Curs roboti 1a

8/19/2019 Curs roboti 1a

http://slidepdf.com/reader/full/curs-roboti-1a 1/19

1. INTRODUCERE

Cuvântul robot a fost folosit pentru prima dată în anul 1920 de către scriitorul cehKarel Čapek în povestirea stiinţifico-fantastică Robotul universal al domnului Rossum !nlim"ile slave rabota înseamnă muncă

1.1 Definiţii pentru robot

#$% - &o"otul este un sistem automati'at care ac ionea'ă pe "a'a unui pro(ram de lucruț

sta"ilit sau care reac ionea'ă la anumite influen e e)terioare* dând impresia e)ecutării unor ț ț

ac iuni omene tiț ș

+,#$% - &o"otul este un mecanism automat care poate e)ecuta* după un pro(ram sta"ilit*opera ii complicate* asemănătoare cu cele reali'ate de omț

+,&$.$ /&+C$$ +ormalisation fran3aise* +/4 5

o norma E61 - 005 define6te manipulatorul5 7tructura mecanică constituită dintr-o serie deelemente articulate sau alunecătoare unul faţă de celălalt* utili'at pentru a prinde* deplasa*

po'iţiona 6i orienta o"iecte piese* scule* etc4* urmărind în (eneral mai multe (rade deli"ertate $l poate fi comandat de un operator* de un automat pro(rama"il electric sau prinorice sistem lo(ic dispo'itiv cu came* lo(ică ca"lată* lo(ică pro(ramată* etc4 independentsau asociat

o norma france'ă NF61-100 dă următoarea definiţie5 &o"otul este un mecanism demanipulare automată* aservit în po'iţie* repro(rama"il* polivalent* capa"il să po'iţione'e6i să oriente'e materiale* unelte sau dispo'itive speciali'ate* în timpul unor mi6cări

varia"ile 6i pro(ramate* destinate e)ecutării unor sarcini variate78+#&#. :$&+ DIN 2801 define6te5

o &o"oţii industriali sunt automate mo"ile cu aplicaţii universale* cu mai multe a)e* alecăror mi6cări sunt li"er pro(ramate pe traiectorii sau un(hiuri într-o anumită succesiune ami6cărilor 6i în anumite ca'uri* comandate prin sen'ori $i sunt echipaţi cu dispo'itive de

prehensiune* scule sau alte mi;loace de fa"ricaţie 6i pot îndeplini activităţi de manipulare6i de fa"ricaţie &o"otul industrial poate fi montat fi)* într-un anumit loc sau poate fideplasat ca un ansam"lu

78+#&#$ <=,+$$:



o &o"otul este un sistem mecanic* dotat cu funcţiile motoare fle)i"ile analoa(e cu celeale or(anismelor vii sau imitaţii ale acestora* cu funcţii inteli(ente* sisteme careacţionea'ă corespun'ător voinţei omului

78+#&#$ &7$>8?5

o &o"otul industrial este o ma6ină automată staţionară sau deplasa"ilă* constând dindispo'itivul de e)ecuţie* având mai multe (rade de li"ertate 6i din dispo'itivulrepro(rama"il de comandă după pro(ram pentru îndeplinirea în procesul de producţie afuncţiilor motoare 6i de comandă

?+78?88. #$ &,@,8?CA #?+ $&?C &?45

o &o"otul este un manipulator repro(rama"il multifuncţional* destinat să deplase'emateriale* piese* scule sau aparate* prin mi6cări pro(ramate varia"il* în scopul îndepliniriiunor sarcini diferite

o &o"otul este un echipament cu funcţionare automată* adapta"il condiţiilor unui mediu

comple) - în care el evoluea'ă - prin repro(ramare* reu6ind să prelun(ească* să amplifice6i să înlocuiască una sau mai multe din funcţiile umane în acţiunile acestuia asupramediului încon;urător

7,C?B? @&?8+?CA #$ &,@,8?CA @ritish &o"ot ssociation45

o &o"otul este un dispo'itiv repro(rama"il* reali'at pentru manipularea pieselor* sculelor 6ialtor mi;loace de producţie* prin mi6cări varia"ile pro(ramate* pentru a îndeplinii sarcinispecifice de fa"ricaţie

#upă cum se vede din definiţiile anterioare nu e)istă o definiţie unică* unanimacceptată* a ro"otului nii speciali6ti consideră ro"otul le(at de noţiunea de mi6care* alţii denoţiunea de fle)i"ilitate a mecanismului* de posi"ilitatea lui de a fi utili'at pentru activităţi

diferite sau de noţiunea de adapta"ilitate* de posi"ilitatea funcţionării lui într-un universimprevi'i"il

