Aceste trei principii, enunțate de către Asimov, sunt: [303322]

Licență

Aceste trei principii, enunțate de către Asimov, sunt: [303322]

Byadmin ianuarie 1, 2024

CAPITOLUL I. INTRODUCERE

O societate industrializată avansată presupune o automatizare flexibilă a [anonimizat]. [anonimizat] (braț-mână) [anonimizat] o serie de avantaje economice și sociale. Între aceste pot fi menționate: creșterea productivității produselor și recuperarea mai rapidă a investițiilor.

Crearea unor mijloace de automatizare de tipul manipulatoarelor și roboților a [anonimizat], de creșterea uzurii pieselor produse și de reducerea cotei relative a producțiilor de masă și de serie mare datorită producției de unicate și de serie mică. [anonimizat], [anonimizat].

S-a [anonimizat] a [anonimizat]-mașină la sisteme om robot mașină. Această transformare conduce la eliberarea muncitorilor de la prestarea unor munci periculoase sau lipsite de confort. [anonimizat], [anonimizat], fiind incapabil să aibă picioare.

Cuvântul, robot” are astăzi aproape un secol de viață apărând pentru prima dată în piesa R.U.R. (Robotul Universal al lui Rossum), scrisă de către un dramaturg ceh. Karel și folosit pe plan internațional din anul 1923, când lucrarea menționată a fost tradusă în limba engleză. Termenul de robotică a [anonimizat]-fantastică. Acest scriitor a utilizat pentru prima dată cuvântul, ,,robotică” în anul 1942, [anonimizat], cele trei principii ale unui ,,robot”.

[anonimizat], sunt:

Un robot nu lezează ființele umane iar nu asistă inactiv la orice primejdie în care este implicat o ființă umană.

[anonimizat].

[anonimizat] s-ar încălca primele două principii.

[anonimizat], ,,industrial”, noul termen, ,,robot industrial” are o semnificație foarte bine definită în limbajul industrial.

1.1 Tehnica Roboților În industrie.

[anonimizat]. [anonimizat], întrucât mecanismele constricțiilor sale imită abilitățile naturale ale omului. Industria roboților a cunoscut o creștere a [anonimizat] o dată și creșterea exponențială a cerințelor de acționare în comandă surselor artificială a uneltelor, dispozitivelor și mașinilor. Rezultă de aici marcarea celei de a [anonimizat] a expansiunii crescute al cercetărilor științifice.

Prin procesele artificiale se formează succesiuni de cauze și efecte care determină intervenția continuă sau discontinuă, adică omul poate să intervină respectiv nu trebuie să se implice. În varianta normală un operator acționează în procesele discontinue cu forțele sale proprii. Deplasarea roboților se face sub coordonarea mâinilor și a ochilor, realizându-se de către creier sau efectuează automat operații inteligente de ghidare similare omului.

1.2 Robotică

Introducerea domeniului de Robotică a realizat cel mai mare succes până în prezent în lume de producție industrială. Manipulatoare, brațe robot pot deplasa cu mare viteză și precizie pentru a efectua sarcini repetitive de sudare și vopsire. În industria electronică, manipulatoare locul componentelor cu precizie supraomenești, făcând posibilă computer portabil laptop și telefon. Cu toate acestea, pentru toate succesele lor, acești roboți comerciale suferă un dezavantaj fundamental: lipsă de mobilitate. Un manipulator fix are o gamă limitată de mișcare care depinde de montaj în cazul în care aceasta este boltită în jos. În contrast, un robot mobil ar putea să călătorească în toată instalația de fabricație, aplicarea flexibil talentele sale ori de câte ori este cel mai eficient.

Robotica se ocupă cu studiul și tehnologia roboților, permițându-ne să proiectăm mecanisme automate, capabile să înlocuiască omul în diverse munci. Responsabilă pentru dezvoltarea roboticii este tehnologia informației. Roboții configurabili se realizează din mai multe module conectate care își pot schimba structura – configurația pentru a răspunde cerințelor impuse de operatorul uman sau mediul în care operează robotul. Mecanismele de cuplare/decuplare constituie un subansamblu foarte important în domeniul construcțiilor de roboți configurabili. Structura robotului este realizată pe calculator și simulată în vederea testării conectivității modulelor și cazurilor de coliziune între acestea. În domeniul electromecanic, cercetarea se limitează la descoperirea unor tehnologii noi (de exemplu roboți care folosesc câmpul magnetic, dispozitive micro electro mecanice – roboți de câțiva microni, mijloace extreme de locomoție – reginei-păianjen, roboți extratereștri pentru gravitație redusă, etc).

1.3 Impactul asupra educației

Impactul asupra educației, dezvoltarea Roboticii și nevoia urgentă de punerea sa în aplicare în mai multe instalații industriale, necesită concursul la un număr de specialiști în domeniu. Robotica este o tehnologie multidisciplinară. Se face uz de toate resursele în fruntea științei complexe, un teren de structură de sprijin.

Acestea includ următoarele:

Mecanică

Dinamică

Cinematică

Matematică

Automatică

Informatică

Electrică

Energie și electrice

Pneumatice și hidraulice

Vedere artificială

Zgomot mașin

Inteligența artificial

1.4 Clasificarea manipulatoarelor și roboților pe generații

Manipulatoarele roboților au început să devină cele mai universale mijloace de automatizare complexă a ramurilor industriale (industria auto-motivă).

Clasificarea pe generații folosește drept criteriu de bază capacitatea mașinii de percepere și interpretare a semnalelor din mediul exterior, precum și de adaptare la mediu în timpul procesului de lucru.

Deosebim:

Manipulatoarele manuale (prima generație);

Manipulatoare automate (generația a doua);

Manipulatoare inteligente (generația a treia);

Roboții industriali din prima generație sunt manipulatoare automate programabile, având cel puțin 3 axe (dintre care cel puțin 2 axe sunt programabile prin învățare sau printr-un limbaj simbolic);

Roboții industriali din generația a doua;

Roboții industriali din generația a treia sunt dotați cu senzori inteligenți (prelucrare locală a informației) și utilizează elemente de inteligență artificială;

Roboții inteligenți sunt dotați cu programe de inteligență artificială avansate, au capacitate de autoinstruire.

Majoritatea roboților industriali folosiți în prezent sunt din generația 1 și 2. În funcție de scara evolutivă a treptelor de automatizare roboții industriali se clasifică în:

1.5 Poziția și Orientarea Spațiului Operațional

Pentru realizarea generării mișcării unui robot se pot realiza, în funcție de sarcina robotului conform criteriilor de optimizare impuse, spațiului operațional spațial cuplelor conducătoare. Spațiul optim al robotului se referă ca spațiul în care robotul poate executa sarcini programate, potrivit spațiului unde sunt impuse stările efectorului. Spațiul cuplelor cinematice este bine determinat de către coordonatele cuplelor cinematice conducătoare.

Datorită structurii mecanice a robotului se reprezintă un act cinematic deschis (simplu sau aborescent), datorită coordonatelor cuplei cinematice sunt, în general, independente. În cazul structurii mecanice a robotului se poate reprezenta de un lanț cinematic închis, coordonatele cuplelor cinematice atunci trebuie reprezentate niște restricții.

Pentru descrierea mișcării, a situării efectorului robotului, a obiectelor din mediul în care evoluează acesta, în final pentru descrierea sarcinii robotului într-un spațiu 3D este necesară o reprezentare matematică a pozițiilor, orientărilor, vitezelor, accelerațiilor, forțelor și momentelor.
Pentru exprimarea situării relative sau absolute, respectiv pentru studiul cinematicii și dinamicii robotului, fiecărui element al robotului i se atașează un sistem de referință. De asemenea, se atașează câte un sistem de referință fiecărui obiect important pentru sarcina robotului, care este situat în mediul în care evoluează robotul, precum și un sistem de referință fix pentru exprimarea situărilor absolute.

Pentru descrierea poziției și orientării unui obiect într-un spațiu 3D este necesar deci să i se atașeze acestuia un sistem de referință, conform figurii 1.1. Aceste sisteme de referință sunt definite astfel încât originile și axele corespund unor puncte și direcții care au un rol funcțional în execuția sarcinii. De obicei, aceste sisteme de referință se aleg cu originea în centrul cuplelor cinematice ce conectează două elemente, sau în centrul de masă (centrul geometric) al elementului căruia îi este atașat respectivul sistem de referință. Axele sistemelor de referință se aleg, preferențial, pe direcțiile axelor cuplelor cinematice.

Sistemele de referință contribuie la:

Exprimarea situărilor și deplasărilor relative ale elementelor robotului;

Specificarea situărilor succesive pe care trebuie să le ocupe sistemul de referință atașat efectorului final al robotului, pentru realizarea sarcinii programate;

Descrierea și controlul vitezelor și accelerațiilor efectorului final;

Descrierea și controlul forțelor generalizate ce acționează asupra robotului în timpul îndeplinirii sarcinii, respectiv în timpul interacțiunii cu mediul;

Evitarea coliziunii cu obstacolele din mediul de lucru;

Integrarea informațiilor furnizate de sistemul senzorial pentru comandă robotului.

1.6 Componentele ansamblului manipulator și robot industrial

Mecanism de poziționare (Mpz) reprezintă un mecanism de generare a traiectoriei end-effector-ului (mecanism de apucat “Map”) fiind un lanț cinematic primar care are la bază un element fix care este compus din bare articulate.

Mecanisme de orientare (Mor) reprezintă un lanț cinematic secundar (intermediar) format de regulă din roți dințate și care este situat la finalul acestuia.

Mecanisme de apucare (Map) numit și clește (sau mecanism de prindere, de presiune) reprezintă un mecanism dublu sau triplu și care este situat în prelungirea Mor, având elementul final al acestuia.

1.7 Tipuri de manipulatoare

manual reprezintă manipulatorul acționat în exclusivitate de către operatorul uman prin forțele proprii.

Manipulatorul master-slave reprezintă partea secundară executând aceeași mișcare cu partea principală master, având aceeași structură mecanică.

Manipulatorul bilateral reprezintă manipulatorul m-slave la care partea secundară execută aceeași mișcare și forță, având aceeași structură dimensională.

Manipulatorul cu secvență fixă reprezintă manipulatorul care execută numai o singură operație pre definită a cărei schimbare sau programare necesită intervenția mecanică.

Manipulatorul programat reprezintă manipulatorul care este acționat de un program rigid.

Telemanipulator reprezintă manipulatorul comandat la distanță (în direct) de către operatorul uman prin contact vizual.

1.8 Elemente Constructive ale Manipulatorului și a Roboților Industriali

În cazul general, în spațiul tridimensional, un obiect poate să ocupe o anumită poziție, cu ajutorul a șase mișcări de rotație. Așa cum și sistemul uman format din corp, braț, antebraț și mână, poate să poziționeze un obiect în spațiu.

Cu ajutorul mișcărilor de rotație putem să obținem mișcări de translație ale antebrațului. Astfel, un obiect în spațiu poate fi poziționat cu ajutorul a două mișcări de rotație și două de translație, constructivele robotului se pot descrie în cazul următoarelor structuri mecanice.

Elementul fix care are de regulă formă paralelipipedică și care conține sistemul de acționare 1 și 2;

Coloana pivotantă care se rotește față de elementul fix fiind acționată de către un mecanism de regulă cu roți dințate.

Coloana verticală care translatează față de elementul 1 fiind acționată de o transmisie șurub.

Braț orizontal cu mișcare de translație fața de elementul 2.

Element sub formă de falcă care se rotește într-un plan perpendicular cu axa elementului 3.

Mecanism de apucare care poate fi acționat electric hidraulic sau pneumatic.

Elementele 0, 1, 2, 3 sunt mecanisme de poziționare (Mpz);

Elementul 4 este un mecanism de orientare (Mor);

Elementul 5 este un mecanism de apucare (Map).

