;

MOVE L3 – ridicare deasupra obstacolului;

MOVE L4 – mișcare deasupra găurii;

MOVE L5 – orientarea cilindrului;

MOVE L6 – atingerea găurii;

MOVE L7 – mișcare de introducere în gaură;

OPEN – deschidere gripper;

MOVE L8 – mișcare în poziție finală.

În cazul programării orientate pe aplicație, programul nu mai prescrie mișcările efective ale robotului, ci prescrie efectiv aplicația care trebuie să fie efectuată de către robot. De exemplu prescirerea aplicației de mai sus, ar putea să fie următoarea:

“Apucă cilindrul și introdu-l în gaura piesei prismatice”.

În aceste cazuri programul robot este prelucrat prin intermediul unui sistem de inteligență artificială, care oferă, prin intermediul modelului mediului exterior, posibilitatea recunoașterii și identificării obiectului “cilindru”, a obiectului prismatic prevăzut cu o gaură, localizarea automată a găurii, recunoașterea și identificarea automată a obstacolelor din mediul de lucru al robotului.

Clasificarea limbajelor de programare robot

Limbajele de programare existente pot fi grupate pe cinci niveluri după gradul lor de complexitate:

1. Limbaje de programare de nivel 1 (de baza) – hardware,

2. Limbaje de programare de nivel 2 (punct cu punct),

3. Limbaje de programare de nivel 3 (de miscare),

4. Limbaje de programare de nivel 4 (structurate),

5. Limbaje de programare de nivel 5 (orientate pe task-uri).

Limbajele care pot fi incluse în categoria limbajelor de programare de nivel 1 sunt limbaje de asamblare, și sunt utilizate pentru a programa funcții de control în timp real.

Limbajele de nivel 2 sunt cele mai utilizate în programarea roboților. Controlul robotului este realizat prin salvarea unor coordonate din spațiul de lucru al robotului care se obțin ghidând mișcarea acestuia, în regim de instruire sau în regim manual.

În comparație cu limbajele de nivel 2, limbajrle de "mișcare" (VAL, EMILY, RCL, SIGLA, RPL, ANORAD, MOVEMASTER, DARL) au următoarele caracteristici:

· posibilități de salt (ramificari în program),

· folosirea subrutinelor (cu parametrii care pot fi transmiși),

· posibilitatea de a iniția activități paralele.

Limbajele de acest nivel sunt interpretoare (avantajos din punct de vedere al depanării) sau asambloare. Excepție face limbajul RPL care este compilator.

Limbajele de programare de nivel 4 (AL, MCL, MAPLE, PAL, AML) conțin structuri de control a robotului și permit un grad mai mare de utilizare al transferului de coordonate. Ele au posibilitatea de a lucra cu structuri de date, prezintă îmbunătățiri față de limbaje de nivel 3 în ceea ce privește lucrul cu senzori, acțiunile paralele și utilizarea variabilelor de stare predefinite. Aceste limbaje, în marea lor majoritate se bazează pe limbaje structurate existente cum sunt ALGOL sau PL/1.

Limbajele de nivel 5 (de ex: AUTOPASS) sunt orientate pe task-uri. Aceste limbaje tind să "faca invizibile" pentru utilizator resursele de adaptare a robotului la mediul de lucru (senzorii) și transformările de coordonate. Limbajele de acest nivel sunt proiectate astfel încât să semene cât mai mult cu construcțiile specifice gândirii umane. Ele cuprind în general patru clase de macrocomenzi de schimbare de stare a obiectelor (ex. place), dedicate sculei (ex. operate), de fixare și de asamblare (ex. rivet – nituire, insert – screw – înșurubare, weld – sudura, etc.). Aceste macrocomenzi semnifică exact ceea ce utilizatorul crede că reprezintă, și de aceea sunt ușor de înțeles și de folosit. Dedicate conducerii roboților cu adaptare la mediu (prin senzorii tactili și de vedere artificială) ele reclamă resurse de modelare a mediului exterior, de luare a deciziilor de tip asamblare de obiecte.

5. Structura robotului industrial

Un robot industrial este alcătuit din următoarele componente principale: unitate mecanică, efectorii finali (în funcție de sarcina robotului), sursa de energie reprezentată de rețeaua electrică, și respectiv sistemul de comandă. Structura unui robot este, de fapt, un sistem compus din mai multe subsisteme. Un sistem reprezintă un ansamblu de părți componente, elemente, și legăturile dintre acestea. Elementele care compun acest sistem se numesc subsisteme. La rândul lor subsistemele pot avea și ele subsisteme, din acest motiv există o ierarhizare și anume sistemul principal se numește sistem de rangul 1, subsistemele se numesc sisteme de rangul 2, etc.

Modul cum se compune un sistem din subsisteme și legăturile dintre aceste subsisteme definesc structura unui sistem. Aceasta compunere a sistemelor din subsisteme se evidențiază prin scheme bloc, iar legăturile dintre subsisteme, prin matrici de cuplare (care definesc legăturile dintre "intrările" și "ieșirile") și matrici de structură (care ne arată care subsisteme sunt în legătură).