/iecare din aceste noţiuni* luate sin(ure* nu reu6esc să caracteri'e'e ro"otul* decât înmod parţial &o"otul este un produs mecatronic* com"inând tehnolo(ia mecanică cu ceaelectronică* iar ro"oti'area domeniilor industriale este etapa care urmea'ă firesc mecani'ării6i automati'ării &o"otul este o componetă evoluată de automati'are care com"ină tehnica decalcul electronic cu sisteme avansate de acţionare mecanică* pentru a reali'a un echipamentindependent* de mare fia"ilitate

&o"otul poate fi definit ca un sistem sau un echipament cu funcţionare automată*adapta"ilă condiţiilor unui mediu comple) 6i varia"il în care acţionea'ă* înlocuind una saumai multe dintre funcţiunile umane în acţiunea acestuia asupra mediului în procesul munciidapta"ilitatea se poate face prin pro(ramare sau repro(ramare manuală sau automată !nmăsura în care un asemenea sistem are 6i capacitatea de a reacţiona la schim"ările condiţiilor din mediu încon;urător real în care se desfă6oară activitatea 6i de a-6i adapta în consecinţăstrate(ia de conducere automată în sens de optimi'are se asocia'ă 6i atri"utul de ro"otinteli(ent

#enumirea de ro"ot se aplică unei familii mai lar(i* din care fac parte5manipulatoarele* instalaţiile de teleoperare* prote'ele* orte'ele* manipulatoare medicale*e)oschelete amplificatoare* ma6inile pă6itoare* ma6inile târâtoare

2



1.2 Repere istorice în evoluţia roboţilor1

.a începutul anilor 190* în la"oratoarele nucleare din /ranţa 6i apoi în 7tatele niteale mericii se construiesc primele instalaţii de teleoperare folosite pentru manipularea

materialelor radioactive în spaţii e)puse radiaţiilor 8ehnica mecanismelor spaţiale articulatedin aceste instalaţii este de'voltată mai departe prin înlocuirea comen'ii 6i acţionării de cătreom cu utili'area calculatoarelor 6i a acţionării hidraulice

:eor(e #evol proiectea'ă în 19D un ro"ot pro(rama"il* îl "revetea'ă în 7 în 19E6i îl reali'ea'ă* împreună cu <oseph $n(el"er(er* creatorul primului ro"ot +?8$ al firmei+?8?,+ cu acţionare hidraulică4* fi(ura 11 &o"otul +?8$ este instalat în primasa aplicaţie de către concernul /,&# pentru servirea unei ma6ini de turnat su" presiune înanul 19E1* fi(ura 12

Fi. 1.1 &o"otul +?8$ Fi. 1.2 =rima aplicaţie a unui ro"ot

!n 19E2 a fost reali'at primul ro"ot în coordonate cilindrice de către / mericanachine and /oundrF4 $l a fost denumit Gersatran de la Hversatile transferH* fi(ura 1I >asero"o i Gersatran au fost instalaţi la fa"rica /ord din Canton* 7tatele nite ale mericiiț

=rimul ro"ot industrial a fost folosit în anul 19EI la u'inele 8renton 74 alecompaniei :eneral otors

!n anul 19EE* in(inerul ,le olau( proiectea'ă un automat de vopsire* fi(ura 1D*

pentru fa"rica de ma6ini a(ricole 8&../ din @rFne +orve(ia4!n 19EJ a fost instalat primul ro"ot industrial în $uropa* un nimate* la etallverken*

ppsland Gs"F* 7uedia

!n anul 19J0 firma Litachi <aponia4 a de'voltat primul ro"ot inteli(ent din lume cuvedere artificială* care asam"lea'ă complet automat o"iecte conform desenului de ansam"lu

=rima linie de produc ie cu ro"o i* ac ionaţi hidraulic* s-a reali'at la #aimler @en'*ț ț ț

7indelfin(en în 19J1 8ot pentru #aimler-@en'* KK $uropa construieste prima liniefle)i"ilă cu ro"o i de sudura în 19J1ț