CAPITOLUL II. ROBOȚI

2.1 Definiția roboților

Definițiile robotului se referă la o mișcare sau funcționarea în medii diferite sau mai bine determinate: robotul se clasifică ca un sistem mecanic acționat cu forțe motrice prin comandă integral și răspunde voinței umane care este programată de om, ca fiind un manipulator automat reprogramabil și bivalent, capabil să realizeze poziționarea și reorientarea pieselor printr-o mișcare variabilă și programabilă brațelor și terminalelor, cu ajutorul unor dispozitive. Conform literaturii românești pentru specialist robotul se definește fiind un echipament automat programabil, care se poate adapta unor operații prin programare conform condițiilor mediului în care își desfășoară activitatea mai sunt niște caracteristici referitoare la robotului cum ar fi, numărul gradelor de libertate, volumul gradului de lucru, zonă de lucru, adaptabilitatea la mediu, programabilitatea, fiabilitate.

Traiectoria efectorului se realizează prin compunerea mișcării tuturor gradelor de libertate. Practic, mișcarea efectorului se descompune în mișcări ale gradelor de libertate, pozițiilor inițiale și finale ale efectorului din spațiul coordonatelor operaționale le corespund poziții în spațiul coordonatelor articulare.

Robotul se definește: printr-o mașinărie automată realizată în scopul manevrării regulate, haotic sau impusă de către muncitor, în medii unde ființa umană necesită o deosebită pregătire, îndemânare cât mai exactă și precisă. Robotul ca fiind un manipulator automat reprogramabil și bivalent, capabil să realizeze poziționarea și reorientarea pieselor printr-o mișcare variată a brațelor prin intermediul unor dispozitive, de cuplare sau prindere.

Din cele mai vechi timpuri robotul se definește ca un echipament autonom, automat care se poate adapta prin programarea lui de către operatorul uman conform condițiilor de mediu în care trebuie să acționeze există caracteristici specifice robotului cum ar fi: număr de grad de libertate, volumul gradului de lucru, zonă de lucru, adaptabilitatea la mediu, programabilitatea, fiabilitate.

2.2 O descriere a roboților

Intervenții chirurgicale sunt realizate uneori de brațe robotice capabile de mișcări neînchipuit de fine. Roboți industriali care ridică, deplasează, sudează, tăie și lipesc, înlocuind brațele a zeci de muncitori. Jucării care imită șocant de fidel înfățișarea a tot felul de animale, dar care sunt tot roboți, mai mari sau mai mici, de la robo-pui de găină, până la enormi dinozauri animatronici. Roboți militari, roboți utilizați în acțiuni de salvare, roboți trimiși în misiuni de explorare spațială… Roboții sunt printre noi, pe lângă noi, trăim în preajma lor, uneori fără să ne dăm seama cât de frecventă e prezența lor. Iar în ultimii ani, prezența zilnică a unui robot-însoțitor permanent, trăind pe lângă casa omului, nu mai reprezintă o proiecție SF, ci o realitate tot mai răspândită.

2.3 Tehnică de bază

Roboții sunt realizați mai ales prin combinația disciplinelor: mecanică, electrotehnică și informatică. Între timp s-a creat din legătura acestora mecatronică. Pentru realizarea de sisteme autonome (care să găsească singure soluții) este necesară legătura a cât mai multor discipline de robotică. Aici se pune accent pe legătura conceptelor de inteligență artificială sau neuro informatică (parte a informaticii) precum și idealul lor biologic biocibernetică (parte a biologiei). Din legătura între biologie și tehnică s-a dezvoltat bionica.
Cele mai importante componente ale roboților sunt senzorii, care permit mobilitatea acestora în mediu și o dirijare cât mai precisă. Un robot nu trebuie neapărat să poată să acționeze autonom, fapt pentru care se distinge între un robot autonom și unul teleghidat.

2.4 Domenii speciale de utilizare a roboților

În afară de producția industrială, există și alte domenii în care utilizarea roboțlor s-a impus sau a fost eficientă. în aceste domenii, nu se poate vorbi despre raportul intre costul robotului și un anumit număr de produse. Exemple de domenii cu aplicații speciale pentru roboți sunt:

Extraterestru

Laboratoare de cercetare

Medicină

2.5 Dispozitive adiționale pentru roboți

La fel ca un om, un robot are nevoie de diverse scule, instrumente și dispozitive de măsură, pentru a putea îndeplini într-un timp dat o muncă de calitate. De aceea, un robot are în spațiul lui de lucru mai multe dispozitive adiționale, care îl ajută să îndeplinească funcții specifice. Cele mai uzuale dintre aceste dispozitive se enumeră mai jos:

Senzori;

Stații de poziționare a pieselor;

Dispozitive de prindere;

Magazii de piese;

Sisteme de schimbare a sculelor;

Sisteme de transport;

Axe de mișcare adiționale;

Mașini-unelte;

Depozite cu stocuri.

2.6 Clasificare pe categorii

Din punctul de vedere al relației om-robot în timpul desfășurării lucrului roboților, aceștia se împart în trei mari categorii:

Roboți automați,

Roboți biotehnici,

Roboți interactivi.

În cazul robotiior comandați pas cu pas, prin acționarea de către operatorul uman a unui buton sau manete, este pus în funcțiune unul din gradele de mișcare ale robotului. Roboții master-slave sunt constituiți din două lanțuri cinematice deschise, primul lanț (master) având mișcarea comandată de operatorul uman, iar al doilea (slave) copiind la scară această mișcare și efectuând operațiile de manipulare pentru care este destinat robotul. În alte cazuri, legătura dintre master și slave este indirectă, prin teletransmisie. În ambele cazuri, operatorul uman trebuie să vadă tot timpul mișcarea elementului manipulat de slave, această printr-o fereastră sau pe un ecran display.

În cazul roboțiior biotehnici semiautomați, operatorul uman participă nemijlocit în procesul de comandă, dar în același timp cu el lucrează și un calculator universal sau specializat. Semnalul de comandaă la aceste sisteme este dat de operatorul uman, obișnuit printr-o manetă de comandă ce poate avea 3-6 grade de mișcare. Semnalul obținut prin apăsarea manetei după un grad de mișcare oarecare este preluat de calculator, care efectuează calcule și formează semnalele de comandă pentru fiecare grad de mișcare al organului de execuție al robotului.

Roboții ce acționează în medii industriale au căpătat denumirea de roboți industriali. În general, aceștia sunt roboți automați și în cazuri mai rare se utilizează în industrie și roboți biotehnici sau interactivi. Sunt răspândit, în special, roboții programați și, mai puțin, cei adaptivi. Roboții inteligenți se află în faza de încercări în laboratoare sau aplicații iar unele operații de montaj automat.

Generarea mișcării la nivelul unui grad de libertate se poate realiza în două moduri:

În coordonate articulare (interne).

În coordonate operaționale (externe).

Aceasta se concentrează pe tehnologia de mobilitate: cum poate un robot mobil mută nesupravegheat prin lumea reală-medii, să-și îndeplinească sarcinile sale.

Prima provocare este locomoția în sine. Cum ar trebui să se mute un robot mobil, și ceea ce este despre un mecanism special locomotor care face superioare mecanisme de alternativă la locomoție.

Medii ostile, cum ar fi Marte declanșa mecanisme de locomoție și mai neobișnuite. În medii periculoase și neprimitoare, chiar și pe pământ, astfel de sisteme de teleoperator au câștigat popularitate. În aceste cazuri, complexitatea (nivel scăzut) robot adesea face imposibil pentru un operator uman pentru a controla propuneri sau direct. Umane îndeplinește localizare și activități de cunoaștere, ci se bazează pe robot sistem de control pentru a asigura controlul mișcării. De exemplu pe robot de mers pe jos oferă automat picior coordonarea în timp ce operatorul uman alege o direcție generală de călătorie, descrie un vehicul subacvatic, care controlează trei elice pentru a stabiliza submarinul robot autonom în ciuda turbulențelor subacvatice și curenții de apă în timp ce operatorul alege poziția pentru submarin pentru a atinge.

Roboți comerciale funcționeze nu în cazul în care oamenii nu pot merge, dar mai degrabă partea spațiu cu oamenii din medii umane. Acești roboți sunt convingătoare nu pentru motive de mobilitate, dar din cauza autonomiei lor, și astfel capacitatea lor de a menține un sentiment de poziția și de a naviga fără intervenție umană este primordială.

Avansul tehnologic avansate fac roboții mai flexibili, preciși și autonomi, ceea ce permite utilizarea acestora pentru tot mai multe sarcini în procesele de producție.

Oricare dintre acești roboți poate fi redus la elementele constituente, și anume:

Spațiu de operare.

Sursă de energie.

Sursă de informație.

Sobotul.

2.7 Tehnica Roboților în Industrie.

Încă de la începuturile dezvoltării reformei industriale, roboții au reprezentat un monopol important în dezvoltarea tehnologiei actuale. Este de sine înțeles, că robotul reprezintă miniatură ființei umane, întru cât mecanismele constricților sale imită abilitățile naturale ale omului. Industria roboților a cunoscut o creștere a volumului și complexități interacțiunii dintre om și mediul artificial creat de el, înseamnă tot o dată și creșterea exponențială a cerințelor de acționare în comandă surselor artificiale a uneltelor, dispozitivelor și mașinilor. Rezultă de aici marcarea celei de a două revoluții științifico-tehnice și a expansiunii crescute al cercetărilor științifice. Prin procesele artificiale se formează succesiunii de cauze și efecte care determină intervenția continuă sau discontinuă, a dică omul poate să intervină respectiv ne implicarea să. În varianta normală un operator acționează în procesele discontinue cu forțele sale proprii. Deplasarea făcându-se sub coordonarea mâinilor și a ochilor, realizându-se decatare creier de aceia sau efectuat automat operații de inteligențe de ghidare similare omului.

Mecanismul Robotului.

Se caracterizează ca un mecanism automat autonomi compus din mai multe elemente: mecanic, senzori și actuator precum și un mecanism de direcționare, sistem de comandă manual sau automat.

2.8 Procesele Maleabile ale Fabricației Roboților

Pe parcursul ultimelor două decenii, productibilitatea proceselor de fabricație și a utilajelor acestora au avut un impact major asupra calității produselor finite, ceia ce a demonstrat că procesul de fabricație și calitatea procesului finit sunt strâns cuplate. Obiectivul principal într-un proces tradițional de fabricați și în asamblarea să îl reprezintă îmbunătățârea calități acestora iar proiectarea procesului de asamblare și de dezasamblare arată că este una dintre cele mai eficiențe tehnici de reducere pregnantă a costurilor totale de fabricație încă din stadiul de proiectare precum și scăderea numărului de operații. La momentul actual puține sisteme flexibile cu care executarea de asamblarea produselor fabricate sunt re utilizate întru cât sunt dezvoltate pentru o durată mică de utilizare și sunt distruse pentru reciclare.

Totalitatea acestor sisteme, compuse din elemente dinamice și adaptive pun utilizarea eficace tuturor resurselor chear dacă procesul de dezasamblare necesită utilități majore privind adaptabilitatea să, se încearcă să trateze solurilor noi aplicate în procesele flexibile de asamblare în vederea extinderi și optimizări din cadrul procesului tehnologic reprezentată în figura 1.2.

Contribuția în cadrul analizei linilor flexibile de fabricație deservite de roboți

Robotul industrial necesar operațiilor de manipulare (necesită precizie, sistem de control al traiectoriei și sistem de senzori și traductoare).

Funcția de prelucrare automată a pieselor.

Funcția de transport și depozitare.

Funcția de comandă și supraveghere automată a tuturor componențelor sistemului.

Principalele tehnici de analiză și modelare pentru evidențierea sistemelor flexibile folosite de roboți reprezintă rețelele Petri.

2.9 Controlul mișcării și strategiilor de conducere a roboților

Conducerea roboților mobile într-un mediu dinamic ridică o problemă complexă folosind metoda câmpului vectorial și un algoritm de conducere fuzzy care să asigure evoluția traiectoriei robotului mobil, sunt folosite relații matematice ne liniare care indică starea și modul de descriere a mediului în care acesta evoluează.

Problematică conduceri roboților mobile sunt dezbătute două situați:

Determinarea traiectorii dorite.

Asigurarea evoluției robotului pe toată traiectoria planificată.

