SPECIALIZAREA : INGINERIA SISTEMELOR PROIECT DE DIPLOM Ă Coordonator ș tiințific: Ștefan -Pal Murvay 2 Absolvent: Toma Mihai -Daniel CUPRINS… [630454]

TIMI ȘOARA
2018

UNIVERSITATEA “ POLITEHNICA ” din TIMIȘOARA
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ ȘI CALCULATOARE
SPECIALIZAREA : INGINERIA SISTEMELOR

PROIECT DE DIPLOM Ă

Coordonator ș tiințific:
Ștefan -Pal Murvay

2

Absolvent: [anonimizat]3

– Generalitati despre roboti industriali de tip kuka ( tipuri, articulatii, TREBUIE sa o contactez pe
SANDA GRIGORESCU prof. MECATRONICA)

-Despre componente (motoare, suruburi, tipul gripperulu, materialul folosit, probabil ustensile
folosite)
– Generalitati despre OPEN CV si alte metode de manipulare a robotului
– generalitati despre calculul permisiv al unui robot kuka
– calculul permisiv pentru robotul meu ( desene scheme etc)
– abordarea cu open cv
– PROIECTARE CAD/ CATIA ( o am deja ) a robotului

3
– PASI IN PROIECTARE UNUI ASTFEL DE ROBOT ACASA ( mic tutorial cu bulleti)

REZUMAT

Lucrarea de față își propune să prezinte un robot industrial din gama roboților cu 6 axe de
rotație comandat de m icrocontroler programabil. Componentele mobile ale brațului robotic sunt
motoare servo împreună cu alte componente și obiecte mecanice de rotație.
Comanda unui astfel de robot poate fi realizată manual prin intermediul butoanelor de pe
console specifice, prin controler/microcontroler logic programat cu program prestabilit,iar pentru
roboții industriali reali mai avansați se mai poate realiza controlul manual ce memorează
mișcările acționate asupra robotului de către forța umană.
Robotul în practică cu prog ram specific poate avea o mulțime de întrebuințări precum
alegere, sortare, așezare, luare de decizii referitoare la dimensiuni,culori și orientare în spațiul
disponibil robotului.
Lucrarea prezentată ia decizii în funcție de semnalul transmis către micro controlerul
Arduino Uno de către Open Computer Vision.
Mișcările de rotație sunt asigurate de către servo -motoare de tipul JX Servo DC6015,
MG995 și MG90S alimentate corespunzator cu aproximativ 5 volti prin intermediul Cytron Servo
Shield.

4
Robotul are 6 părți mobile cu mișcări pe axele spațiale în următoarea ordine de la bază
către gripper: baza se mișcă pe axa Z, 3 articulații pe axa Y urmate de o articulație pe axa X.
Gripperul este acționat de un motor ce închide și deschide cleștele pe axa Z.
Acest s istem este foarte folositor în industrie pentru selectarea de componente,
manipularea de obiecte, sudura etc.

CAPITOLUL 1 INTRODUCERE

Conform wikipedia.ro un robot este „ un operator mec anic sau virtual,artificial” adică un
robot este un sistem compus cu elemente de mecanică, senzori și actuatori dar și un mecanism de
direcționare.
Mecanica este o parte a fizicii ce studiază schimbarea poziției corpurilor care este numită
și mișcare mecanică. În lucrarea ,, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” a lui Isaac
Newton mecanica clasică înseamna studiul legilor mișcării mecanice a corpurilor ce au viteza de
deplasare mai mica în comparație cu viteza uminii.
Mecanica are urmatoarele ramuri: cinematică, stati că și dinamică.
 Statica studiază realizarea echilibrului corpurilor sub acțiunea forțelor și a
cuplurilor.
 Cinematica reprezinta mișcarea mecanică dând la o parte cauzele.
 Dinamica fixează legile mișcării mecanice ținând cont de toate cauzele ce pot
modifica poziția coprurilor.
Un senzor este conform dexonline.ro un dispozitiv tehnic (ultrasensibil) care sesesizează
un anumit fenomen.