Robotul este un sistem de rangul 1, și se aseamănă, constructiv, cu sistemul unui om, la fel si subsistemele robotului.

Schema bloc al structuri unui robot este:

a) Spațiul de operare al unui robot este strâns legat de domeniul de lucru al acestuia, de gama aplicațiilor la care participă. Acest spațiu este definit direct de parametrii arhitecturii mecanice a robotului și este restrictionat pe de o parte de anumite caracteristici ale elementelor interne, mecanice, și pe de altă parte de caracteristicile obiectelor implicate în procesul tehnologic.

b) Sursa de energie constituie suportul energetic necesar pentru punerea în mișcare atât a elementelor mobile ale robotului cât și pentru asigurarea alimentării electrice a sistemului de acționare și a celui de conducere.

c) Sursa de informație definește modul de operare al robotului, caracteristicile de bază ale funcționării acestuia, structura algoritmilor de conducere în funcție de specificul operației, de modul de prelucrare a informației de bază (în timp real sau nu) și de relația robot – operator existentă în procesul de operare. Această relație poate determina funcționarea automată, independentă, a robotului sau în asociere cu operatorul (de exemplu sistemele de teleoperare).

d) Robotul, componenta de bază a acestui sistem, este format din două părți: unitatea de prelucrare a informației și unitatea operațională.

e) Unitatea de prelucrare a informației este un complex hardware-software ce primește date privind instrucțiunile ce definesc operațiile executate, măsurători privind starea unității operaționale, observații asupra spațiului de operare al robotului, date pe baza cărora determină în conformitate cu algoritmii de conducere stabilți, deciziile privind modalitatea de acționare a unității operaționale.

Figura 1.2

f) Unitatea operațională corespunde robotului propriu-zis, cuprinzând structura mecanică a acestuia și sistemul de acționare asociat. Această unitate acționează asupra spațiului de operare utilizând și transformând energia furnizată de sursă și reacționând adecvat la semnalele primite din exterior. În componența robotului distingem: elementele care interacționează direct cu spațiul de operare (elementele efectoare, gripere sau mâini), componente de structură (articulații, segmente), modulatoare de energie (amplificatoare), convertoare de energie (motoare), sisteme de transmisie a energiei mecanice și senzori interni.

Robotul acționează asupra spațiului său de operare sub diverse forme: deplasarea unor piese în anumite poziții (manipulare), prelucrarea și transformarea unor produse, asamblarea unor componente, dezasamblarea unor piese în componentele lor, sudarea pieselor, măsurarea unor parametrii specifici ai produselor sau chiar a spatiului de operare etc. În figura 1.2 sunt prezentate câteva din aceste operații: operația de manipulare a unor piese pentru o prelucrare ulterioara la o mașină unealtă (figura 1.2, a), operația de vopsire (figura 1.2, b) și operații de asamblare (figura 1.2, c).

Numeroasele aplicații și funcțiuni exercitate de un robot pun în evidență două caracteristici esențiale ale acestor sisteme: versatilitatea și autoadaptarea la mediu.

Versatilitatea definește capacitatea fizică a robotului de a realiza diverse funcții și de a produce diverse acțiuni în cadrul unei aplicații tehnologice date. Această proprietate este strâns legata de structura și capacitatea mecanică a robotului, ea implicând configurații mecanice cu geometrie variabilă a căror flexibilitate să acopere cerințele de operare.

Autoadaptarea constituie, de asemenea, o proprietate deosebit de importantă a roboților ce confirmă gradul de "inteligență" al acestor sisteme. Ea definește capacitatea acestora de a lua inițiativa în realizarea unor operații incomplet specificate prin programul de conducere, proprietatea de a sesiza anumite modificări ale mediului de operare, posibilitatea de a stabili un plan complect de operații având jalonate numai anumite faze semnificative.

Brațul unui robot industrial

Mecanismul generator al traiectoriei (MGT): mecanismul format din acele cuple cinematice care fac posibilă deplasarea punctului caracteristic M pe traiectoria impusă.

Pentru generarea traiectoriei sunt necesare și suficiente 3 grade de libertate: rotație în jurul axei Oz; deplasare pe verticală în lungul axei Oz si o deplasare radială în lungul axei x.

Mecanismul de orientare (MO): mecansimul format din cuplele cinematice care asigură orientarea spațială a obiectului.

Mecanismul care realizează rotirea dupa x’, y’ si z’ (încheietura palmă-antebraț a mâinii omului).

Mecanismul de prindere (MP) care are ca rol de a asigura prinderea și fixarea obiectului manipulat.

2.2 Componentele fundamentale ale structurii mecanice

Roboții industriali utilizați în momentul de față prezintă soluții constructive și conceptuale neunitare datorită, în special, diversității sarcinilor cerute, parametrilor tehnici impuși și aplicațiilor specifice pentru care au fost proiectați. Cu toată această aparență neunitate, robotul, prin structura sa mecanica poate fi considerat ca un sistem omogen format din elemente cu funcții bine precizate care asigură interacțiunea nemijlocită între robot și obiectul acțiunii sale din spațiul de operare.

