ROBOT:Wg A. Moreckiego to urządzenie techniczne przeznaczone do realizacji niektórych czynności manipulacyjnych i lokomocyjnych człowieka, mające określony poziom energetyczny, informacyjny i sztucznej inteligencji. Wg normy ISO: Manipulacyjny robot przemysłowy jest automatycznie sterowana, programowaną, wielozadaniowa maszyna manipulacyjna o wielu stopniach swobody, posiadajaca zdolnosci manipulacyjne lub lokomocyjne, stacjonarna lub mobilna, dla waznych zastosowan przemyslowych. Wg H.J. Warencke- Robot to urządzenie przeznaczone do automatycznej manipulacji z mozliwoscia wykonania programowalnych ruchów względem kilku osi, zaopatrzone w chwytaki lub narzedzia i skonstruowane specjalnie do zastosowana w przemyśle. Roboty przemysłowe to podklasa robotów.
Manipulator (przemysłowy) - urządzenie przeznaczone do wspomagania lub całkowitego zastąpienia człowieka przy wykonywaniu czynności manipulacyjnych w przemysłowym procesie produkcyjnym. Sterowanie manipulatorem odbywa się ręcznie lub automatycznie za pomocą własnego układu sterującego. Rozróżniamy : Manipulator automatyczny- urzadzenie o niezmiennym programie wykonywanych ruchów. Manipulator zdalny(telepoperetor)- manipulator posiadajacy własny napęd i zdalnie sterowny przez czlowieka. Manipulator reczny- manipulator wprawiany w ruch sila miesni ludzkich. Pedipulator- maszyna kroczaca, dwa lub wiecej nozna , o roznym stopniu automatycznosci.
W skład schematu funckcjonalnego robota (irb) wchodzą: -podstawa:płyta lub inna konstrukcja (nieruchoma), która jest pierwszym członem; -korpus: obudowa elementów zespołów ruchów ramienia; -raemię dolne i górne; -przegub(kiść, nadgarstek) część układu ruchu między elementem roboczym a ramieniem, orientuje element roboczy;
-element roboczy: np chwytak lub wkręt itp; -sterowanie; -napędy;
Różnice między manipulatorem a robotem: a)manipulator: -wykonuje zamkniety cykl ruchow powtarzalnych; -na ogół ma sztywny program(z reguly zmiana programu pracy manipulatora wymaga fizycznych zmian w jego konstrokcji); -sztywny program wspolpracy z ewentualnymi urządzeniami technologicznymi.
b)robot:-może realizować duża liczbę różnorodnych czynności manipulacyjnych za pomoca sygnałó generowanych generowanych programowalnym układzie sterowania; -najczęściej czynności powtarzalne ale mogące ulec zmianie odpowiednio do zmiany programu, stanu środowiska lub podanie informacji; -cykl ruchów manipulacyjnych kl=lub (i0 lokomocyjnych; -wykorzystaniu układu wejść/wyjść dla współpracy z urządzeniami technologicznymi, układami sensorów, systemami komunikacji.
Łańcuch kinematyczny - układ kinematyczny, którego człony są połączone szeregowo(zbior ogniw polaczonych przegubami) o--o--o. Składa się z: -odcinek globalny- okresla zdolnosci lokomocyjne robota; -odcinek regionalny- okresla ruchy manipulacyjne(osiaganie odp. polozenia); -odcinek lokalny- okresla orjentacje przedmiotu lub narzędzia.
Przegub-uklad kinematyczny przenoszacy ruch od np.silnikow.
Ogniwa-poszczególne czlony robota polaczone przegubami.
Klasy polaczen -jest to liczba okreslajaca liczbe stopni swobody i liczbe wiezow danego polaczenia(przegubu). (rysunki z klocakmi).kl.I :liczba stopni swobody 5; liczba więzów 1(blat + kulka). kl.II: l.s.s. 4; l.w. 2(blat + walec). kl.III: l.s.s. 3; l.w. 3(blat + klocek). kl.IV: l.s.s. 2; l.w. 4(rurka w rurce). kl.V: l.s.s. 1; l.w. 5(klocek wysuwany z rurki).
{***********************SYMBOLE I SCHEMATY ŁAŃCUCHÓW************************}
Manewrowość manipulatora - liczba swobody dla łańcucha, który ma unieruchomiony pierwszy i ostatni człon. M=R-6 gdzie R to ruchliwość.
Ruchliwość - to liczba stopni swobody łańcucha kinetycznego z unieruchomionym I członem. R= 6(n - 1) - i=1Σ5 pi i gdzie: n - liczba ogniw, i - nr klasy przegubu, pi - liczba przegubów „i” tej klasy.
Redundancja (nadmiarowość) łańcucha kinematycznego świadczy o posiadaniu przez łańcuch kinematyczny nadmiarowych stopni swobody.
Stopień redundancji manipulatora - jeśli manipulator posiada n stopni swobody, a trajektorie można zapisać za pomocą m współrzędnych to różnicę n - m nazywamy stopniem redundancji manipulatora względem określonej klasy trajektorii (m). Jeżli n-m>0 to manipulator jest redundantny. Jeśli n=m to manipulator jest nieredundantny.
Przestrzeń robocza-miejsce geometryczne tych punktow do których można dotrzec z koncem efektora.(pomocnicza)-przestrzen poruszania się opcjonalnych czlonow odc.lokalnego.
Przestrzeń kolizyjna- to przestrzen w ktorej zawieraja się i przemieszczaja wszystkie ogniwa lancucha kinematycznego.
Przestrzeń jałowa- jest to przestrzen kolizyjna -(minus) przestrzen robocza.
