Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Robotika

Univerzita Jana Evangelisty Purkyně

Základy automatizace Robotika Osnova přednášky 1) Základní pojmy; algoritmizace úlohy 2) Teorie logického řízení 3) Fuzzy logika 4) Algebra blokových schémat 5) Vlastnosti členů regulačních obvodů 6) Vlastnosti regulátorů 7) Stabilita regulačního obvodu 8) Kvalita regulačního pochodu 9) Robotika


Základy automatizace Robotika Osnova přednášky ● ● ● ● ●

Členění manipulačních zařízení Kinematika robotů Kinematické struktury robotů Konstrukce robotů Způsoby řízení robotů


Základy automatizace Robotika Členění manipulačních zařízení Podle prováděné práce ●

Manipulační (podávání součástek a polotovarů)

●

Technologické (svařovací, montážní, nanášení povlaků)

●

●

Speciální (pracují pod vodou, v radioaktivních prostředích, v kosmu) Univerzální (kombinuje předchozí procesy)


Základy automatizace Robotika Členění manipulačních zařízení Manipulační zařízení Jednoúčelové manipulátory

Programovatelné manipulátory

Robot 1. generace pevný program Robot 2. generace měnitelný program Robot 3. generace inteligentní robot


Základy automatizace Robotika Robot 1. generace

●

Pevně naprogramovaný postup výrobních operací

●

Změna postupu → změna programu

●

Systém zdvihni umísti



●

Vybavení senzory nebo kamerou

●

Systém „udělej a ověř“



●

Přizpůsobení podmínkám

●

Učí se; samostatně řeší zadané úkoly





Základy automatizace Robotika Kinematika robotů

Posuvné kinematické dvojice (translační) ●

●

●

Suportové – po delším vedení se posouvá kratší těleso Smykadlové – v kratším vedení se posouvá delší těleso Výsuvné - teleskopické



Rotační kinematické dvojice ● ●

Otočné Kyvné



Kinematická struktura ●

Vzájemně spojené dvojice vytváří kinematické řetězce.

●

Tyto řetězce potom vytvoří kinematickou strukturu robotu





Základy automatizace Robotika Kinematické struktury

Nejrozšířenější typy kinematických struktur ●

Tři translační kinematické dvojice.........................TTT

●

Jedna rotační a dvě translační dvojice...................RTT

●

Dvě rotační a jedna translační dvojice...................RRT

●

Tři rotační dvojice...................................................RRR


Základy automatizace Robotika Kinematické struktury - TTT


Základy automatizace Robotika Kinematické struktury - RTT


Základy automatizace Robotika Kinematické struktury - RRT


Základy automatizace Robotika Kinematické struktury - RRT


Základy automatizace Robotika Kinematické struktury - RRR


Základy automatizace Robotika Hlediska pro posuzování průmyslových robotů 1. Manipulační schopnost ➔ ➔

Stavba robota Velikost pracovního prostoru

4. Počet stupňů volnosti 5. Hmotnost manipulovaného břemene 6. Dosahovaná přesnost 7. Rychlost pohybů 8. Konstrukce robotu 9. Způsob řízení


Základy automatizace Robotika Hlediska pro posuzování průmyslových robotů Stupně volnosti ●

●

Osa v prostoru s níž je spojen pohyb (ruka bez prstů 7°volnosti – rameno 2; paže 1; loket 1; předloktí 1; zápěstí 2) Obecně pro zajištění polohy – 3°a pro orientaci – 3° → celkem 6°


Základy automatizace Robotika Hlediska pro posuzování průmyslových robotů Manipulační hmotnost břemene ●

●

Manipulační hmotnost = hmotnost břemene + hmotnost uchopovacího mechanizmu Hmotnostní řady např. 1; 4; 16; 30; 45; 65; 80; 100 kg

Přesnost manipulace ●

●

●

Přesnost polohování – maximální odchylka mezi požadovanou a skutečnou polohou do libovolného bodu pracovního prostoru Opakovaná přesnost vyšší, do cíle se dojíždí za stejných podmínek – rychlost a směr Geometrická přesnost dráhy – pro speciální aplikace (svařování; odstraňování otřepů)





Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Pojezd robotů ●

Delší pohyb, nemusí být přímočarý

Pojezdové ústrojí ●

Otočná řízená kolečka

●

Pojezdové pásy

●

Pozemní kolejová dráha

●

Závěsná dráha


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Přímočarý pohyb ●

Suportový

●

Smykadlový (do 1 m délky)

●

Teleskopický

Vedení přímočarého pohybu ●

●

Valivá uložení: kuličky; válečky; jehly; kladky Tvar vedení: čtvercový; trojboký; rybinový; kruhový


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Rotační pohyb ● ●

Přímý náhon Nepřímý náhon s převodem ➔ Ozubenými koly ➔ Řemenem; ozubeným řemenem