Modalitatea câmpului vectorial determină deplasarea robotului cu forța rezultantă alcătuită dintr-o forța generat de poziția dorită și o forță respingătoare generate de obstacolele ce trebuie ocolite. Se propune o structură de conducere fuzzy, care să țină cont de tronsonul traiectoriei dorite pe care evoluează robotul, adaptarea funcțiilor de apartenență făcându-se în funcție de mediul de evoluție. Pentru structură de conducere fuzzy, s-au încercat variante cu 25, 32 și 72 de reguli, dar s-a optat pentru structură cu 25 de reguli, avându-se în vedere reducerea timpul de calcul.

Punctul de plecare în dezvoltarea arhitecturii de comandă bazate pe modelul de referință de tip Rețea Petri l-a constituit observația referitoare la corespondența dintre pozițiile acestuia și stările în care se găsește sistemul fizic real, precum și asocierea tranzițiilor evenimentelor externe care îl pilotează. Această a fost, de altfel, paradigmă care a stat la bază elaborării modelelor.

Corespondență cu realitatea este determinat sistemul omnidirecțional și configurație posibile pentru mecanismul de mișcare: configurație Y și configurația Delta: primă fiind specifică pentru amplasarea laterală și longitudinală a roților. Este importantă necesitatea rețelelor petri pentru aspectele de înțelegere și realizare a ansamblului robotic. Iar în ceia ce privește regulile fuzzy o largă răspândire se pretează din punt de vedere al optimizări și vederi computaționale metodă mandani fiind ce mai potrivită pentru aplicație în care utilizatori trebuie să introducă date direct. Așa dar folosirea conceptele fuzzy permit cunoașterea în ansamblu a procesului, regurile de conducere fiind exprimate lingvistic.

Se poate identifica pasul în cadrul aplicației de comandă a celulei și echipamentul de operare comunicarea între structuri oferă de complexitate și sensibilitate. În aceste sisteme de fabricație există 4 posibilități de erori fundamentale:

Operator uman.

Calculatorul de comandă a celulei.

Logică senzorilor și a releelor.

Programul specializat destinat mașinii.

Soluția pentru corectarea erorilor sunt de trei tipuri:

Îmbunatățirea interfeței asociate.

Soluții pentru selectarea operatorilor umani specializați.

Și îmbunatățirea posibilităților de instruire și simulare.

2.10 Sistemele flexibile de fabricație și metode de comandă.

Metodă de comandă a sistemelor este una ierarhică de oare ce calculatorul central este responsabil de conducerea lor și de fiecare punct de lucru cu ajutorul datelor primite de la acesta privind stadiul actual al lucrări reprezentată în figura 1.3.

2.11 Semnificația roboților industriali.

Roboți industriali inteligenți sunt alcătuiți din senzori cu elemente de inteligența artificială destinate interacționări cu mediul înconjurător fiind capabili de a constitui un model informațional și adaptarea programului în timpul funcționari în figura 1.4. [16]

2.12 Sistemul mecatronic uni robot.

Este constituit dintr un ansamblu cinematic alcătuit din elemente rigide inter conectate prin cuple de translație și rotație care permit mișcarea rotativă a robotului se urmărește că structură sa mecanică să fie capabilă de o mobilitate cât mai mare a caracteristicile brațului robotului având ca asemănare brațul omului. Acest sistem trebuie să asigure suplețe și greutate minimă, dar un randament energetic ridicat în figura 1.5. [16]

Geometria și cinematică directă a robotului cu MPz tip RRR

b.

Are rolul de a gestiona mișcările și transmiterea energiei mecanic necesare acțiuni cu mediul înconjurător dispozitivul de ghidare este responsabil să realizeze mișcările și energia mecanică aferentă acestor mișcări în conformitate cu acțiune destinată asupra mediului structură sistemului mecanic. [16]

2.13 Sistemul de acționare al roboților industriali.

O sursă de energie mecanică exterioară care impun variația în timp a deplasări relative generalizate, adică integrală în raport cu timpul și vitezei relativei generalizate respectiv derivată în raport cu timpul a vitezei relative generalizate a elementelor conducătoare. Sistemul de acționare are câte un actuator pentru acționarea mișcări relative a fiecărei cuple conducătoare, conținutul funcției de acționare este tot una cu transformată unei energi ne mecanice în energie mecanică (cinetică) intro cantitate a cărei variație în timp se prescrie de către sistemul de comandă.

Motorul este principalul element de acționare și el realizează transformarea energiei ne mecanice în energie mecanică. Convențional unul dintre elementele motorului se consideră fix iar celălalt mobil. Elementul mobil se mai numește și element de ieșire din motor pentru că energia mecanică se înmagazinează în element al mobil, mișcarea transmițându-se mai departe. În acționarea roboților se utilizează motoare electrice și electro magnetice. Îndeplinirea funcției de coordonate de către robot se impune modificarea în timp conform programului, iar modificarea caracteristici a forței și a puteri mecanice prin modificarea fluxului de energie mecanică, realizată prin acțiunea aparatului de dirijat a fluxului de energie mecanică.

2.14 Sistemul de acționare electric al roboților.

Sistemul de acționare constituie disponibilitatea rețelelor de distribuție a energiei electrice în locurile de utilizarea a robotului funcționare a acestuia făcându-se doar conectarea sistemului la o asemenea rețea. Cuplele cinematice conducătoare ale sistemului mecanic al roboților conțin motoare electrice de curent conținu, în serie. Și sunt utilizate motoare alternative. Motoarele rotative intră în ansamblu servomotoarelor electrice datorită unor traductoare de urmărire a mărimi parametrilor de mișcare a rotoarelor. Drept urmare, se construiesc în acționarea roboților rotoare lungi care au diametru mic, fie rotoare disc cu diametru mare și lungime mică.

Dezvoltarea explozivã a roboților industriali a condus la apariția unui numãr enorm de roboți industriali având cele mai diferite forme și structuri. A apãrut astfel necesitatea clasificãrii roboților industriali dupã anumite criterii.

Ei se clasificã astfel:

Dupã informația de intrare și modul de învãțare al robotului industrial:

Manipulator manual, care este acționat direct de cãtre om;

Robot secvențial, care are anumiți pași ce “ascultă” de o procedurã predeterminatã

Robot repetitor (playback). La început omul învațã robotul procedură de lucru, acesta memoreazã procedură, apoi o poate repeta de câte ori este nevoie.

Robot cu control numeric. Robotul industrial executã operațiile cerute în conformitate cu informațiile numerice pe care le primește.

Robotul inteligent își decide comportamentul pe bază de informațiilor primite prin senzorii pe care îi are la dispoziție și prin posibilitãțile sale de recunoaștere.

Clasificarea dupã numãrul gradelor de libertate.

Clasificarea dupã spațiul de lucru și greutatea sarcinii manipulate.

Clasificarea dupã metodă de control.

Roboți programabili

Dupã generații sau nivele, în funcție de comandă și gradul de dezvoltare al inteligenței artificiale.

2.15 Roboți pentru prestări de servicii

Acești roboți sunt utilizați pentru sectorul economic în care industrializarea serviciilor constituie o structură eterogenă și în plină dezvoltare în spectrul larg al domeniului de prestări de servici (figura 1.9), de ceva timp în coace datorită de saturația pieței precum și al fenomenului de recesiune domeniul de prestări de service este tot mai utilizat datorită modificărilor structurilor în acest domeniu.

Întreprinderile producătoare de produse de larg consum cu formele de organizare a muncii au sarcină de o mai bună conlucrare de bunuri de larg consum cu cei din domeniul serviciilor având ca rezultat creșterea volumului desfacerilor și ofertă diversificată, având factori majori de creștere a producției precum și o importantă sursă de creare de noi locuri de muncă.

Toate firmele ofertante de service au tehnologi noi de informare pentru service în domeniul economic precum și întreprinderea eforturilor susținute pentru echiparea utilităților automatizate pentru a câștiga piața serviciilor robotizate. În acest caz, se impune studierea activităților automatizate pentru obținerea unor efecte sinergice în componențele cheie existențe care trebuie dezvoltate, subansambluri din sistem având costuri ridicate și structură activităților tehnice economice și organizatorice.

2.16 Structura unui robot pentru prestări servici

Este conceput ca un mijloc pentru îndeplinirea necesitaților cu valoare productive, aici fiind socotite mărfurile de consum. Aceste servici sunt procese de transformare în care finalitatea reprezintă procesul și acțiunea să directă punându-se bazele simultaneității producției cu consumul serviciilor conform figuri 1.10.

Robotul de service este un sistem de configurare liber programabil care oferă service total sau parțial total automatizate având o organizare și o creștere industrial al mărfurilor de bună calitate (figura. 1.11). Prin sisteme parțial automatizate se înțelege acele sisteme care au fucțile alimentări cu material, desfășurarea procesului sau evacuarea să.

Dispozitive de ghidare. Numărul de cuple motoare și tipul lor de rotație și translație precum și cursele lor active care alcătuiesc cinematică robotului.

Sistemul de comandă. Cu succesiunea componențelor și timpului mișcări elementelor robotului de service care include programul specific prestări serviciilor.

Platformă mobilă. Cu vehicule ghidaj al mașini pentru transportul automatizat al încărcături

2.17 Modelarea Roboților

Este un sistem mecanic articulat cu multe grade de libertate asigurând deplasarea obiectelor pe verticală. Modelarea roboților cuprinde trei modele distincte:

Geometric

Cinematic

Dinamic

Pentru a evidenția importanța structurală economice este suficientă de avea o cifră de afaceri și numărul de angajați iar dezvoltarea noțiuni de prestare de service se delimitează de domeniile promovări prestărilor de servici. Sunt folosite în activități precum transportul prelucrarea sau procesare, manipulare.

2.18 Tipuri de roboți

Termenul de robot descrie un domeniu destul de vast, cauză din care roboții sunt sortați în multe categorii. Iată câteva din acestea:

Robot umanoid.

Robot industrial.

Robot casnic.

Robot explorator.

Robot autonom mobil.

Robot militar.

Robot păzitor.

Robot de servicii.

Robot jucărie.

Roboți medicali.

2.19 Robot umanoid (sau android)

Obiectivele și scopul umanoid și robotică este un domeniu de cercetare energentica și provocatoare, care a primit o atenție semnificativă în ultimii ani și va continua să joace un rol central în robotică de cercetare și în multe aplicații ale secolului 21. Indiferent de aria de aplicare, una dintre problemele comune au fost abordate în umanoid robotică este înțelegerea omului-cum ar fi informațiile și mecanismele care stau la baza creierului uman în relațiile cu lumea reală. Obiective ambițioase au fost stabilite pentru viitor umanoid și robotică.

Acestea sunt de așteptat pentru a servi ca tovarăși și asistenți pentru oameni în viața de zi cu zi și ca final ajutoare în caz de catastrofe naturale și artificiale (figura 1.12.)

Progrese considerabile a fost făcut cu umanoizi de cercetare care rezultă într-o serie de roboți umanoizi capabil de a muta și de a efectua sarcini bine concepute. În ultimii zece ani de umanoizi cercetare, un spectru încurajatoare a științei și tehnologiei a apărut că duce la realizarea de sisteme mecatronice umanoide foarte avansate dotată cu capabilități referitorul bogată și complexă. De importanță majoră pentru avansuri din câmpul este fără îndoială disponibilitatea sistemelor roboți umanoizi reproductibile, care au fost folosite în ultimii ani ca comune platforme hardware și software pentru a sprijini cercetarea humanoids. Multe inovații tehnice și rezultate remarcabile de universități, Institute de cercetare și companii sunt vizibile.

2.20 Robot industrial

Modele de roboți industriali sunt caracterizate prin ecuații neliniare extrem cu cuplaje neliniare între variabilele de mișcare. Aceste metode neliniare directe se bazează pe o apartiție adecvată a ecuației dinamic al robotului industrial și să ofere, legile aplicabile în mod direct de control explicite pentru fiecare unitate. Procedurile de proiectare prezentate foarte mult simplifica derivarea algoritmului pentru roboți industriali controlate de computer, (figura. 1.13).