!n 19JI* &ichard Lohn de'voltă pentru corporaţia Cincinnati ilacron un ro"ot

comandat de un minicalculator &o"otul este denumit M8he 8omoroN 8oolO 8I

4* fi(ura 11 ?/& P ?nternational /ederation of &o"otics

I



!n 19JD firma suede'ă 7$ produce primul ro"ot industrial acţionat electric su"denumirea ?r" E* urmat în 19J de ro"otul ?r" E0* fi(ura 1E !n 19JJ* ro"oţii 7$ suntcomandaţi de microcomputere !n 1990* concernul @roNn-@overF &o"otics cumpărădivi'iunea de ro"otică a lui Cincinnati ilacron* toţi ro"oţii fa"ricaţi în continuare fiinddenumiţi @@

Fi. 1.! =rimul ro"ot în coordonate cilindrice Fi. 1." utomat pentru vopsire 8&../ +orve(ia4

Fi. 1.# 8he 8omoroN 8ool

Fi. 1.$ &o"oţii ?&@ E 6i ?&@ E0

D



!n 19JQ* firma +?8$ construie6te cu a;utorul companiei :$+$&. ,8,&7*ro"otul = M=ro(rama"le niversal achine for ssem"lFO* Oma6ină universală

pro(rama"ilă pentru operaţii de asam"lareO4* fi(ura 1J* versiunea industrială a lui G?C&

!n deceniul anilor R90 se remarcă o oarecare sta(nare a sporirii aplicaţiilor ro"oti'ate înindustrie datorită unor circumstanţe economice* mai ales în <aponia* cât 6i MsaturareaO din

punct de vedere 6tiinţific al ro"oticii industriale* determinată de soluţionarea tehnică* practic atuturor pro"lemelor specifice posi"ile

!n anii 1990 - 199E apar tot mai multe aplicaţii în domeniile serviciilor 6i a medicineirecuperatorii

!n 200I ro"o i a;un( pe arte ars $)ploration &over ission este o misiuneț

spaţială în curs de desfă urare care implică două rovere ro"oti'ate* 7pirit 6i ,pportunitF*ș

fi(ura 1Q* pentru e)plorarea planetei arte

2011* primul ro"ot umanoid în spa iu n &o"onaut &2@4* fi(ura 19* a fost lansatț

până la 7ta ia 7pa ială ?nterna ională ?ni ial &2 lucra în interiorul ?77 pe un modul purtătorț ț ț ț

rmătorii pa i includ un picior pentru alpinism prin coridoarele 7ta iei 7pa iale 6i up(rade-uriș ț ț pentru &2 pentru a mer(e afara în vidul din spa iuț

Fi 1.% &o"otul =

Fi. 1.& &o"otul 7pirit Fi. 1.' &o"onaut

http://www.google.ro/url?sa=i&rct=j&q=robotul+PUMA&source=images&cd=&cad=rja&docid=fcMBDlJqKKAHBM&tbnid=bhtiuvqhUjalNM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.cnczone.com%2Fforums%2Frc_robotics_autonomous_robots%2F29517-puma_560_robot.html&ei=h3YiUYejDYKotAbSo4HwBw&bvm=bv.42553238,d.Yms&psig=AFQjCNF2ZvrKvTnPfRA_LCa3PyPPG-ThJQ&ust=1361299401454837

http://www.google.ro/url?sa=i&rct=j&q=robotul+PUMA&source=images&cd=&cad=rja&docid=s73OkjfoG2hQrM&tbnid=61JR3gykQEb3bM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.prsrobots.com%2Fpuma500.html&ei=U3YiUfSmLoncsgbD8IG4AQ&bvm=bv.42553238,d.Yms&psig=AFQjCNF2ZvrKvTnPfRA_LCa3PyPPG-ThJQ&ust=1361299401454837

http://www.google.ro/url?sa=i&rct=j&q=robotul+PUMA&source=images&cd=&cad=rja&docid=R6oBFzc1DVV93M&tbnid=_2FwucLu2JOUpM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.exapro.com%2Fused-puma-260-val-ii-industrial-robot-p20126001%2F&ei=zHYiUbXRFMHpswaFyIDAAg&bvm=bv.42553238,d.Yms&psig=AFQjCNF2ZvrKvTnPfRA_LCa3PyPPG-ThJQ&ust=1361299401454837



1.! (specte statistice2

!n anul 2000 erau apro)imativ JD2D00 de ro"oţi instalaţi în întrea(a lume &epartitiaacestora pe ţări era astfel5 <aponia D02200 * 7 92900* :ermania Q1200* ?talia I000*

Coreea IIJ00* /ranta 1Q200* area @ritanie 1100* 7pania 1000* &usia 10000!n 2011 vân'ările ro"oti au a;uns la 1EE02Q de unită i* de departe cel mai înalt nivelț