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Kývavý pohyb ●

Pohyb menší než 360° ➔ ➔ ➔

Vahadla a písty Hřebenový pohon nebo pohybový šroub Kyvné rameno poháněné pneuválcem nebo pohybovým šroubem




Vahadla Hřebenový pohon nebo pohybový šroub Kyvné rameno poháněné pneuválcem nebo pohybovým šroubem




Vahadla Hřebenový pohon nebo pohybový šroub Kyvné rameno poháněné pneuválcem nebo pohybovým šroubem


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Pohony ●

●

●

●

Mechanické – jednoduché a jednoúčelové manipulátory; vačkové a pákové mechanizmy Hydraulické – vyšší síly při menší hmotnosti; plynulé řízení a bezpečnost proti přetížení. N. - teplotní závislost; ztráty oleje netěsnostmi. Pneumatické – V. - čistota; jednoduchá údržba; nízké pořizovací náklady. N. - elasticita vzduchu; obtížná regulace; vyšší hlučnost a energetické náklady

Elektrické ● ● ●

stejnosměrné motory s kotoučovým rotorem Krokové motory s aktivním rotorem; reakční Střídavé motory


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Převody ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Ozubená kola Ozubený hřeben Šroub a matice Kuličkový šroub a matice Řemenové převody s ozubeným řemenem Řetězové převody Šnekové převody Planetové převody Harmonické převody


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Ozubená kola ●

Přenos rotačních pohybů

●

Malá osová vzdálenost

●

Kuželový převod – různoběžné osy


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Ozubený hřeben ●

●

Převod rotačních na translační a obráceně Časté použití u chapadel


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Šroub a matice ●

Přenos rotačního na translační pohyb


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Kuličkový šroub a matice ●

Převod rotační → translační

●

Přesné převody

●

Malé ztráty třením

●

Výrobně náročné

●

Nákladné


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Řemenový převod s ozubeným řemenem ●

Přenos rotačních i translačních pohybů

●

i = 10

●

Tichý chod

●

Dobrý tlumící účinek

●

Bez skluzu


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Řetězové převody ●

●

Přenos menších a středních výkonů Přenos rotačních i translačních pohybů

●

i=7

●

Tichý chod

●

Snadná montáž

●

Nutnost napínání


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Šnekové převody ●

Přenos rotačních pohybů

●

Vysoké převody

●

Malá účinnost

●

Samosvornost


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Planetové převody ●

Nemají vysoké převody

●


●

Nákladné


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Harmonické převody ●

Vysoké převody

●

i = 150

●

Velmi přesné

●

Bez vůle

●


●

Nákladné


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Pracovní hlavice – chapadla ● ● ●

Co nejlehčí Bezpečné uchopení a uvolnění předmětu Typy: ● Mechanické - nejpoužívanější ● Pneumatické – podtlakové; rovinné a rozbitné materiály ● Elektromagnetické ● Vícenásobné hlavice ● Výměnné hlavice


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Mechanická chapadla


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Mechanická chapadla


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Druhy chapadel


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Pneumatické chapadlo

Elektromagnetické chapadlo


Základy automatizace Robotika Konstrukce robotů Vícenásobná - výměnné hlavice





Základy automatizace Robotika Způsob řízení robotů Kartézsská soustava souřadná Souřadnice ramene ●X; Y; Z – pravoúhlé souřadnice ●A; B; C – rotační osa ●Souřadnice bodu: S1=(X;Y;Z;A;B;C)


Základy automatizace Robotika Způsob řízení robotů Kartézsská soustava souřadná Souřadnice chapadla ●XG; YG; ZG – pravoúhlé souřadnice ●Poloha chapadla: CHAPAC_POS:@(XG;YG;ZG)


Základy automatizace Robotika Způsob řízení robotů

X: X=L2 sin L3 cos −90 ° Z : Z=L1L2cos −L3cos −90 °


Základy automatizace Robotika Opakovací otázky 1. 2. 3. 4. 5.

Jak členíme manipulační zařízení? Jaké známe kinematické dvojice? Nakreslete hlavní schémata robotů. Jaká jsou kritéria pro posuzování průmyslových robotů? Vysvětlete co je stupeň volnosti a kolik jich potřebujeme pro zajištění orientace. 6. Jaká znáte pojezdová ústrojí? 7. Jakým způsobem řešíme přímočarý pohyb? 8. Jakým způsobem řešíme rotační a kývavý pohyb? 9. Jaké znáte druhy pohonů pro roboty? 10. Jaké znáte typy převodů a popište jejich vlastnosti. 11. Popište příklady ovládání chapadel. 12. Nakreslete schematicky druhy chapadel 13. Vysvětlete jakým způsobem určujeme body v prostoru pro roboty

Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Robotika

Recommend Documents