Disciplina: Proiectarea si exploatarea sistemului mecanic [628614]

Universitatea din Oradea
Facultatea de Ingineria Managerială și Tehnologică
Specializarea: Robotică
Disciplina: Proiectarea si exploatarea sistemului mecanic
Proiect
Student: [anonimizat] : Ing. Birouas Flaviu

1. Introducere
Ce este un robot?
Definitie:
Un robot este un manipulator reprogramabil si multifunctional realizat in
scopul manipularii materialelor, pieselor, sculelor sau dispozitivelor
specializate, intr-un mod specific diferitelor miscari programate, pt a
realiza o varietate de sarcini.
Pentru a definita drept robot, o masina trebuie sa poata:
1.Sesiza si percepe, sa preia informatii despre mediul inconjurator
2.Sa execute anumite sarcini: locomotie si/sau manipulare
3.Sa fie reprogramata, sa realizeze sarcini diverse.
4.Sa functioneze autonom si/sau sa interactioneze cu omul
Tipuri de roboti:
–Roboti manipulatori:

–Manipulatori mobili:
Pt ce sunt folositi robotii?
Creste calitatea productiei:
–precizie superioara
–precizie repetabila
Creste eficienta:
–muncesc continuu fara a obosi
Pot opera in medii periculoase, nu au nevoie de confort. Reduc costurile pt
forta de munca si foarte important reduce timpul de productie.
Au un raspuns rapid la modificarile de proiectare

Utilizarile robotilor
Roboti industriali
–70% sudare si vopsire
–20% manipulare
–10% alte utilizari
Arhitectura sistemelor tip ROBOT
Structura mecanica
–Model cinematic
–Model dinamic
Actionare: Electrica, Hidraulica , Pneumatica, Muschi artificiali
Controlere (regulatoare)
Senzori
Comunicare
Interfata utilizator
Sursa de putere

Categorii de roboti
Brate manipulatoare
Roboti mobili pe roti
Roboti pasitori
Structuri hibride, rezultat al asocierii brat manipulator – baza mobila
Brate manipulatoare:

Roboti mobili pe roti:
Mobilitatea le permite abordarea unor aplicatii diversificate: mentenanta,
intretinere, transport, etc.
Structuri hibride:
Brat manipulator-baza mobila

Arhitectura manipulatoarelor si robotilor industriali
Mediul – spatiul in care actioneaza robotul manipulator, fiind definit de
configuratiile geometrice si proprietatiile fizico-chimice ale obiectelor din acel spatiu
Sarcina – o suita de actiuni exercitate asupra mediului, pentru modificarea
acestuia de la o stare initiala la o stare finala dorita.
Modul de sesizare si decizie si modul operational:
Modul operational: – este format din structura mecanica si sistemul de
actionare.
Executa actiuni asupra mediului prin transformarea energiei primita de la o
sursa externa, pe baza comenzilor primite de la sistemul de comanda.
Modul de sesizare si decizie: – elaboreaza comenzile pe baza instructiunilor
primite de la sistemul de programare, observatiilor referitoare la mediu, furnizate de
sistemul senzorial, masuratorilor efectuate asupra starii robotului de catre senzorii
interni.
Structura mecanica

Alcatuita in general din corpuri rigide fara jocuri si elasticitate, legate intre ele prin
articulatii, formand lanturi cinematice.
In functie de modul de legare al corpurilor segmentelor componente deosebim:
–manipulatoare cu lant cinematic deschis
–roboti manipulatori cu structura arborescenta
–roboti manipulatori cu lant inchis
Partea din structura mecanica care serveste la apucarea si deplasarea obiectelor,
se numeste dispozitiv de prehensiune sau efector.
Sistemul mecanic
Descompunerea miscarii unui obiect aflat in efector
Faza 1: Deplasarea unui punct al obiectului manipulat, numit punct
caracteristic, pe o traiectorie oarecare prin modificarea celor trei coordonate ale
punctului caracteristic, miscare realizata prin intermediul unui dispozitiv cu cel putin
3 grade de libertate numit mecanism generator de traiectorie.
Faza 2: Deplasarea ( rotirea) unei drepte, numita dreapta caracteristica, care
trece prin punctul caracteristic, dupa o pozitie dorita.
Operatia se numeste orientare si se realizeaza prin modificarea celor 3 unghiuri Euler
care definesc pozitia dreptei caracteristice. Miscarea se realizeaza prin intermediul
mecanismului de orientare.

Mecanisme de orientare
–Cu miscari independente:
Au cate o unitate „motor rotativ + reductor + arbore de legatura'' pt fiecare
cupla cinematica conducatoare, deci pt fiecare miscare de executat.
–Cu miscari dependente:
Miscarile se transmit de la motoare la elementele cuplelor cinematice
conducatoare prin intermediul unui singur mecanism, de obicei un tren de
roti dintate diferential. Exista o corelatie intre miscarile relative ale
diferitelor cuple cinematice conducatoare.
Tipuri de articulatii
Articulatiile prezentate in cadrul mecanismului generator de traiectorie sunt
cuple cinematice:
–de rotatie
–de translatie
Articulatiile asigura conexiunea elementelor fizice ale bratului robotizat.
Fiecare articulatie are un numar de grade de libertate, fiecare grad de libertate
fiind de obicei controlat de un motor.

Spatiul de lucru
Multimea pozitiilor pe care le poate ocupa punctul caracteristic.
Tipuri de spatiu de lucru:
Liniar – descris de punctul de lucru caracteristic al unui mecanism din doua
elemente unite intr-o singura cupla cinematicat.

Plan – descris de punctul caracteristic al unui mecanism realizat ca un lant cinematic
din trei elemente unite prin doua cuple cinematice
Spatial – descris prin intermediul unui mecanism spatial cu cel putin 3 grade de
mobilitate.

Schema cinematica a robotului.

Proiectare 3D a unui robot industrial
Pasii de proiectare:
1.Baza robotului
2.Cilindru

3. Parghie
4. Axa A

5. Axa B
6. Axa C

7. Axa D
8. Axa E

9.Axa F
10. Robotul Montat. Vedere de sus si din lateral.

Bibliografie:
-M. Poboroniuc, Controlul robotilor. Controlul miscarii umane prin simulare
electrica functionala, Editura POLITEHNIUM, Iasi, 2004, isbn 973-621-074-x
-L. Ciobanu- Manipulatoare si roboti industriali, Editura Univ. Gh, Asachi Iasi,
1994
http://iota.ee.tuiasi.ro/~mpobor/doc/Cursuri/RICurs1.pdf
https://www.ttonline.ro/revista/roboti/robotii-lucreaza-cu-materiale-compozite