5
Un actuator este conform dexonline.net un element de acționare (motor electromagnetic,
electric etc.) folosit în siste mele automate pentru exectutarea comenzilor primite direct sau
indirect de la operator (om).
Sistemele mecatronice trebuie să fie capabile să reacționeze în functie de condiții, limite,
parametrii și acțiunea mediului exterior , de aceea sunt folosiți senzo ri specifici pentru a
monitoriza și a ajuta la deciziile finale. Deciziile finale sunt per ansamblu parți ale planului inițial
de dezvoltare a unui robot și de atribuire a functiilor robotului.
Putem spune ca ochiul uman este un senzor optic care detecteaz ă obiectele din mediul
înconjurător datorita luminii reflectate de acestea. In practica un astfel de senzor nu este așa usor
de construit ci el se bazeaza pe calcule specifice, coordonate spațiale (X, Y și Z), alte tipuri de
senzori, influenta mediului ext erior asupra sistemului și cunostiinte din multe alte domenii cum ar
fi medicina. Cateva exemple de tipuri de senzori: senzor de mișcare, senzor de masurare a pH –
ului, radar (este un senzor care permite detectarea obiectelor pe baza undelor electomagneti ce),
senzor de lumina, senzor de toxicitate senzor de temperatura, senzor de presiune etc.
Revenind la subiectul principal un robot trebuie să conțină cateva din următoarele
caracteristici:
– în primul rând un robot nu este natural ci el al fost creat artifi cial;
– poate ,,simți” prin intermediul senzorilor mediul înconjurător;
– se poate deplasa/mișca pe una sau mai multe axe spațiale de rotație sau de translație;
– este programabil;
– deține un anume grad de inteligență sau are abiltatea de a lua decizii ce se bazează pe
planul facut în legătură cu interacțiunea sa cu mediul;
– poate manipula lucruri;
Isaac Asimov spune în literatura stiințifico -fantastică (SF) că orice sistem robot trebuie
neaparat să respecte următoarele 3 legi deoarece, ca un final dramatic, un sistem ce iese din mâna
noastra, a omului, la un moment dat, poate sa iasă de sub control tota l și să își ia singur deciziile,
decizii ce ne pot afecta din foarte multe puncte de vedere.

6
 LEGEA 1 : ,, Un robot nu are voie să pricinuiască vreun rău unei fii nțe
umane, sau, prin neintervenție, să permită ca unei ființe omenești să i se facă
un rău.”
 LEGEA 2 : ,, Un robot trebuie să se supună ordinelor date de către o ființă
umană, atât timp cât ele nu intră în contradicție cu Legea 1.”
 LEGEA 3 : ,, Un robot tr ebuie să -și protejeze propria existență, atât timp cât
acest lucru nu intră în contradicție cu Legea 1 sau Legea 2.”
 LEGEA 0 = LEGEA SUPREMĂ: ,,Un robot nu are voie să facă vreun rău
umanității sau să permită prin neintervenția sa ca umanitatea să fie pusă în
pericol.”
Roboții sunt crea ți prin combinarea disciplinelor : informati că, mecanică și electrotehnică
ca rezultat final având o legătura finală numita mecatronică. Există multe astfel de combinări ale
discoplinelor ce au ca rezultat domenii de dezvolta re a roboților in funcție de planul țintă. Ca un
alt exemplu important in contemporaneitate ar fi legătura intre biologie și tehnică rezultând
bionica, un domeniu în curs de dezvoltare iar cu parere proprie, având in vedere evoluția omului
acest domeniu ni ciodata nu va avea pagină de încheiere.

Roboții sunt sortati in multe categorii sugestive. Cateva dintre ele ar fi urmatoarele:
– Robot umanoid;
– Robot industrial;
– Robot autonom mobil;
– Robot de servicii;
– Robot jucărie;
– Robot ce explorează;
– Robot militar;

7

În continuare sunt prezentate pe scurt câteva exemple de tipuri de roboți :

 ROBOȚII UMANOID:

Figura 1: Sophia – robot umanoid dezvoltat de compania Hanson Robotics din
Hong Kong

8