Klasyfikacja robotów przemysłowych: -robot sekwencyjny wyposażony w sekwencyjny (wykonując kolejnoi zaprogramowane ruchy i czynności) układ sterowania; -robot realizujący zadane trajektorie który realizuje ustaloną procedurę sterowanych ruchów według instrukcji programowych specyfikujących żądane położenie oraz żądaną prędkość ruchu; -robot adaptacyjny mający sensoryczny lub adaptacyjny układ sterowania, względnie uczący się układ sterowania. Przykładem jest robot wyposażony w czujniki wizyjne w którym jest możliwa korekta ruchów podczas pobierania elementów, montażu lub spawania łukowego.; -teleoperator ze sterowaniem zdalnym realizowanym przez operator lub komputer.
Klasyfikacja ze względu na generacje: I Generacji: nie mają czujnikow ,sensorów wewnetrznych(głuche i ślepe), II Generacji: maja czujniki zewnetrzne, male mozliwosci rozpoznawania zmian otoczenia, III Generacji: takie jak II posiadajace komputer nadrzedny streujacy wszystkim(inteligentne).
Roboty mają zastosowania do celów przemysłowych, naukowych, szkoleniowych, badawczych pod wodą i w przestrzeniu ksomicznej, medycznych oraz w celach specjalnych np. walki z terrorystami.
Roboty dymensyjne(zlozone) - umozliwiaja pozycjonowanie do dowolnego punktu w przestrzeni roboczej.
Roboty proste - zespoly ruchu umozliwiaja osiagniecie tylko skrajnych polozen.
Liczba możliwych konfiguracji struktur łańcucha kinematycznego: V=6n gdzie n - liczba stopni swobody ł.k.
Konfiguracje i typy: TTT - robot o współ. kartezjańskich; RTT - robot o współ. cylindrycznych; RTR - robot o współ. sferycznych; RRR - robot o współ. kątowych (antropomorficzny). T - translacja, R - rotacja.
Zakładając ┴ albo ║ 3 przegubów mamy : T┴T┴T - robot kartezjański; T║R┴T - robot cylindryczny; R┴R┴T - robot sferyczny; R┴R║R - robot antropomorficzny.
SCAN
Proste zadanie kinematyki - polega na wyznaczeniu orientacyjnego punktu pracy we współrzędnych zewnętrznych, jeśli znane są wszystkie nastawy w przegubach (g).
- proste równanie kinematyki gdzie x współrzędna opisująca punkt pracy, q współrzędne naturalne robota. Równanie to wyraża położenie i orientacje punktu pracy we współrzędnych zewnętrznych jeśli znamy współrzędne wewnętrzne.
Odwrotne zadanie kinematyki - polega na znalezieniu nastaw w przegubach jeśli znane jest położenie i orientacja punktu pracy określone w układzie zewnętrznym.
- odwrotne równanie kinematyki podaje nam zależność nastawu w przegubach robota, od położeń i orientacji punktów pracy.
Metody programowania- programowanie przez zmianę położeń ; przez wymianę nośnika programu; przez uczenie; za pomocą języka programowania wyzszego poziomu;
Podstawowe zadania układu sterowania robotów: -programowanie robota i wprowadzenie danych do pamięci; -przechowywyanie programu; -egzekucja programu-oddziaływanie na napędy itp.; -reagowanie na informacje napływając z otoczenia(od urządzeń współpracujących, od człowieka); -umożliwienie sterowania ręcznego.
Klasyfikacje układów sterowania: -układy nie komputerowe = ukł. realizujące pozycjonowanie w układzie otwartym; -ukł. komputerowe = ukł. realizujące pozycjonowanie w ukł. zamkniętym; -ukł pneumatyczne = programowanie przez zmiane połączeń np. w matrycy diodowej; -ukł elektryczne = programowanie przez wymiane nośnika programu; -ukł sterowania z pozycjonowaniem zderzakowym = pozycjonowanie za pomocą języka symbolicznego; -ukł sterowania z pozycjonowaniem dywersyjnym.
Wszystkie układy sterowania robotów przemysłowych są układami o strukturze hierarchicznej tzn. struktura funkcjonalna jest strukturą hierarchiczną zmieniającą różne poziomy hierarchii. Dwie podstawowe warstwy to: -warstawa najniższa(sterowania napędu); -warstwa najwyższa(warstwa koordynacji).
Warstwy hierarchiczności układów sterowania i ich zadania: 1.warstwa planowania -zadania w sztucznej inteligencji przekształca info o zadaniach na operacje zadania. 2.warstwa rozpoznawania przedmiotu to warstwa w której znajduje się system rozpoznania przedmiotu np. system wizyjny. Umożliwia on określenie rodzaju, położenia i orientacje zidentyfikowanego przedmiotu. 3.warsta planowania trajektorji ruchu: - uczenie (zapamietywanie wartosci wspolrzednych poszczegolnych elemetow które odpowiadaja punktom trajektori w trakcie sterowania recznego); - wyznaczanie przebiegow czasowych wspolrzednych tak aby przemiescic się wedlug zadanych trajektori do punktu koncowego; - zoptymalizowanie ruchu( w czasie i energi).4. warstwa koordynacji napedu wyznacza parametry wlaczana poszczegulnych napedow; zalezy od zapisanego programu i zdarzen zewnętrznych. Zalezy też od zdarzeń wewnętrznych (np. osiągnięcia w poprzednim kroku programu określonych położeń). 5. warstwa sterowania napedem: - uruchamianie silnikow(silownikow) w odpowiedznich odstepach czasu ( o tym decyduje warstwa koordynacji); - wykonanie ruchu dla zadanego polozenia; - hamowanie i zatrzymanie napedu po dojsciu do polozenia. Warstwa sterowania napędów potrzebuje parametrów parametró...
amber440