Handbook of Industrial Robotics John Wiley & Sons, 1999 Ed. Shimon Y. NOF, Purdue Univ. USA
Prof. KOVÁCS György PTE PMMK Műszaki Informatika és Villamos Intézet
[email protected]
Robotok • Karel Capek (1921-22)
– Rossum’s Universal Robots (RUR)
• Isaac Asimov
1. Robot nem bánthat embert 2. R. végrehajtja az ember utasításait 3. R. védi magát, hacsak nem mond ellent 1-nek, vagy 2-nek
• Joseph Engelberger
– 1954: első programozható manipulátor --- robot – 1961: szabadalom
• Robotalkalmazás
– Folyamatosan nehéz/veszélyes munkára – Ember helyett, ha az ember nem akarja – Ember helyett, ha gazdaságosabb
• Antropomorf robot – normál, tripod és egyéb robot • Új ipari robotok száma évente kb. 140.000 – Japán (80K), USA (20K), EU (20K), ........
Robotok a gyártásban/tegnap-ma • Anyagmozgatás: szerszámgépek és egyéb állomások kiszolgálása, rakodás • Öntés, pont-, ívhegesztés, kovácsolás, hőkezelés, préselés, festés • Szerelés (össze) • Intelligens robotok: nem csak belső erő-nyomaték érzékelőkkel, hanem külső – tapintó, látó, halló, szagló érzékelők
Robotok /ma-holnap • Szerelés (össze-szét) • Megmunkálás robotkarra szerelt szerszámokkal (festő, maró, fúró, vágó, sorjázó, stb.) • Ellenőrzés • Csomagolás, bőr-, textil-kezelés • Tisztítás, Takarítás • Orvosi alkalmazások • Mikro-robot, nano-robot
1. Az ipari robotika fejlődése • Történelmi áttekintés és a robotok szerepe az automatizálásban (J. Engelberger) • Robotika Japánban (trendek és kihívások) – 23% autóipar, 32% elekrtotechnika, – 20% műanyagipar, 5% fémfeldolgozás
• Robotika és gépi intelligencia – 1-2-3. generáció, – 4: intelligencia-adaptivitás, szövegfelismerés, stb.
• Trendek és ipari igények – GM: 1973: 0, 1995: 15.000 – Intelligens alkalmazások
2. Mechanikai tervezés • Manipulátor tervezés (Warnecke et al.) • Manipulátorok kinematikája és dinamikája – Mátrixok, munkatér, inverz kinematika, sokszabadságfok, többkarú- és párhuzamos rendszerek
• Robot kezek és végrehajtó eszközök • Mobil- és sétáló-robotok – Lábon, kerekeken, lánctalpon – hegyen, lépcsőn
• Táv-operáció, táv-robotika és távjelenlét • Mikrorobotika – Energia: belső: elemek, külső: optikai, mágneses, elektromos, ultrahang
• Nanorobotika
3. Irányítás és intelligencia • Robotvezérlők (control) tervezése – Felhasználói felület, robot program, végrehajtás, mozgás, I/O, érzékelők, hálózat, programozható vezérlő, motorok, programozás, stb.
• Érzékelők (szenzorok) a robotikában – Végálláskapcsolók, erő és nyomaték, látás, hallás
• Sztereo látás ipari alkalmazása (2D-3D) • Robotok mozgástervezése és irányítása • Mozgó robotok intelligens irányítása – Világmodell, érzékelés, végrehajtás
• Virtuális valóság és a robotika
4. Programozás és intelligencia • On-line programozás – Tanulás, ismétlés, stb.
• Off-line programozás – Modellezéssel, programozva
• Tanulás, következtetések és problémamegoldás a robotikában • Neuro-fuzzy rendszerek • Több-robotos rendszerek koordinálása és irányírása – Intelligens, tárgyalásos, stb.