Sarcini pentru doi roboți industriali coordonate aduc mereu roboți în contact cu aceleași obiect. Fizic trei formează un mecanism închis lanț cinematic. Atunci când lanțul este în mișcare, pozițiile și orientările celor doi roboți trebuie să îndeplinească un set de constrângeri egalitatea dintre fiecare dată clipă. Pentru a elimina erorile de mișcare între ele, ne-am atribui una dintre ele pentru a efectua cea mai mare parte a sarcinii. Propunerea este planificată corespunzător. Mișcarea care o dăm robotului este să urmeze primul robot, așa cum se specifică de către reguli ale vitezelor comune derivate din condițiile de constrângere. Astfel, dacă este necesar orice modificare a mișcării în timp real, doar mișcarea primului robot este modificat. Modificarea robotului se face implicit prin condițiile de constrângere. În mod specific, în cazul deplasări, viteza, accelerațiia și a primul robot sunt cunoscute pentru propunerea planificată sau modificată, variabilele corespun – pentru a doilea robot și forțele/cuplului poate fi determinată prin relațiile limitate.

2.21 Robot casnic.

Roboți casnici se clasifică ca fiind roboți autonomi, gospodar.

Oamenii dezvoltă noi generații avansate de roboți și chiar dacă în prezent par a fi simple fantezii, Imaginați-vă un robot care face curat, în timp ce un altul prepară un cocktail în mai puțin de două minute. Robotul arată precum o servitoare care are grijă de tot. În îndatoririle sale se află activitățile casnice și face față foarte bine datoriilor zilnice foarte rapid, eficient și fără să lenevească.

Cu aspiratorul care aspiră singur (figura 1.14), avea suficienți senzori pentru a se plimba prin sufragerie, dormitor, bucătărie și alte încăperi, beneficiază de senzori ultrasonici și senzori cu infraroșii pentru a se deplasa mai bine prin casă și a nu se duce de-a dura pe scări, dincolo de caracterul utilitar.

2.22 Robot explorator

Roboții exploratori se clasifică ca find niște roboți care operează în spații greu acesibile sau periculoase care sunt teleghidați sau parțiali automații (figura 1.15), sunt dotați cu mai multe seturi de camere de luat vederi destinate navigării, evitării pericolelor și colectării de probe științifice. Mai are și un microscop care poate aduna imagini la o rezoluție foarte mare, de 10-15 microni (în jur de zece la sută din grosimea unui fir de păr). La o asemenea scală, oamenii de știință vor putea examina texturile rocilor și mineralelor pentru a le determina compoziția.

2.23 Robot autonom mobil

Roboții se mai numesc și unități mobile. Aceste unități pot depista și dezamorsează sau distruge bombe sau mine (de exemplu robotul TALON). Există și roboți care ajută la căutarea de oameni îngropați după cutremure. Între timp există și așa-numiții killer roboți

Robotul de inginerie TALON telecomandă a fost dezvoltat și Testat în Bosnia și mai târziu în Irak și Afganistan, robotul nu a câștigat aprecierea deplină în Irak. Principalul motiv a fost că rebelii irakieni și afgani folosesc dispozitive explozive improvizate, care provocat moartea a sute de soldați și civili. TALON fost, de asemenea, utilizat cu succes la Ground, fără a necesita o reparație majoră. Ponderile Talon de până la 54 kg. Acesta poate fi controlată de la distanță de siguranță prin intermediul unui joystick și un ecran quad care furnizează date continue și feedback videoclip pentru poziționare precisă a vehiculului. Talon poate călători prin nisip, zăpadă și apă. Viteză maximă este de 6,5 km/h. Transmite video color, alb-negru, infraroșu, și/sau o versiune noapte de operatorul.

2.24 Robot Militar

Toată lumea știe că a fi un soldat este un loc de muncă periculos, dar unele dintre sarcinile care soldații sunt necesare pentru a face sunt mai periculoase decât altele. Plimbare prin câmpuri minate, dezactivând bombe neexplodate sau compensare în clădiri ostile, de exemplu, sunt unele dintre sarcinile cele mai periculoase o persoană este cerut pentru a efectua în linia de datorie. Ce dacă am putea trimite roboți pentru a face aceste locuri de muncă în loc de oameni? (figura. 1.17). Apoi, dacă ceva a mers prost, am pierde doar banii a costat pentru a construi robotul în loc de a pierde o viață umană. Și am putea construi mereu mai mulți roboți. Armata SUA a fost dezvoltarea de sisteme robotizate pentru tot felul de locuri de muncă de acum, iar unele dintre ele sunt chiar pe linia frontului din Irak. Dacă ați fi interesat de unele de fundal pe tema roboți, în general, înainte de a învăța despre roboți militare specifice, verifică modul Roboți de lucru.

2.25 Robot păzitor (de supraveghere)

De și redă fișiere MP3. Ghidați robotul Spykee Prin apartament și Vizualizați explorările robotului pe monitor. Acesta este dotat cu aparat de fotografiat, microfon și difuzoare, și este controlat perfect prin WLAN și internet, iar datorită camerei integrate puteți supraveghea oamenii pe ascuns. Datorită interfeței WiFi, spykee poate fi ghidat chiar și de la o distanță de mii de kilometri prin internet. Suplimentar, poate reda și muzică prin WLAN de pe hard-diskul calculatorului unui, lui însoțit de un complex manual de utilizare. În 20 de pași asamblați din părțile componentelor robotului cu multe abilități și posibilități de utilizare. Nu numai că fotografiază, filmează și înregistrează sunete, ci poate reda sunete și chiar poate vorbi. Cu ajutorul acestuia puteți efectua gratuit apeluri telefonice și în principiu, acestea funcționează pe bază de voice. Robotul este foarte bine conceput pentru supravegherea camerei dumneavoastră (figura. 1.18), deoarece înregistrează orice mișcare, fotografiază Intrusul și va transmite toate aceste dată pe adresa dumneavoastră de e-mail. Datorită funcției de încărcare automată a acumulatorului, se întoarce singur la stația de încărcare atunci când este nevoie de energie. Software-ul necesar pentru funcționarea lui este așadar poate fi dezvoltat de orice utilizator.

2.26 Robot de serviciu

Un robot este un mecanism programabil acționat în două sau mai multe axe cu un grad de autonomie, care se deplasează în mediul său, să își îndeplinească sarcinile prevăzute. Autonomia în acest context înseamnă capacitatea de a efectua sarcini destinate bazate pe starea actuală și de detectare, fără intervenție umană.

Un robot de serviciu este un robot care îndeplinește sarcini utile pentru om sau echipamente cu excepția aplicare automatizări industriale.

Un robot de serviciu personal sau un robot de servicii pentru uz personal este un robot de serviciu utilizat pentru o sarcină necomerciale, de obicei, de nespecialiști. Exemple sunt robot de interne robul, scaun cu roțile automat, mobilitatea persoanelor ajută robot, iar animalele de companie exercitarea robot.

Un robot de servicii profesionale sau a unui robot de servicii pentru uz profesional este un robot de serviciu utilizat pentru o sarcină comercial (figura 1.19), operat de obicei de către un operator instruit corespunzător. Exemplele sunt de curățare robotul pentru locuri publice, robot de livrare în birouri sau spitale, robotul de stingere a incendiilor, robot de reabilitare și chirurgie de robot din spitale. În acest context, un operator este o persoană desemnată pentru a începe, să monitorizeze și să oprească funcționarea intenționată a unui robot sau un sistem de robot.

Un sistem robot este un robot sistem care cuprinde , la sfârșitul efector și orice utilaje, echipamente, dispozitive sau senzori de sprijin robot îndeplinirea misiunii sale.

2.27 Roboți de Jucărie

Pino este un robot de jucărie care simulează procesele de învățare și intercomunicare. Are trei tipuri de senzori: optic (în ochi), infraroșu (pe nas) și tactil (pe mâini și pe cap). Principiul de inter comunicare este cel de "acordare a atenției către robot" care se face prin stimularea cât mai frecventă a senzorilor prin zgomote, mișcare și atingere a palmelor sau a capului.

Cu cât robotului "i se dă mai multă atenție " cu atât acțiunile pe care le execută sunt mai complexe și mai interesante: mișcă brațele și capul, dansează, cântă melodii diferite, sforăie, joacă jocuri (figura. 1.20).

Acțiunile robotului sunt dependente de "starea sa de spirit" care este exprimată prin lumină în diverse culori emisă de vizorul de pe cap. Principiul de inter comunicare este cel de "acordare a atenției către robot" care se face prin stimularea cât mai frecvență a senzorilor prin zgomote, mișcare și atingere a palmelor sau a capului.

2.28 Roboți medicali

Roboți medicale în zilele noastre, nu mai sunt surprinzător să aflăm intrun spital chirurgical de top performanțe nu este uman. Cu o precizie de neegalat și capacitatea de a lucra fără oboseală, roboții medicale sunt, evident, una dintre aplicațiile cele mai utile ale tehnologiei robotice. Acești roboți sunt utilizate pe scară largă în diverse practici medicale, inclusiv proceduri chirurgicale dificile, și au revoluționat complet viteza și eficiența serviciilor de asistență medicală în mai multe părți ale lumii.

Robotul medical primul cunoscut și utilizate de industria medicală a fost atunci când robotul PUMA 560. Robotul din colegiul imperial din londra au ajutat medicii să efecteze intervenții chirurgicale de prostată pe un pacient de atunci, studiile persistente privind sistemele robotizate pentru utilizare specifică în îngrijire a sănătății au fost efectuate de către cercetători medicale este sistemul chirurgical de Vinci.

Mai multe roboți medicale sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații chirurgicale, de la neurochirurgie la radiologie, chiar și în pediatrie și ortopedie, dar roboți medicale nu se limitează doar la un rol chirurgical (figura. 1.21), un robot în miniatură numit ViRob a fost dezvoltat cu scopul să se târască prin corpul uman, să găsească o tumoare, și să o trateze cu medicamente. Măsurând numai un milimetru lungime și patru milimetri de la un capăt la altul, bot folosește arme mici controlate de un câmp electromagnetic pentru a propulsa drum prin diferite cavități ale corpului uman, în căutarea pentru tumorile mortale pe care trebuie tratate.

Roboți medicali au avantajele unei precizii ridicate și necesită mai puține proceduri invazive fiind folosiți în cazul acesta roboți mai mici având risc mai redus de apariție a complicaților. Dezavantajul unui asemenea robot fiind costul ridicat al componențelor pentru că necesită precizie foarte mare și consum de energie minim. În România să realizat primul transplant renal cu ajutorul unui robot medical fiind o premieră în Europa de est.

Exemple de roboți medicali:

Nano roboți microscopici necesari pentru a curate arterele și vasele de sânge și pentru a întări sistemul imunitar.

2.29 Sistemul unui robot comunică cu mediul și este compus din următoarele:

Sistemul mecanic al robotului care are rolul scheletului uman, astfel definește natura și amplitudinea mișcărilor ce se pot realiza.

Sistemul de acționare realizează mișcarea relativă a elementelor mecanismelor din sistemul mecanic, și are rolul sistemului mușchiular al omului.

Sistemul de comandă emite comenzi către sistemul de acționare și prelucrează informații preluate de la sistemul mecanic, de acționare și de la mediu, are rolul sistemului nervos uman.

Traductorii și aparatele de măsură preia informații despre starea internă a robotului, adică deplasări, viteze, accelerații relative, debite, presiuni, temperaturi.

Senzorii preia informații despre starea „externă" a robotului, caracterizată prin parametrii mediului (temperatură, presiune, compoziție, etc.) și acțiunea acestuia asupra robotului (forțe, cupluri, etc.).

Oricare dintre acești roboți poate fi redus la elementele constituente, și anume:

spațiu de operare;

sursă de energie;

sursă de informație;

robotul.

Folosirea roboților se realizează pentru:

Sudare în puncte

Sudare cu arc electric

Lipire

Cositorire

Transport

Mânuirea unor piese

Paletizare

Alimentarea cu piese unor mașini unelte

Procesarea suprafețelor

Polizare și șlefuire

Debavurare

Debitare

Cele mai importante componente ale roboților sunt senzorii, care permit mobilitatea acestora în mediu și o dirijare cât mai precisă. Un robot nu trebuie neapărat să poată să acționeze autonom, fapt pentru care se distinge între un robot autonom și unul teleghidat.

