PREZENTACJA

Robotyka jest stosunkowo nową dziedziną nauki, która łączy różne tradycyjne gałęzie nauk technicznych. Zrozumienie zawiłości budowy robotów i ich zastosowań wymaga znajomości zagadnień elektrycznych, mechanicznych, inżynierii przemysłowej, nauk komputerowych, ekonomii i matematyki. Nowe działy inżynierii, takie jak inżynieria wytwarzania, inżynieria zastosowań i inżynieria wiedzy, w znacznym stopniu dotyczą problemów z obszaru robotyki i szeroko pojętej automatyki przemysłowej.

Schemat blokowy robota. A - układ zasilania, B- układ sterowania, C - układ ruchu.

Ogólny podział robotów:

Roboty I generacji to roboty zaprogramowane najczęściej na określoną sekwencję czynności (istnieje możliwość ich przeprogramowania). W robotach tej generacji stosowano przeważnie otwarty układ sterowania tak więc robot charakteryzuje się całkowitym brakiem sprzężenia zwrotnego od stanu manipulowanego przedmiotu.

Schemat ogólny układu sterowania.

Roboty II generacji to roboty wyposażone w zamknięty układ sterowania oraz czujniki pozwalające dokonywać pomiarów podstawowych parametrów stanu robota i otoczenia. Roboty II generacji powinny spełniają warunek takiej taktyki przy kontakcie ze światem zewnętrznym, aby uzyskać optymalny efekt działania. Robot powinien rozpoznawać żądany obiekt nawet wówczas, gdy przemieszcza się z innymi obiektami, następnie rozpoznać ten obiekt bez względu na jego położenie i kształt geometryczny. Takie roboty realizują te wymagania za pomocą zespołu czujników.

Schemat otwartego układu sterowania dla I generacji robotów.

Roboty III generacji to roboty typu ręka-oko (rozpoznawanie obiektów). Schemat układu sterowania dla robotów III generacji jest taki sam jak dla robotów II generacji. W tym układzie informacja o otoczeniu jest odbierana za pomocą sensorów wizyjnych oraz przekazywana do komputera, co umożliwia, przy znajomości modeli kinematyki i dynamiki manipulatora oraz kryterium sterowania, realizację zaplanowanego zadania, np. zadanej trajektorii.

Schemat zamkniętego układu sterowania.

Śledząc rozwój robotyki przemysłowej można stwierdzić, iż ta dziedzina jak i inne podlega bardzo szybkim zmianom. Wiele firm oferuje nowoczesne roboty w wielu wersjach i z różnym dodatkowym oprzyrządowaniem. Bardzo wiele dużych znanych firm takich jak np. MITSUBISHI, SONY, EPSON, YAMAHA, HONDA, które kojarzą się z produktami elektronicznymi i samochodowymi również oferują swoje roboty. Struktury te są wykorzystywane często bezpośrednio w fabrykach wymienionych firm. Analizując rynek robotów przemysłowych można stwierdzić iż jest on duży jednak często ceny robotów mogą się wydawać stosunkowo wysokie zwłaszcza dla mniejszych firm. Rozwiązaniem tego problemu zajmują są firmy które sprzedają i dostarczają używane roboty. Analizując struktury oraz literaturę fachową można dokonać wielu klasyfikacji manipulatorów. W niniejszym opracowaniu skupiono się na kilku podstawowych klasyfikacjach. Jednym z kryteriów klasyfikacji jest przeznaczenie robotów, tak więc można wyróżnić następujące klasy robotów: do badań naukowych do celów szkoleniowych do celów przemysłowych do celów badawczych pod wodą, w przestrzeni kosmicznej

10 ważnych powodów, dla których warto zainwestować w robotykę: ograniczenie kosztów eksploatacyjnych, poprawa jakości i integralności wyrobów, poprawa jakości pracy pracowników, wzrost wskaźników wydajności produkcji, poprawa elastyczności produkcyjnej, ograniczenie strat materiałowych i poprawa wykorzystania surowców, spełnienie wymagań przepisów bezpieczeństwa i poprawa warunków BHP na stanowiskach zrobotyzowanych, zmniejszenie rotacji kadr i związanych z tym kłopotów z pozyskiwaniem nowych pracowników, obniżenie nakładów inwestycyjnych (m.in. na zapasy magazynowe, prace w toku, itp.), zaoszczędzenie miejsca w cennych obszarach produkcyjnych.

Do opisu kinematyki prostej niezbędne jest podanie równań kinematyki robota. Zadanie kinematyki prostej można określić następująco: posiadając dane o zmiennych przegubowych należy określić pozycję i orientację końcówki roboczej. Jak wspomniano wcześniej równania kinematyki mogą zostać wyznaczone wykorzystując metody stosowane w mechanice klasycznej lub wykorzystując notację Denavita-Hartenberga.

Manipulator składa się z połączonych nieruchomo ciał (w przybliżeniu sztywnych), które wykonują złożone ruchy w przestrzeni roboczej. Dlatego też w celu opisania oddzielnych członów i ich połączeń często wprowadza się aparat matematyczny, użyteczny z punktu widzenia obliczeń. W kinematyce manipulatorów i robotów bardzo ważnymi operacjami są obroty (rotacje) i przesunięcia (translacje) wykorzystywane w przekształceniu jednorodnym. Przekształcenie to można traktować jako operację, wyrażającą jednocześnie obroty i przesunięcia na jednej macierzy. Następnym krokiem w analizie kinematyki jest podanie równań kinematyki manipulatorów w różnych układach współrzędnych.

W kinematyce prostej pokazano jak określać pozycję i orientację końcówki roboczej w zależności od zmiennych przegubowych. Natomiast kinematyka odwrotna polega na znalezieniu zmiennych przegubowych w zależności od pozycji i orientacji końcówki roboczej. W ogólnym przypadku jest ono trudniejsze niż zadanie kinematyki prostej ponieważ czasami nie istnieje jednoznaczne rozwiązanie wynikające z nieliniowości równań kinematyki.

Dynamiczne właściwości manipulatora są wyrażone jako zmiany położenia w czasie w zależności od sił i momentów napędowych. Zależności te mogą być opisane przez układ równań różniczkowych ruchu. W tym celu stosuje się różne formalizmy matematyczne jednym z nich jest metoda Lagrange'a. Otrzymane tą metodą równania opisują właściwości dynamiczne układu w zależności od energii kinetycznej i potencjalnej, wyrażonych w funkcji współrzędnych konfiguracyjnych.

A TERAZ CZAS NA QUIZ

Ile firm robotów było na tytułowej stronie?? ;)

Kogo uważa się za ojca robotyki?

Issac Assimov

Grzegorz Brzęczyszczykiwicz

Andrzej Duda

SUPER

14.2k

Poszło Ci lepiej niż innym

DZIĘKUJE ZA UWAGĘ

CONGRATULATIONS

CONGRATULATIONS

END