înre(istrat vreodată pentru un an 8endin a de automati'are* întreruptă de cri'a din 2009* s-aț

reluat de;a în 2010 i a continuat în 2011* fi(ura 110 ?ndustria auto i industria metalur(icăș ș

au fost principalele motoare ale revenirii Cele mai importante cre teri au fost în China*ș

7tatele nite i :ermaniaș

Fi. 1.1) +umărul de ro"oţi vânduţi pe plan mondial mii "ucăţi4

$lectric* electronic* calculatoare

otoare pentru autovehicule

=iese auto

=roduse chimice* cauciuc* plastic

etalur(ie

?ndustria alimentară

a6ini unelte

Comunicaţii

plicaţii casnice

7ticlărie* ceramică

edicină* optică medicală

ltele

+especificat

Fi. 1.11 &eparti'area pe domenii a ro"oţilor

2 #epartamentul statistic al ?/&

E



J



Q



Clasificare#efiniţia ro"oţilor su(erea'ă diversitatea acestora !n funcţie de comple)itatea funţiilor pe

care le pot reali'a acestia se împart în5a4 manipulatoare - sunt mecanisme sau ma6ini4 care înlocuiesc omul în procesul muncii*

fiind comandate de om cestea au secvenţe de lucru limitate la operaţii succesive

necomple)e* având 2-I (rade de li"ertate /le)i"ilitatea sistemului de comandă estelimitată limitatoare de cursă* dispo'itive cu came* etc4.a rândul lor manipulatoarele se clasifică după mai multe criterii5a14 după sarcinile pe care le îndeplinesc5

- amplificatoare de forţă 6i vite'ă*- manipulatoare de preci'ie master - slave4*- manipulatoare compensate

9



a24 după asemănarea cu corpul uman "raţ* mână* de(et45- manipulatoare antropomorfe*- manipulatoare neantropomorfe

aI4 după modul în care sunt comandate5- direct de către om pâr(hii* "utoane4*- telecomandate ca"lu* radio4

10



"4 automate - sunt ma6ini sau mecanisme ce pot e)ecuta în re(im automat operaţii sausuccesiuni de operaţii însu6ite iniţial 6i care nu pot fi repro(ramate u6or $le sefolosesc în producţia de masă* au vite'e de lucru foarte mari 6i sunt foarte scumpe

c4 automate pro(rama"ile - sunt ma6ini sau mecanisme care e)ecută operaţii însu6iteiniţial 6i care pot fi repro(ramate u6or

d4 ro"oţi - sunt ma6ini care înlocuiesc omul în procesul muncii 6i au următoarele

caracteristici5- funcţionea'ă în re(im automat*- sunt u6or de pro(ramat*- e)ecută mi6cări repeta"ile*- sunt conduse cu a;utorul calculatorului*- au un număr minim de le(ături cu mediul încon;urător

.a rândul lor ro"oţii se împart în două cate(orii5d14 ro"oţi industriali sau plaF-"ack - dispun de -E (rade de li"ertate* comandate de un sistemde comandă ce dispune de capacitatea de a memora intern pro(rame de efectuare de mi6cări*atât simple cât 6i compuse* de re(ulă însu6ite în timpul efectuării acestora pentru prima dată

de către un muncitor ro"oţi repetitivi4* prin formularea e)plicită a acestora su" formă decomen'i codificate - pro(ramd24 ro"oţi adaptivi - sunt dotaţi cu sen'ori diver6i de forţă* de pre'enţă* de pro)imitate* deformă* etc4 6i cu siteme de comandă capa"ile să interprete'e semnalele de la sen'ori 6i de aacţiona în consecinţă asupra or(anelor de e)ecuţie în scopul reali'ării misiunii sta"ilite iniţial

!n funcţie de comple)itatea sistemului de comandă ro"oţii se împart în (eneraţii dero"oţi

Prima generaie include ro"oţi pro(rama"ili ce6tia sunt capa"ili să repete o mulţimespecificată de operaţii pro(ram ro"ot4* în condiţii e)terne determinate apriori 6i în lipsa

pertur"aţiilor +u e)istă posi"ilitatea de adaptare la schim"ările din mediul de lucru* dar pro(ramele ro"ot se pot modifica cu u6urinţă

11



ce6ti ro"oţi nu au informaţie despre mediul e)terior* iar fle)i"ilitatea pro(ramăriivaria'ă în limite foarte lar(i

=ro(ramarea ro"oţilor din prima (eneraţie se reali'ea'ă prin două metode5- instruire*- pro(ramare te)tuală