2.30 O clasificare.

Sunt fabricate ca să poată realiza operații și să poată fi pilotate pentru deplasare sau transportul trebuie să fie exact cu viteză dar și forța limitate.

Sunt realizate cu mai multe grade de libertate (2±6) de oare ce trebuie să poată să execute operații complexe, toate mișcările se controlează de unitatea de comandă.

Sunt autonomi, realizează să activeze fără vreo intervenție a operatorului.

Sunt dotați cu diferite sisteme capabile să conducă aparaturile necesare la execuția unor procese.

Sunt dotați cu memorie capabilă programabila pentru execuția unor operații.

2.31 Caracteristicile.

Caracteristicile principale ale roboților industriali se grupează în categorii:

Cinematică

Viteză pe traiectorie

Viteză și accelerația

Viteză uneltei într-o mișcare liniară

Timpul de mișcare

Geometrie

Configurația articulațiilor

Numărul de grade de libertate

Spațiu de lucru

Încărcătură

Încărcarea utilă = Încărcarea nominală – Greutatea uneltei.

Capacitatea de încărcare/Încărcarea nominal

Greutatea uneltei + greutatea piesei manipulate

Robotul poate mișca acesta încărcătură fără restricții de viteză și accelerație (conform cu datele limită date de producător)

Precizia: – Repetabilitate

Precizia de poziționare

Controller: – Hardware

Software

Interfață

Programare

2.32 ARHITECTURA UNUI MODEL DE ROBOT

Arhitectura robotului

Configurația generală a modelului 4R este prezentată în figură 1.22 Părțile componente specificate în figură, sunt: baza, platforma, braț 1, braț 2 și efectorul robotului.

Bază.

În figură 1.23 Este prezentată baza robotului. Are fixată o roată dințată cu dinți drepți cu 100 de dinți, modulul 2, unghiul de presiune de 20, lățimea dinților de 12 mm. Coaxial cu roată dințată sunt doi rulmenți care asigură o articulație cilindrică între bază și platformă.

Platforma.

În figură 1.24 A este prezentată platforma și sistemul de referință față de care s-au exprimat coordonatele centului de masă și momentele de inerție.

Platforma are în compunere două motoare elcetrice (figura 25. C), care asigură mișcare platformei față de bază (motor 1) și mișcarea brațului 1 față de platformă (motor 2). În figură 1.24 D este prezentată poziționarea lagărului de prindere al brațului 1 față de axa de rotație a platformei.

c. d.

Pe axa motorului 1 este prinsă o roată dințată cu 17 dinți care angrenează cu roată dințată prinsă pe bază, asigurând mișcarea de rotație a platformei.

Axa lagărului de prindere a brațului 1 se află la cota z = 320 mm față de sistemul de referință. Pe axul motorului 2 este prinsă o roată dințată cu dinți drepți, cu 20 de dinți, modulul 1 mm, lățimea de 12 mm, care angrenează la interior cu o coroană dințată de 100 dinți, prinsă de brațul 1, asigurând mișcarea de rotație a brațului 1 față de bază.

Brațul 1.

În figură 1.25 este prezentat sistemul de referință al brațului 1 și distanța între axele lagărelor. Caracteristicile masice ale brațului 1 sunt:

a. b.

Brațul 1 are în componență un motor electric (figura. 2.26. B) care antrenează în mișcare de rotație brațul 2, printr-o angrenare cilindrică interioară. Pe axul motorului electric este prinsă o roată dințată cu 20 de dinți, modul 1 mm, și lățimea dinților de 12 mm.

Brațul 2.

În figură 1.26 A este prezentat sistemul de referință al brațului 2 și distanța între axele lagărelor.

b.

Brațul 2 are în componență un motor electric (figura. 1.26. B) care antrenează în mișcare de rotație brațul 3 împreună cu efectorul.

Efectorul.

În figură 1.27. Este prezentat sistemul de referință al brațului 2 și distanța între axele lagărelor.

CAPITOLUL III ROBOȚI INDUSTRIALI

3.1 Apariția roboților industriali

Omul și-a imaginat dispozitive mecanizate inteligente care să preia o parte însemnată din efortul fizic depus. Astfel a construit jucării automate și mecanisme inteligențe său și-a imaginat roboții în desene, cărți, filme science fiction etc. Unul din obiectivele esențiale ale roboticii este elaborarea roboților autonomi. Asemenea roboți ar putea accepta o descriere naturală de a executa comenzi fără alte intervenții umane.

Descrierile necesare vor preciza ce dorește utilizatorul, nu cum să execute comenzile. Roboții capabili să îndeplinească aceste operații vor fi dispozitive mecanice versatile, echipate cu senzori de perceperea a mediului și aflate sub controlul unui sistem de calcul.

Orientarea într-un mediu total necunoscut, folosind senzori pentru detectarea obstacolelor și comunicația cu un calculator aflat la distanță sunt două aspecte importante care trebuie luate în considerare atunci când lucrăm cu un robot mobil. Fără senzori, roboții nu ar putea executa altceva decât sarcini fixate dinainte, repetând operațiile ce le are de realizat iar și iar, dar dotați cu senzori, roboții au capacitatea de a face mult mai mult decât atât.

Problemele specifice ce apar la roboții mobili sunt următoarele:

Evitarea impactului cu obiectele staționare sau în mișcare.

Determinarea poziției și orientării robotului pe teren.

Planificarea unei traiectorii optime de mișcare.

În cazul unui sistem robotic automat distribuit, pozițiile spațiale sunt de o extremă importantă și de ele depind îndeplinirea scopurilor dorite și funcționarea întregului sistem. Cu alte cuvinte, robotul trebuie să fie capabil să-și planifice mișcările, să decidă automat ce mișcări să execute pentru a îndeplini o sarcină, în funcție de aranjamentul momentan al obiectelor din spațiul de lucru. Planificarea mișcărilor nu constă dintr-o problemă unică și bine determinată, ci dintr-un ansamblu de probleme dintre care unele sunt mai mult sau mai puțin variante ale celorlalt. Evitarea coliziunii cu obstacole fixe sau mobile (de exemplu alți roboți mobili) aflate în spațiul de lucru al robotului se poate face prin mai multe metode: realizarea unei apărători mecanice care prin deformare oprește robotul, folosirea senzorilor care măsoară distanța până la obstacolele de pe direcția de deplasare, folosirea senzorilor de proximitate, folosirea informațiilor corelate de la mai multe tipuri de senzori.

Localizarea obiectelor se poate realiza și prin contact fizic, dar acesta impune restricții asupra vitezei de mișcare a structurii manipulate. Contactul fizic dintre robot și obiectele din mediu generează forțe de reacțiune care modifică starea robotului. Vitezele mari de lucru fac că efectele dinamice ale unui contact fizic cu obstacole sau obiecte manipulate să fie riscante (pot duce la deteriorarea obiectelor sau a robotului). Sistemul senzorial mai este numit și sistem de măsurare. El asigură măsurarea unor mărimi fizice și eventual perceperea unor modificări semnificative a acestor mărimi.

3.2 Impactul asupra automatizări industrial

Conceptul care a existat pe automatizări industriale a schimbat profund cu încorporarea în lumea de lucru a robotului, care introduce noul termen de "sistem flexibil de fabricație", a cărui caracteristică principală este ușurința de adaptare a operei de bază, sarcini diferite de producție. Celulele de producție flexibile conforme cu nevoile pieței și sunt constituite în principal de grupuri de roboți, controlate de computer. Celulele flexibile reduce durata ciclului în atelierul unui produs și eliberarea persoanelor la locul de muncă neplăcută și monotonă. Interacțiunea diferitelor celule flexibile prin calculatoare puternice, va conduce la fabrică complet automatizat, care există deja unele experiențe.

3.3 Impactul asupra competitivității

Adoptarea de automatizare parțială și totală de fabricație, de puternice companii multinaționale, forțând toți ceilalți să îi urmeze exemplul pentru a menține supraviețuirea lor. În cazul în care utilizarea de mașini sofisticate este mic, investiția nu este justificată. Pentru a combina reducerea orelor de lucrători și dorințele lor de lucru pentru a fi introduse pe parcursul zilei timp normală, cu utilizarea intensivă a sistemelor moderne de producție, este necesar să se utilizeze noi tehnici de producție flexibil integrat.

3.4 Definiția robot industrial

Această definiție, ușor modificat, a fost adoptat de către Organizația Internațională pentru Standarde (ISO), care definește robotul industrial ca: Manipulator multifuncțional reprogramabil cu mai multe grade de libertate, capabile de a manipula materiale, piese, scule sau dispozitive speciale de căi diferite programate pentru a efectua diferite sarcini. Mecanism manipulator general alcătuit din elemente în serie, cu balamale împreună, destinat prindere și obiectelor în mișcare. Este multifuncționale și poate fi acționat direct de un operator uman sau de dispozitiv logic.

Robot: servo automată manipulator controlat, reprogramabili, multifuncțional, capabil să poziționeze și piese orientându, scule sau dispozitive speciale reprogramabili următoarele variabile cale, pentru executarea diferite sarcini. De obicei, în formă de unul sau mai multe brațe se termină într-o păpușă. Unitate de control include un dispozitiv de memorie și de conștientizare, ocazional situației. În mod normal, folosesc este de a efectua o sarcină ciclic, poate fi adaptat la altul fără modificări permanente în materialul lor. Utilarea pentru automatizare robot de rigid cedat la dezvoltarea de drivere rapide, bazate pe microprocesor, precum și o utilizare a servo buclă închisă care permit și indică poziția efectivă a elementelor robotului și a stabilit eroarea poziția dorită.

3.5 Clasificarea roboților industriali.

Sunt construiți pentru a realiza diferite operații ce necesită exactitate și viteză de reactive și deplasarea. Au o memorie reprogramabilă care acumulează infinitate de date utile executări operaților, acestea fiind autonomi. Gradele lor de libertate sunt o multitudine pentru operațiile complexe.

Robotul este un sistem automatizat de înalt nivel al cărui principal rol este manipularea pieselor și uneltelor, înlocuind acțiunea umană.

Principalele aplicații în care utilizarea roboților industriali are avantaje evidente:

Sudură prin puncte sau pe contur;

Operații de ansamblare;

Vopsire;

Turnarea în forme a pieselor mari;

Controlul calității;

Manipularea substanțelor toxice, radioactive;

Robotul industrial este definit în prezent ca un manipulator tridimensional, multifuncțional, reprogramabil, capabil să deplaseze materiale, piese, unelte sau aparate speciale după traiectorii programate, în scopul efectuării unor operații diversificate de fabricație. Pentru diferitele componente ale roboților industriali (fig. 1.28.), s-au definit termeni specifici preluați din literatura anglo – saxonă.

a. b. c.

3.6 Caracteristicile

Roboților industriali sunt:

Numărul axelor, comanda completă a situării efectorului final necesită trei axe de poziționare și trei axe pentru orientare;

Cinematica elementelor și cuplelor cinematice care determină mișcările posibile ale robotului; există roboți articulați, cartezieni, paraleli și SCARA;

Volumul accesibil al spațiului de lucru, regiunea din spațiu pe care o poate atinge robotul;

Capacitatea, greutatea maximă ridicată;

Viteza (cât de repede poate fi atinsă situarea efectorului final);

Precizia (cât de mari sunt erorile de situare față de situarea comandată);

Sursă de putere (motoare electrice, hidraulice, pneumatice).

Tipuri de configurații ale roboților industriali sunt reprezentați în fihura de mai jos.

După forma mișcării, respectiv a volumului accesibil al spațiului de lucru, roboții se clasifică în:

Robotul industrial reprezintă un sistem fizic, programabil ce este capabil să realizeze diferite operații și secvențe de operații de manipulare a unor scule, piese sau subansamble în figura 1.29.