• Robotok csoportos viselkedése (G. Bekey)
5. Szervezési és gazdasági szempontok • Ipari robot szabványok – Biztonság, teljesítmény (US vs. ISO)
• Szervezési és automatizálási hatások – a termelő munkások minősítésére (H-J. Bullinger) – Tanulás, gondolkodás, felelősség, együttműködés, teljesség
• CIM/Robotika menedzsment rendszerek – Ember integrálása
• A CIM és a Robotika a vállalati újratervezésben (re-engineering) – Jelenlegi és javasolt szervezés, folyamatok, üzemelés
• Robotintegrálás gyártórendszerekben (Weston)
6. Alkalmazás: tervező technikák • Termék- és termelés-tervezés • Operáció kutatás robotos rendszerekhez – Egészértékű programozás, lineáris programozás, heurisztika, sorbanállás, szimuláció, döntéstámogatás
• Számítási, MI és multiágens rendszerek a robotműveletek tervezésében (Nof) • Robot ergonómia: a robotmunka optimalizálása (Nof) – Robot-ember összevetés: kar, test, csukló, erő, megfogó, tűrőképesség, túlterhelés, memória, programozás, intelligencia, jelfeldolgozás, agy-izom, érzékelés, energiahatékonyság, elfáradás, kiesés
• Emberi tényezők robotos rendszerek tervezésében • Robotrendszerek létének igazolása
7. Alkalmazás: tervezés és integrálás • Robotos gyártócellák • Robotok megbízhatósága, karbantartása és biztonsága • CAD és grafikus szimulátorok robotos rendszerekben • Számítási, MI és multiágens rendszerek a robotrendszerek tervezésében (Kovács) • Pontosság és kalibrálás • Robotika, FMS és CIM (H. Brussels) • Robotprojektek megvalósításának stratégiája
8. Robotok és folyamatok (processes) • • • • • •
Gyártás (fabrication) és feldolgozás (processing) Robotika az öntődékben Ponthegesztés és lézeres hegesztés Ívhegesztés Festés, felületkezelés és forrasztás Rugalmas megfogók – Több célra, programozható, átalakítható
• Munkadarab kezelés, megfogó választás
9. Robotika a működtetésben (operations) • • • • • • •
Anyagkezelés és raktározás Szerelés: mechanikai gyártmányok Szerelés: elektrónika Minőségbiztosítás, felügyelet és tesztelés Karbantartás és javítás Gyártmány újragyártás Mikro-szerelés
10. Robotalkalmazások/1 • Gépkocsi gyártás – Alkatrészgyártás, szerelés, hegesztés, festés, hőkezelés
• Elektronika, műszer- és félvezető-ipar – Alkatrészgyártás, szerelés
• Robotok az űrben • Robotok a készülékgyártásban – Mosógép, hűtőszekrény,
• Robotika az élelmiszeriparban és mezőgazdaságban – Szüretelés, válogatás, gyomirtás, tehén fejés
10. Robotalkalmazások/2 • Építőipar és hajóépítés – Acélszerkezet szerelés, hegesztés
• Folyamatos gyártás – Pékség, csirkefarm, gyógyszer, cukorka-csomagolás, vegyi-, orvosi labor
• Szolgáltatások – Kórházi segítség, takarítás, ellenőrzés mérgező-, robbanóanygoknál, szemétkutatás, bár kiszolgáló
• Orvosi robotok és számítógéppel integrált sebészet – modellezés, szimuláció, operálás
11. Robotika – világszerte statisztikák, számok, trendek, folyóiratok (5 magyar), cégek, 12. Robot terminológiai szótár
KÖVETKEZTETÉSEK • CAD, CAM, CIM, CAPP, CAQ, Caxx, • FMS, FMC, TQM, JIT, • OO, OOSE, HOOD, OMT, UML, IDEF • CIM-OSA, PERA, GRAI, GERAM
• AI, KBS, ES, ANN, FS, GA, • ISO, OSI, MAP, TOP, MMS, IGES, STEP • NC, CNC, RoC, DNC, • BBQ
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET !!!