=ro(ramarea prin instruire constă îndeplasarea de către operator* prin comen'imanuale* a ro"otului în punctele principaleale spaţiului de lucru* memorarea acestor

po'iţii 6i a acţiunilor ro"otului Comandamanuală a ro"otului se poate face de la oconsolă speciali'ată sau conducând cu mânaîntre( "raţul ro"otului Consola speciali'atăare "utoane funcţionale sau o manetă;oFstick4 6i deplasea'ă ro"otul încoordonate ro"ot fiecare (rad de li"ertate în

parte4 sau în coordonate operaţionale* înspaţiul carte'ian sus-;os* stân(a-dreapta*înainte-înapoi4 !n timpul deplasăriiro"otului se pot memora numai puncteleselectate de operator sau întrea(a traiectoriea ro"otului prin citirea cu frecvenţă fi)ă a po'iţiilor Celelalte acţiuni ale ro"otului* care nuimplică mi6carea "raţului apucă-lasă o"iect* a6teaptă semnalul de sincroni'are etc4 sememorea'ă prin apăsarea unor taste funcţionale de pe consola speciali'ată

=ro(ramarea te)tuală a ro"otului presupune un sistem de comandă "a'at pe structuride calcul 6i se reali'ea'ă la fel ca pro(ramarea calculatoarelor* având toate avanta;ele acesteia

! doua generaie de ro"oţi cuprinde ro"oţii adaptivi* care sunt capa"ili să lucre'e încondiţii de mediu varia"il sau în medii doar parţial cunoscute ce6tia î6i adaptea'ă acţiunilela pertur"aţiile datorate modificărilor din spaţiul de lucru ce6ti ro"oţi sunt dotaţi cu

puternice sisteme sen'oriale* cu care recunosc un mediu nou sau modificările dintr-un mediudat

&o"otul din (eneraţia a doua se define6te ca un sistem automat adaptiv* care reali'ea'ăsarcina pro(ramată printr-o interacţiune continuă cu mediul de lucru* apelând la funcţiielementare de deci'ie 6i autoinstruire

! treia generaie de ro"oţi* ro"oţii inteli(enţi* posedă elemente de inteli(enţăartificială ce6tia pot să-6i definească sin(uri sarcinile pentru re'olvarea unei pro"leme

particulare* considerând informaţia despre mediul încon;urător 6i să-6i modifice acţiunile

funcţie de informaţiile furni'ate de sistemul sen'orial &o"oţii inteli(enţi pot fi completautonomi* (radul lor de inteli(enţă variind funcţie de scopurile pentru care sunt construiţi&o"otul din (eneraţia a treia se poate defini ca un dispo'itiv capa"il să e)ecute sarcini

care necesită 6i anumite calităţi umane* cum ar fi5 adaptarea* învăţarea* capacitatea derepre'entare a mediului încon;urător* predicţie 6i planificare etc n astfel de ro"ot secaracteri'ea'ă prin5 actuali'area permanentă a unui model al mediului* capacitatea dea"stracti'are 6i (enerali'are* capacitatea de deducţie 6i inducţie* folosirea unei "a'e decuno6tinţe care repre'intă scheme de comportament* capacitatea de planificare 6i de reali'area unui plan

12



&o"ot

Celulă fle)i"ilă#oi sau mai mulţi ro"oţi sau ma6ini unelte cu comandă numerică4 comandaţi deacela6i calculator

1I



.inie fle)i"ilăai multe celule fle)i"ile le(ate între ele prin sisteme de transfer ro"oti'ate !ntrea(a

linie fle)i"ilă poate fi comandată de o sin(ură unitate de comandă sau de mai multe unităţile(ate în reţea

1D



Lale ro"oti'ateai multe linii fle)i"ile 6i ma(a'ii ro"oti'ate le(ate între ele prin ro"oţi mo"ili

ro"ocare4

1



1E



(sociaţia Internaţional* +e (uto,atic* -i robotic* in Constructii I((RC/0ttp333.iaarc.or

#omenii5• #emolare• 8opo(rafie• $)cavare 6i lucrări de terasament• #rumuri 6i pava;e• 8unele• 8ransport 6i distri"uţie "eton• +ivelare 6i finisare "eton proaspat• acarale 6i camioane autonome

1J



• =o'iţionarea 6i sudarea elementelor structurale din otel• plicarea de straturi re'istente la incendiu 6i vopsire prin pulveri'are• ?nspecţia 6i întreţinerea construcţiilor • &eali'area inte(rată a construcţiilor

#irecţii

1Q

Curs roboti 1a

Documents

Transcript of Curs roboti 1a