În funcție de operațiunea pentru care au fost creați, roboții industriali se împart:

Roboți SCARĂ – specifici pentru operații de ridicare și așezare a diferitelor obiecte.

Roboți cartezieni – aceștia permit ridicarea și plasarea obiectelor ce nu necesită orientare, sau pot fi pre orientate.

Roboți cu șase grade de libertate.

Tipuri de configurații ale roboților industriali:

Robot cartezian: brațul robotului operează într-un spațiu definit de coordonate carteziene; structură mecanică a robotului are trei cuple de translație, care coincid cu axele sistemului cartezian; robotul cartezian a fost gândit pentru operații de sudare, dar este folosit și pentru asamblare;

Robot cilindric: brațul robotului operează într-un spațiu definit de coordonate cilindrice; robotul este definit de o bază și de o coloană care se rotește; robotul a fost conceput pentru manevrarea sculelor în cadrul unui proces tehnologic și pentru asamblare;

Robot sferic (și polar, ca un caz particular): brațul robotului operează într-un spațiu definit de coordonate sferice (sau polare); robotul constă într-o bază care se rotește, un pivot de ridicare și un ax telescopic;

Robot articulat: este un manipulator care are un braț articulat; structură mecanică a robotului prezintă cel puțin trei cuple cinematice de rotație; robotul articulat seamănă brațului uman, acesta se poate roti relativ la bază (shoulder joint); luând în considerare și celelalte două articulații elbow și wrist, un robot articulat poate avea șase grade de libertate. Robotul articulat este utilizat pentru sudare și vopsire.

3.7 Comanda roboților industriali

Principala sarcină a structurii de comandă a mișcării constă în a transfera structură mecanică dintr-o poziție de stare inițială într-una finală. Aceasta implică:

Definirea pozițiilor.

Accelerațiilor și vitezelor.

A forțelor.

A diferitelor restricții.

Indicarea succesiunii mișcãrilor.

Indicarea duratei mișcãrilor.

Formulând în acest mod problema comenzii, aceasta se rezolvă folosind atât teoria sistemelor, dar dificultățile se datorează nelinearității sistemelor și a dimensiunilor mari ale sistemului condus.

Structurile mecanice pot fi redundante, mai multe configurații putând asigura aceași poziție și orientare a robotului.

În prezent structurile mecanice de manipulare a roboților au sisteme simple de comandă a mișcării, formate din circuite de reglare clasice, independente, pentru fiecare grad de libertate. O astfel de structură nu este adecvată sistemelor multivariabile, neliniare, care în realitate descriu structurile utilizate în practică. Mulți dintre roboții utilizați au performanțe limitate din cauza sistemului de comandă.

Panoul de comandă îți oferă posibilitatea de-a comanda parțial masina cu ajutorul unor funcții aflate pe panoul de comandă, reprezentată (Figura. 1.30) cu ajutorul panoului de comandă poți comanda masina sau robotul putem acesa unele funcții care le avem la dispoziție și care le putem utiliza ușor, a brațelor roboților sau a uneltolor necesare utilizări procesului de fabricație.

Comanda roboților industriali, corespunzătoare structurii generale a unui robot de topologie serială se realizează pe mai multe niveluri ierarhice.

O ierarhizare în funcție de creiterii mai specializate conduce la apariția următoarelor niveluri:

Nivelul decizional = stabilește planul de acțiune al robotului, în funcție de sarcinile primite și de restricțiile din mediul extern, sesizate de către senzori;

Nivelul strategic = împarte acțiunile generale din planul robotului în operații și mișcări elementare;

Nivelul tactic = descompune mișcările elementare în mișcãri ale fiecărui grad de libertate;

Nivelul de execuție = realizează mișcarea fiecărui grad de libertate.

Numărul nivelurilor ierarhice ale fiecărui robot depinde de complexitatea sistemului de comandă și de sarcinile robotului, dar nu pot lipsi nivelul de execuție și cel tactic.

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

În funcție de operațiunea pentru care au fost creați, roboții industriali se împart în:

Roboți SCARĂ – specifici pentru operații de ridicare și așezare a diferitelor obiecte;

Roboți cartezieni – aceștia permit ridicarea și plasarea obiectelor ce nu necesită orientare, sau pot fi pre orientate.

Roboți cu șase grade de libertate.

3.8 Roboți industriali și formele lor de mișcare.

După formă mișcării, roboții industriali pot fi:

Robot cartezian – sunt roboții al cărui braț operează comform indicatorilor carteziene; inbunatatarea sistemelor adaptabil comform producție prin robotizare.

Robot cilindric – asemănător, dar spațiul este determinat cu indicatorul cilindrice.

Robot sferic/polar – similar, dar spațiul este indicat în coordonate sferice/polare.

Robot prostetic – sunt mânuitori care au un braț articulat.

Roboți cu alte coordonate – care se defines în mod corespunzător.

Conform figuri de mai jos ne reprezintă schemele lor reprezentative a trei brațe ale roboților corespunzător circuitului de clasificare

a b. c.

Tipurile de roboți industriali (în figura 1.31):

Robot manipulator cu coordonate carteziene.

Robot în coordonate cilindrice.

Robot în coordonate sferice.

Cu informația de intrare, modalitatea de învățare, criteriu de clasificare a roboțiilor în:

Mânuirea manualului. – Este acționat direct de om.

Robot secvențial. – Are anumiți pas ce ’’asculta’’ de o procedură predeterminată. Aceste pot fi:

Roboți secvențiali fix. – De oare ce informația îndelung nu poate fi schimbată facil.

Robot secvențial variabil. – Pentru care informația îndelungă poate fi modificată ușor.

Roboți repetitor. – La început omul învăța robotul un demers de lucru, se memorează a cest demers după memorare sepoate repeta de câte ori este nevoie.

Robot cu control numeric. – Robotul efectuiaza intervenții cerute conform cu informațiile numerice pe care la are la dispoziție despre poziții, succesiuni de operații și condiții.

Un robot inteligent. – Este poate să își decide comportamentul conform informațiilor primite prin senzorii cu care îi are la dispoziție și prin posibilittea sa de recunoaștere.

Traiectoria efectorului se realizează prin compunerea mișcării tuturor gradelor de libertate. Practic, mișcarea efectorului se descompune în mișcări ale gradelor de libertate, pozițiilor inițiale și finale ale efectorului din spațiul coordonatelor operaționale le corespund poziții în spațiul coordonatelor articulare.

Generarea mișcării unui nivel pentru gradele de libertate se realizează în două moduri:

În coordonate articulare (interne).

În coordonate operaționale (externe).

Structură generală a roboților industriali depinde foarte mult de utilitatea și scopul pentru care sunt produși.

Funcțiile lor de bază se reprezintă de:

Subsistemul cinematic.

Subsistemul de acționare.

Subsistemul de comandă și programare.

Subsistemul senzorial.

Sub sistemul cinematic cuprinde structură capabilă să execute mișcările pentru acționa asupra mediului înconjurător. Astfel în funcție de mediul în care este folosit, robotul poate fi dotat cu:

Roți.

Șenile.

Picioare mecanice.

Diverși suporți.

Benzi transportoare.

Robotul industrial, acel automat programabil, care manipulează obiecte, mânuiește scule tehnologice, supraveghează locul de muncă (mașinile și mediul), controlează și sortează obiecte, reprezintă un automat care în cadrul unui sistem de fabricație îndeplinește următoarele funcțiuni:

Programarea.

Manipularea.

Mânuirea.

Supravegherea și controlul.

Când se dorește utilizarea roboților cu aplicații specific robotiilor industriali, de oare ce trebuie să ținem seama de niște considerente din mai multe puncte de vedere decât al robotizării. Cu ajutorul dispozitivelor periferice sunt foarte importante cum ar fi senzorii și sistemele de transport. Comunicatile în rețea sunt și ele foarte importante pentru comunicarea roboților între ei, în sistemul de producție și între operator și robot.

3.9 Acționarea și comandă a roboților industriali

Sistemul de acționare al roboților industriali servește la transformarea unei energii potențiale (hidraulicã, electricã, pneumaticã) în energie mecanicã și transmiterea mișcãrii mecanice rezultate la cuplele cinematice conducãtoare. Deci sistemul de acționare constã în mai multe motoare/rotoare liniare, transmisii mecanice mecanisme pentru transmiterea și transformarea mișcãrii mecanice. Roboții industriali de topologie serialã sunt lanțuri cinematice spațiale deschise cu acționarea independentã a fiecãrei cuple și a dispozitivului de prehensiune. Cuplele cinematice conducãtoare au la dispoziție o sursã de energie exterioarã.

În construcția roboților cele mai utilizate surse de energie sunt:

Electricã.

Hidraulică.

Pneumaticã.

3.10 Planificarea mișcărilor robotului industrial

Robotul fiind o mașină cu abilități în mișcare și/sau de manipulare una din cele mai importante probleme de rezolvat este de a îi planifica mișcările, ceea ce implică modelarea spațiului de lucru, cu obstacolele pe care le conține, și a robotului, ca entitate de formă complexă și variabilă.

Planificarea mișcărilor poate fi considerată ca problema realizării algoritmilor pentru a calcula automat o traiectorie continuă pentru o mulțime de obiecte (posibil legate) astfel încât să se deplaseze de la o poziție la alta evitând coliziunile cu alte obiecte fixe sau având mișcare proprie.

Pentru un robot cu bază fixă problema se poate formula mai simplu prin alegerea unei traiectorii ferite de coliziuni pentru brațul robotului, între două poziții, în cazul unui spațiu închis.

3.11 Bazele teoretice ale dinamicii

Roboții industriali sunt structural constituiți din lanțuri cinematice deschise și se caracterizează prin poliprogramabilitatea operațiilor care le execută.

Modul de lucru a roboților industriali depinde de:

Numărul gradelor de libertate;

Dimensiunile și forma spațiului de lucru;

Comandă și indici specifici,

Dintre care subliniem:

Mobilitatea, capacitatea de încărcare, suplețe, etc.

În stadiul de proiectare este necesară evaluarea acestor indici în vederea obținerii unei optimizări, aspect posibil numai printr-un studiu dinamic al roboților industriali

3.12 Despre roboții industriali

Enciclopedia liberă un robot autonom este un robot care efectuează comportamente sau sarcini, cu un grad ridicat de autonomie, care este deosebit de dorit în domenii cum ar fi explorarea spațiului, de curățare etaje, cosit peluze, epurare a apelor uzate și furnizarea de bunuri și servicii. Niște roboți fabrică moderne sunt "autonomă" în limitele stricte ale mediului lor directă. Ea nu poate fi ca fiecare grad de libertate există în mediul înconjurător, dar robotul fabrică, locul de muncă este o provocare și poate conține adesea variabile haotice, neprevăzute. Exact Orientarea și poziția următoare obiectului de muncă și (în fabrici mai avansate), chiar tipul de obiect și sarcină necesară trebuie să fie determinată. Acest lucru poate varia imprevizibil (cel puțin din punct robotului de vedere). Un domeniu important de cercetare robotică este de a permite robotului pentru a face față cu mediul său dacă acest lucru să fie pe pământ, sub apă, în aer, în subteran, sau în spațiu.

Un robot complet autonom poate (necesită citare) a obține informații despre mediul:

Locuri de muncă pentru o perioadă mai lungă, fără intervenție umană.

Mutați fie toate sau o parte din el însuși de-a lungul mediului de funcționare, fără asistență umană.

Evitați situațiile care sunt dăunătoare pentru oameni, bunuri, sau se excepția cazului în care fac parte din specificațiile sale de proiectare.

Un robot autonom poate învăța sau dobândi noi cunoștințe ca ajustarea pentru noi metode de realizare sarcinile sau de adaptare la schimbare împrejurimi. Ca și alte mașini, roboți autonomi necesită încă întreținere regulată.

3.13 Structura unui robot industrial

3.14 Componente

Ca el a avansat sistem robotic, un robot este format din următoarele elemente: structură mecanică, transmișii, acționare, senzori, terminalele și elementele controler. Deși elementele utilizate în roboți nu sunt unice pentru aceste (mașini-unelte și multe alte mașini folosesc tehnologii similare), roboți necesare de înaltă performanță le-au cauzat elemente cu sunt utilizate caracteristici specifice.