Principalele componente ale structurii mecanice sunt: elementul efector, brațul și baza robotului.

Elementul efector denumit uneori si griper, element de prehensiune, mână sau pur și simplu element terminal asigură contactul direct, nemijlocit dintre robot și obiectul din spațiul de operare asupra căruia acționează. Acest element diferă constructiv după gama aplicațiilor și după natura funcției realizate. Astfel, elementele efectoare utilizate în sudură diferă de cele folosite în operațiile de manipulare sau de vopsire.

Un astfel de element cuprinde:

– corpul propriu-zis, cu o structură mecanică adecvată funcției realizate;

– unul sau mai multe dispozitive de acționare;

– unul sau mai multi senzori pentru determinarea regimurilor critice ale operației realizate.

Trebuie remarcat faptul că soluțiile constructive adoptate tind spre realizarea fie a unui element multifuncțional cu o gamă largă de aplicații, fie spre un element efector monofuncțional cu o destinație precisă.

Brațul robotului servește pentru poziționarea corectă a elementului efector. În acest scop, brațul reprezintă o structură mecanică cu o geometrie variabilă obținută prin legarea în cascadă a unor segmente conectate prin articulații de rotație sau translație. Sistemele de acționare corespunzătoare asigură mișcările independente ale fiecărui segment în raport cu segmentul precedent. Aceste mișcări sunt în general restricționate de anumite caracteristici ale arhitecturii mecanice.

Toate aceste elemente și subansamble se montează pe un cadru special ce formează baza robotului. Această bază se așează fie pe un postament fix sau mobil (în funcție de tipul robotului), fie se suspendă pe o cale de ghidare cu șină.

Elementele enumerate formează structura de bază a oricărui robot industrial. În afară de această structură "clasică", în construcția roboților pot să apară sisteme de locomoție, sisteme cu 2-3 brațe, sisteme cu 2-3 elemente efectoare etc.

2.3Robotul – obiect de conducere

Roboții, prin structura și funcțiile lor, reprezintă o clasă de sisteme ce sintetizează elemente de vârf dintr-o serie de domenii tehnico – științifice. De fapt, prin atribuțiile sale, robotul imită sau substituie funcțiile de locomoție, manipulare și de intelect ale omului. Este evident, deci, că robotul reprezintă un sistem extrem de complex, descris prin modele matematice sofisticate definite prin sisteme de ecuații diferențiale neliniare, cu parametrii variabili, deterministe sau stohastice, cuprinzând un număr mare de variabile de intrare și ieșire.

Funcția de bază a robotului este reprezentată de mișcarea acestuia în spațiu, deci regimurile statice și dinamice ale structurii mecanice vor reprezenta punctul de plecare în definirea robotului ca obiect de conducere.

Pentru exemplificare, sa considerăm un robot cu trei articulatii de rotație (figura 1.3). Mișcarea, evoluția robotului, este determinată de cele trei momente M1, M2, M3 aplicate în articulații, acestea determinând rotirea segmentelor corespunzătoare și deci obținerea unei noi poziții a brațului, poziție definită prin noile valori ale unghiurilor q1, q2, q3.

Figura 1.3

Considerat, deci, ca obiect orientat de conducere, robotul primeste un vector de intrare definit de forțele generalizate aplicate în articulații și generează un vector de ieșire format din unghiurile (sau deplasările) articulațiilor.

Analiza ca obiect condus impune, totodată, definirea vectorului de stare al robotului. În general, acest vector este determinat de coordonatele generalizate stabilite în articulații (unghiuri sau deplasări) și de derivatele acestora (vitezele generalizate ale mișcării). Relațiile intrare – stare – ieșire specifice robotului sunt date prin ecuații diferențiale, neliniare, obținute pe baza regimurilor dinamice ale acestuia.

Reprezentarea din figura 1.3 corespunde unei descrieri formale a robotului ca obiect condus fără a preciza implicațiile tehnologice ale structurii de conducere.

Figura 1.4

In figura 1.4 sunt prezentate soluții constructive privind principalele blocuri ale unui astfel de sistem. Se observă că variabilele principale ce intervin în conducerea robotului sunt generate sau prelucrate în blocuri și componente specializate. Astfel, activarea articulațiilor mecanice este realizată prin intermediul blocului de acționare care, pe de o parte determină algoritmul de control pentru fiecare articulație, iar pe de altă parte asigură sursa energetică necesară mișcării.

Măsurarea informațiilor de deplasare precum și toate celelalte date care restricționează mișcarea în spațiul de operare sunt realizate într-un bloc senzorial. El este format practic din sisteme de traductoare specializate pentru măsurători unghiulare sau liniare precum și din senzori specializați de tip tactil, de forță – moment, sau vizuali, care oferă robotului o mai completă adaptabilitatea la modificările mediului de operare.

Informațiile furnizate sunt captate de un calculator specializat care, pe baza unor algoritmi implementați hardware (microprogramați) sau software, generează controlul adecvat al sistemului de acționare.