Fizicul mai asemănării cu anatomia membrului superior al corpului uman are unele roboți industriali, astfel încât, uneori pentru a se referi la diferite elemente ale robotului, termenii sunt utilizați ca talie, umăr, braț, cot, încheietura mâinii, etc.

Elementele care fac parte din întreg robotului sunt:

Manipulator

ControLler

Aparate de intrare și de ieșire a datelor

Dispozitive speciale manipulator

Mecanic, este componenta principală. Se compune dintr-o serie de elemente sau legături structurale solide legate de articulații care permit mișcări relative între fiecare două legături consecutive

Piesele care formează mânerul sunt, printre altele, nume: corp, brațul, încheietura mâinii și efectoare final (sau final efector). Acesta din urmă este, de obicei cunoscut sub numele de captor, gheare, clip sau prindere.

3.15 Controlor

După cum sugerează și numele, este fiecare prelucrare mișcările de manipulare, acțiuni, calcule și informații de guvernare. Controlerul primește și transmite semnale de la alte mașini (prin intrare/ieșire) și programe memorate.

Există mai multe niveluri de control bazate pe tipul de parametri care sunt reglementate, ceea ce conduce la următoarele tipuri de drivere:

Poziția: șoftul intervine numai în controlul poziția elementului terminal;

Cinematică: În acest caz, controlul se face pe poziția și viteză;

Dinamică: în afară de reglementarea de control viteză și poziția a proprietăților dinamice de manipulare și elementele asociate cu acesta;

Adaptive: cuprinde toate reglementările anterioare, precum și mânere de control variația caracteristicilor manipulatorului să varieze poziția

Alt control clasificare este distincția între control buclă deschisă și de control în buclă închisă.

Controlul în buclă deschisă duce la multe erori, și, deși este mai simplu și mai ieftin decât un control buclă închisă, nu este acceptată în aplicații industriale unde precizia este o calitate esențială. Marea majoritate a roboți de astăzi sunt folosite în scopuri industriale sunt controlate printr-un proces în buclă închisă, și anume, printr-o buclă de feedback. Acest control se realizează cu ajutorul unui senzor de poziția reală a elementului terminalului manipulatorului. Informațiile primite de la senzorul este comparat cu valoarea inițială dorită și acționează în conformitate cu eroarea obținută astfel încât poziția actuală a meciului brațului, care a fost stabilit inițial.

3.16 Dispozitivele de intrare și de ieșire

Cele mai frecvente sunt: tastatură, monitor și cutie de control (învață pandantiv). Desenul are un controler (modul calculator) care trimite semnale de la motoarele de fiecare axă a robotului și cutia de control (preda pandantiv), care servește pentru a arăta pozițiile manipulator robot

3.17 Dispozitive speciale

Aceste axe care facilitează mișcarea transversală a stațiilor de manipulare și montaj, care sunt utilizate pentru a fixa diferite pieselor sunt.

Stație Robot EX Move master (Mitsubishi) prezentată în Fig pot fi găsite următoarele dispozitive speciale:

Poziția stație de pe transportorul de încărcare/descărcare a pieselor.

Axa transversală a crește volumul de muncă al robotului.

Calculator stație de inspecție integrat cu robotul.

Stație de asamblare.

Robotul are de intrare/ieșire pentru a efectua integrarea funcție prin adăugarea acestor elemente.

Grade de libertate.

Fiecare dintre mișcări independente (deplasările și rotirile), care pot efectua fiecare articulație în raport cu cele de mai sus. Sunt parametri care este nevoie pentru a determina poziția și orientarea elementului terminalului manipulatorului. Numărul de grade de libertate ale robotului este dată de suma articulațiilor care o compun. Deoarece articulațiilor sunt de obicei folosite doar rotație și prismatică, cu un grad de libertate fiecărui, numărul de grade robotului coincide adesea cu numărul de articulații care o compun.

În ceea ce privește poziția și orientarea corpului în nici un fel în spațiu șase parametri, trei sunt necesare pentru a defini poziția și trei pentru orientare, dacă este în poziția și orientarea un capăt robot de (și cu ea piesa de prelucrat sau instrumentul manipulat) în orice mod, în spațiu, trebuie cel puțin șase grade de libertate.

Un număr mai mare de grade de libertate conduce la o mai mare flexibilitate în poziționarea elementului terminal. Deși majoritatea aplicațiilor industriale necesită 6 grade de libertate, cum ar fi sudura, prelucrare și paletizare, mai complex, care necesită un număr mai mare, așa cum este cazul în lucrările de asamblare. Dacă lucrați într-un mediu cu obstacole, robotul oferă gradele suplimentare de libertate va permite accesul la poziții și orientări de la sfârșitul căreia, ca urmare a obstacolelor, ei nu ar veni cu șase grade de libertate. O altă situație comună este de a oferi robotul un grad suplimentar de libertate care permite călătorii de-a lungul unei benzi crescând astfel volumul de spațiu care poate fi accesat. Mișcare simplă și mai limitate, cum ar fi sarcinile de pictură și paletizare necesită, de obicei, 4 sau 5.

În cazul în care numărul de grade de libertate ale robotului este mai mare decât este necesar pentru a realiza o anumită sarcină se spune robotul este redundant. Uitam mișcările brațului și mâinii, putem determina numărul de grade de libertate, care prezintă un robot. În general, atât braț și încheietura mâinii, este un spectru între unu și trei, gradele de libertate brațului manipulator sunt direct legate de anatomia sau configurația lor.

3.18 Sistemul de comandă

Robotul industrial reprezintă în momentul de față punctul de intersecție al rezultatelor de vârf într-o serie de domenii: mecanică, automatică, calculatoare și sisteme de acționare. Această congruență a unor ramuri științifice și tehnologice atât de diferite se explică prin complexitatea deosebită a robotului, atât sub raportul arhitecturii mecanice, cât și în ceea ce privește sistemul de conducere. Propriu-zis, robotul este rezultatul firesc al evoluției de la mașinile unelte automatizate, mașinile cu comanda program, liniile automate de fabricație etc. În momentul în care rigiditatea și inflexibilitatea acestora nu a mai corespuns cerințelor actuale de productivitate și calitate, iar omul a încercat să execute acțiuni directe, nemijlocite asupra proceselor căpătând un rol de supraveghere și control. Deci robotul, ca rezultat al acestor dezvoltări tehnico – științifice, poate fi definit ca un sistem tehnologic capabil să înlocuiască sau să asiste omul în exercitarea unor acțiuni diverse asupra mașinilor sau liniilor de producție. În acest context, apare evidența complexități problemelor privind atât construcția și acționarea roboților cât și, în special, conducerea lor.

CAPITOLUL IV. STUDIU DE CAZ:

AUTOMATIZAREA BRAȚULUI ROBOTIC

4.1 Construirea brațului robotic

Proiectul fizic propus pentru această lucrare a fost automatizarea unui braț robotic prin programarea Arduino. Pentru a realiza brațul robotic avem nevoie de următoarele componente care le vom enumera:

Braț robotic. [17]

Arduino UNO R3.

Placă L298n.

Baterii.

Fire (tată tată, mamă mamă).

Cablu USB pentru conectarea Arduino cu laptopul.

Materiale necesare pentru montarea/asamblarea brațului robotic:

Clește.

Patent.

Șurubelniță (stelară).

Cutter.

Foarfecă.

Voi menționa pașii care trebuie urmați pentru realizarea brațului robotic:

Asamblarea brațul robotic

Instalarea software pentru placă arduino

Conectarea plăcii arduino cu laptop-ul.

Configurarea plăcii arduino.

Scrierea codului necesar pentru reglarea motoarelor.

Conectarea plăcii arduino cu placa L298n.

Conectarea motoarelor cu placa L298n.

Astfel, o să enumăr principalii pași parcurși în vederea realizării brațului robotic:

Componentele necesare pentru realizarea brațului robotic se vor vedea în Figura 1.32. [17]

Asamblarea bazei robotului, care a constat în mare din clădirea unor platane de distanțiere până la platforma de rotație (276ș în orice sens). Care este reprezentată în figură. 2. Tot la baza brațului robotic există un lăcaș pentru amplasarea bateriilor de alimentare a servomotoarelor, baterile folosite sunt bateri de tip D. Piesele utilizate aici au fost șuruburi predominant.

Construirea joncțiunilor (încheieturilor, care se pot roti la 300ș) brațului robotic prin încapsularea unor elemente specific figura 1.34. Ne referim aici la roți dințate dispuse pe niște tije de metal. Distanța dintre ele este optimă ca să rezulte o transmisie mecanică favorabilă. Principiul de funcționare este relativ simplu întrucât roțile dințate sunt acționate de un servomotor care prin conversia energiei electrice în cuplu mecanic pune în mișcare roțile dințate. Gradele de libertate ale brațului sunt evidente în Figura 1.31.

Îmbinarea elementelor care compun extremitatea de prindere a obiectelor aflate în spațiu. Sistemul se bazează tot pe atașarea unor roți dințate care fie închid cele două elemente ale brațului său, fie deschid cele două elemente si las liber obiectul prins, deschiderea celor două elemente făcându-se la 120ș.

Asamblarea brațului robotizat a fost concepută foarte simplu întrucât orice utilizator să poată realiza asamblarea brațului robotizat format din:

Bază;

Articulație;

Sistem de prindere.

4.2 Placa L298N.

Utilizare:

Acest modul stepper pas cu pas pentru arduino este utilizat în controlul vitezei motoarelor și direcției, dar pot fi utilizate pentru alte proiecte, cum ar fi conducerea luminozitatea unor proiecte de iluminat cu LED-uri, cum ar fi rețele de mare putere.

4.3 Functionare:

Tensiunea de la ieșirea amplificatorului de eroare este comparată cu valoarea semnalului în dinte de fierăstrău. Dacă ieșirea acestuia este mai mare decât valoarea dintelui de fierăstrău atunci la ieșirea comparatorului vom avea ‘1’ logic adica On. Dacă ieșirea amplificatorului este mai mică decât valoarea dintelui de fierastrău atunci la ieșirea comparatorului vom avea ‘0’ logic adica Off.

Dacă tensiunea de ieșire tinde sa crească, atunci tensiunea de reacție va crește peste tensiunea de referință, astfel tensiunea de ieșire a amplificatorului de eroare va scădea rezultând astfel o durată mai mică pentru care la ieșirea comparatorului vom avea ‘1’ logic. Dacă tensiunea de ieșire scade atunci la ieșirea comparatorului vom avea o durată mai mare de ‘1’ logic. Această modificare a lățimii impulsurilor în funcție de tensiunea de ieșire este datorată factorului de umplere (duty-cicle).

În cazul in care tensiunea de ieșire este constantă această este menținută de reacția negativă la valoarea dorită.

Mediul de programare Arduino contine o biblioteca bogată de funcții (proceduri) prin intermediul cărora programatorul poate să acceseze resursele fizice ale plăcii: semnale digitale de intrare/ieșire, semnale analogice de intare și de ieșire, interfețe seriale, sau alte interfețe care pot fi atașate plăcii Arduino.

Limbajul de programare este unul asemanator cu limbajul “C”. In structura unui program exista două părți:

o parte care se execută o singură dată – funcția “setup()

o parte care se execută în mod repetitiv – funcția “loop()

În funcția setup() se vor include inițializăarile necesare pentru execuția programului, iar în funcția loop(), corpul aplicației, care înseamnă o secvență de operații executate într-o buclă infinită. Acest mod de execuție se bazează pe observația ca un program de monitorizare sau de control are o parte de inițializare și configurare și o altă parte care efectuează repetitiv operații de citire semnale, procesare si generare de comenzi.

O aplicatie scrisă în acest mediu poartă numele de schiță (eng. sketch). Prin intermediul mediului de programare utilizatorul poate să compileze programul scris (Sketch->Compile) si apoi poate sa-l lanseze in executie (butonul ->).

4.4 Implementare

După terminarea codului s-a trecut la implementarea lui pe placa arduino și s-a verificat dacă rulează, s-a trecut la legarea și asamblarea circuitului electric între cele trei plăci L298N și placa Arduino cu ajutorul unor fire de tip tată tată și mamă mamă.

Modul de realizare a conexiunii dintre brațul robotic și placa Arduino si placa L298N:

Prima dată am alimentat placa Arduino la sursa de tensiune (baterii) cu ajutorul unei mufe de alimentare care este conectată la baterii cu ajutorul unor fire, după care am conectat placa L298N la alimentare la tensiune și apoi am introdus un fir de la pământarea plăcii L298N la groundul plăcii Arduino și după care am conectat motorul unu la placa L298N cu ajutorul firelor am conectat si motorul doi la aceiași placă L298N și am mai conectat de la pinii plăcii L298N la pinii plăcii Arduino. Aceeași metodă am folosit-o și pentru M3, M4, M5.

M1 este motorașul de curent continuu localizat în partea superioară a brațului și este folosit pentru deschiderea și închiderea clampelor.

M2 este motorașul care asigură mișcarea alternativă pentru a putea ghida clampele în mod ascensor.

M3 este motorașul care are roul de a ,, imita ” cotul uman. Este responsabil pentru ridicarea brațului la aproximativ 90 de grade.

M4 este motorașul care realizează mișcarea dute-vino pentru a putea permite brațului să parcurgă o anumită distanță după care să revină la poziția inițială.

M5 ne permite rotirea spre dreapta cu 90 de grade pentru a putea a colecta obiectul din dreapta iar în stânga ne permite tot 90 de grade pentru a lăsa obiectul inițial în stânga.

4.5 Concluzii

Prin prezenta lucrare s-a urmărit elaborarea unei machete care reprezintă simularea unui braț robotic în miniatură și în același timp redactarea unui cod pentru a pune în funcțiune montajul.

Pentru materializarea proiectului fizic s-a comandat un braț robotic de jucărie care era controlat printr-o telecomandă. Din dorința de a realiza un braț robotic autonom, adică să nu depindă de acțiunea umană de a-l putea comanda prin telecomandă, s-a apelat la un circuit Arduino UNO și punți duble H-Bridge.

Am ales ca platformă de codare micrcontroller-ul ATmega328 cu care vine echipat Arduino UNO din simplitatea cu care se poate redacta programul pentru a fi ușor de manipulat brațul robotic. Limbajul de programare folosit este similar cu C++.

Am optat pentru circuitele L298N deoarece sunt capabile să comande două tipuri de motoare : motor pas-cu-pas ( Stepper ) și motoare de curent continuu ( DC ). În studiul de caz prezentat în această lucrare se pune accentul pe utilizarea punților H-Bridge pentru comandarea a cinci motoare de curent continuu necesitând ieșirea de 12 V. În acest scop au fost folosite 3 astfel de punți pentru a putea comanda 5 motoare de curent continuu. Au fot grupate două câte două motorașe pe câte o placă L298N cu excepția unui singur motoraș care este responsabil pentru rotația brațului robotic.

Brațul robotic are punct prealabil de pornire pe care l-am numit punct ,,zero”. Din acest punct realizează operația de coborâre pentru a prinde obiectul. Următorul pas după prinderea obiectului este ridicarea brațului la nivelul ,,zero”. De la acest reper urmează rotația brațului fie spre dreapta sau spre stânga în funcție de inversarea polilor. După rotație urmează comadna de coborâre pentru a așeza obiectul pe o poziție dată ( stabilit de utilizator prin cod ). După efectuarea acestei operații brațul își revine la poziția inițială de unde a plecat ( poziția ,,zero” ). Brațul așteaptă 3000 de milisecunde, după care reia ciclul stabilit de către operator. Se realizează un et de 5 cicluri concomitent cu prima buclă repetitivă. După ce a efectuat aceste cicluri, face o pauză de 7 secunde, după care reia setul de 5 cicluri menționate anterior.

Acest proces poate fi implementat într-o linie de producție pe o bandă rulantă unde un braț robotic pe scară mai mare poate selecta produsele bune pentru a le filtra de cele rele. Spre exemplu, produsele bune vor i așezate în partea dreaptă, pe când cele rele în partea stângă. Același proce poate fi utilizat tot pe o linie de automtizare pentru a muta unele produse, piese de dimensiuni diferite de pe o bandă pe alta.

Pe viitor mi-am propus să optimizez brațul robotic prin implementarea unor senzori de proximitate, pentru stabilirea distanței de la cleștele de prindere la produs. De asemenea ar fi necesari senzori optici pentru determinarea dimensiunii pieselor, pentru a putea fi selectate conform unor criterii. Totodată ar fi utili și senzori de forță pentru a determina intensitatea strângerii obiectelor, pentru a nu altera calitatea produsului finit au pentru a fi asamblat.

4.6 Codul programului în Arduino

Prima dată am inițializat pinii:

M1=2; adică motorul unu folosește pinul al doilea care închide și prinde obiectul

M1,2=3; motorul unu folosește pinul trei care deschide sistemul de prindere și lasă liber obiectul prins

M2=4; motorul al doilea folosește pinul patru ne asigură mișcarea alternativă pentru a putea ghida clampele în jos.

M2,2=5 motorul al doilea folosește pinul cinci ne asigură mișcarea alternativă pentru a putea ghida clampele în sus.

M3=6 motorul al treilea folosește pinul șase cu ajutorul caruia ne permite să coborâm brațul robotului în jos.

M3,2=7 motorul al treilea folosește pinul șapte cu ajutorul caruia ne permite să urcăm brațul robotului în sus.

M4=8 motorul al patrulea folosește pinul opt care realizează posibilitatea dea manevra brațul robotic înfată.

M4,2=9 Motorul al patrulea folosește pinul nouă care realizează posibilitatea dea manevra brațul robotic în spate.

M5=10 motorul al cincilea folosește pinul zece este folosit pentru rotires brațului în spre dreapta.

M52=11 motorul al cincilea folosește pinul unsprezece este folosit pentru rotires brațului în spre stânga.

După ce am inițializat pinii trecem la declararea variabilei căreia îi vom atribui initial valoarea 0. Acest lucru ne va folosi la testarea egalității în cadrul unui ciclu de tip while pentru a permite intrarea în respectiva buclă..

Ulterior am declarat tipul fiecărui pin ca fiind de tip output-ieșire pentru a transmite semnale electrice către pinul vizat. Mai apoi am dat o comandă de tip delay de 3 secunde care va începe să curgă de la conectarea platformei Arduino.

ANEXĂ

//initializare pini:

int M1=2;

int M12=3;

int M2=4;

int M22=5;

int M3=6;

int M32=7;

int M4=8;

int M42=9;

int M5=10;

int M52=11;

//declarare variabila i si j

int i=0;

int j=0;

void setup() {

pinMode(M1, OUTPUT);

pinMode(M12, OUTPUT);

pinMode(M2, OUTPUT);

pinMode(M22, OUTPUT);

pinMode(M3, OUTPUT);

pinMode(M32, OUTPUT);

pinMode(M4, OUTPUT);

pinMode(M42, OUTPUT);

}

//bucla program

void loop() {

delay(3000); //asteapta 3 secunde

int i=1; //atribuire valoare 1 la variabila i

int j=0;

while(i==1){ //conditie de intrare in ciclu

while(j<=3){

//coboara

digitalWrite(M4, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(500); // wait for a second

digitalWrite(M4, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW

digitalWrite(M3, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1000); // wait for a second

digitalWrite(M3, LOW);

digitalWrite(M2, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(500); // wait for a second

digitalWrite(M2, LOW);

//prinde

digitalWrite(M1, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1000); // wait for a second

digitalWrite(M1, LOW);

//urca

digitalWrite(M42, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(655); // wait for a second

digitalWrite(M42, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW

digitalWrite(M32, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1225); // wait for a second

digitalWrite(M32, LOW);

digitalWrite(M22, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(500); // wait for a second

digitalWrite(M22, LOW);

//roteste

digitalWrite(M52, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(4000); // wait for a second

digitalWrite(M52, LOW);

//coboara

digitalWrite(M4, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(500); // wait for a second

digitalWrite(M4, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW

digitalWrite(M3, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1000); // wait for a second

digitalWrite(M3, LOW);

digitalWrite(M2, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(500); // wait for a second

digitalWrite(M2, LOW);

//desprinde

digitalWrite(M12, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1000); // wait for a second

digitalWrite(M12, LOW);

//urca

digitalWrite(M42, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(655); // wait for a second

digitalWrite(M42, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW

digitalWrite(M32, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(1225); // wait for a second

digitalWrite(M32, LOW);

digitalWrite(M22, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(500); // wait for a second

digitalWrite(M22, LOW);

//roteste inapoi

digitalWrite(M5, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)

delay(4035); // wait for a second

digitalWrite(M5, LOW);

//asteapta pt urmatoru ciclu

delay(3000);

j=j+1;

}

j=0;

delay(7000);

}

Bibliografie

[1] Roboti Industriali conf.univ.dr.ing.Cezar Dumitru POPA.

[2] Roboți Industriali Aspecte Practice ing.Mircea Băduț.

[3] Roboți Industriali Wikipedia 15/06/2015 .

[4] Învațarea roboților mobile pentru deplasare si manipulare în medii industrial. Prof.dr.ing. Ghiorge MOGAN ing. Mihai DUGULEANA.

[5] Utilizarea Robotilor Industriali Curs: Ing. Manca Virgil.

[6] Arduino RoboFun.

[7] Robot de Serviciu. CAN Newsletter septembrie 2011.

[8] Conducerea robotului pneumatic PD5NT. Curs: Prof. CIUCĂ Aida.

[9] Roboți industriali.

[10] Tuberman cu aer comprimat. Curs: Prof. TUDORACHE Tudor.

[11] Roboți Wikipedia. 15.06.2015.

[12] Subsisteme Mecatronice Inteligente. Proiect: Barlean Angela.

[13] Asimo Robot Umanoid.

[14] MODELAREA ROBOȚILOR PARALELI CU MIȘCĂRI DECUPLATE Ing. Nadia Ramona RAȚ (CREȚESCU) Universitatea TRANSILVANIA Brașov Facultatea de Design de Produs și Mediu Catedra Design de Produse și Robotică.

[15] Braț robotic subacționat. Prof. Mihai Agape Palatul Copiilor și Elevilor Drobeta Turnu Severin. Facultatea de Informatică și Calculatoare Timișoara.

[16] Gacsádi Alexandru Bazele Roboticii.

[17] BRAT ROBOTIC KSR10.

[18] Sistem multiagent pentru roboți mobile: Robotux Prof. dr. ing. Gheorge Lazea conf. dr. ing. Liviu Miclea. Radu Bogdan Rus.

[19] Roboti Industriali.

[20] Roboti Industrial Aspect Practic.

[21] Robot Industrial.

[22] Robot Explorator

[23] Robot Autonom Mobil.

[24] Robot Militar.

[25] Robot Medical.

[26] Robot de Jucarie.

[27] Robot Casnic.

[28] Robot Pazitor.

[29] Arduino Uno V3

[30] L298 N.

[31] Fire Tată-Tată.

[32] Fire Mamă-Mamă.

[33] Robotii – sisteme mecatronice.

[34] Studiul unui Robot Translație Rotație.

[35] Robot Mobil Autonom.

[36] Robotica Mobilă.

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: Aceste trei principii, enunțate de către Asimov, sunt: [303322] (ID: 303322)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

Aceste trei principii, enunțate de către Asimov, sunt: [303322]

Copyright Notice

S73. Anatomia clinica a peretilor abdominali: inchiderea incizilor cutanate, protruzia abdomenului, [606006]

A fi social și nesocial online. Explorarea comportamentului agresiv online al copiilor și [617601]

Bantea -Zagareanu [630903]

INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 3 CAPITOLUL 1 – ACTIVITATEA… [602462]

PROGRAM DE STUDII UNIVERSITARE DE MASTER [626425]

Free Will is a philosophical term of art for a particular sort of capacity of rational agents to [603125]

Copyright Notice

Similar Posts