Przekładnia falowa
Przekładnia składa się z trzech zasadniczych części:
-wewnętrznie uzębionego koła sztywnego (pierścienia zewnętrznego, nieruchomego)
- zewnętrznie uzębionego wieńca podatnego (pierścienia elastycznego, ruchomego)
- generatora fali , wywołującego odkształcenie wieńca podatnego.
Rys. 31. Przekładnia falowa: a) z dwiema rolkami; b) z trzema rolkami
Zasada działania:
Wewnątrz elastycznego koła wewnętrznego znajduje się obracający się wodzik, zwany
generatorem fali z dwoma lub trzema obracającymi się rolkami dociskającymi koło
wewnętrzne do zewnętrznego.
Podczas ruchu generatora fali pierścień elastyczny odkształca się wchodząc w zazębienie z
kolejnymi miejscami powierzchni pierścienia zewnętrznego - wokół pierścienia wędrują dwie
(lub więcej) fale zazębień", stąd nazwa przekładni. Ze względu na różnicę w liczbie zębów
pierścieni, podczas pełnego obrotu pierścień elastyczny przemieszcza się w stosunku do
generatora fali o kąt odpowiadający tej różnicy.
Przełożenie przekładni jest równe:
Z - Z
pe pz
i =
Z
pz
gdzie:
Zpe  liczba zębów pierścienia elastycznego;
Zpz  liczba zębów pierścienia zewnętrznego.
Zalety:
- pozwalają uzyskać duże przełożenia (nawet 1 : 320)
- małe luzy
- mała masa i objętość
- odporne na zużycie
- ma bardzo korzystny stosunek przenoszonej mocy do rozmiarów
Wady:
- trudna technologia wytwarzania
- wymagają użycia materiałów wysokiej jakości
Rodzaje robotów (generacje)
" Roboty generacji 1
Roboty generacji 1 są aktualnie robotami najbardziej rozpowszechnionymi.
Charakteryzują się one:
całkowitym brakiem sprzężeń zwrotnych od stanu manipulowanego przedmiotu.
Manipulowanie jest więc sterowane w torze otwartym;
koniecznością precyzyjnego zaprogramowania ruchów ramion manipulatora w
odniesieniu do określonego układu współrzędnych;
koniecznością ustabilizowania współrzędnych stanu początkowego manipulowanego
przedmiotu.
Klasy robotów 1 generacji: (nie wiem czy potrzeba opisywać tez klasy?)
1) Roboty klasy 1, programowane metodą krokową, z sekwencyjnym sterowaniem
położenia ramion.
- określa się kolejność i kierunek ruchów napędów poszczególnych osi ruchu manipulatora
za pomocą programatora sekwencyjnego,
-zasięg ruchów ogranicza się za pomocą nastawialnych ograniczników mechanicznych
lub wyłączników drogowych.
- Uruchomienie kolejnego napędu odbywa się dopiero po zakończeniu ruchu poprzedniego
napędu.
- dokładność ustawienia ramion około 0,1 mm.
2) Roboty klasy 2, programowane metodą krokową, z analogową nadążną regulacją
położenia ramion.
- określa się kolejność i kierunek ruchów napędów poszczególnych osi ruchu manipulatora
za pomocą programatora sekwencyjnego (to samo jak w klasie 1)
- zasięg ruchu jest zadawany przez nastawę potencjometru wartości zadanej położenia
danej osi ruchu (! Tu różnica od klasy 1)
(napięcie z potencjometru jest porównywane z napięciem potencjometru pomiarowego,
określającego aktualne położenie ramienia. Różnica napięć steruje, poprzez regulator i
wzmacniacz, silnikiem napędzającym ramię.)
- przez zmianę nastaw potencjometrów możemy ustawiać ramie robota w różnych miejscach
3) Roboty klasy 3, programowane metodą uczenia, z cyfrową regulacją nadążną
położenia ramion.
- różnica miedzy klasą 2 jest taka ze tu wykorzystywany jest sygnał cyfrowy a nie analogowy
" Roboty generacji 1,5
Cechy:
ruchy manipulatorów NIE są całkowicie zdeterminowane na etapie programowania,
zależą również od wartości niektórych współrzędnych stanu manipulowanego obiektu;
wymienione współrzędne stanu są mierzone przez proste przetworniki ( sił,
momentów, położenia)
proste środki wyznaczania potrzebnych współrzędnych stanu obiektu
" Roboty generacji 2
Cechy:
ograniczona możliwość rozróżniania (nielicznych) kształtów i położeń
złożone systemy rozpoznające obiekty (kamery, wielopunktowe przetworniki dotyku w
chwytaku)
posiadają jednostkę sterująca o dość dużej mocy obliczeniowej
działają według określonego programu
nie posiadają inteligencji, nie potrafią rozwiązywać nowych problemów, zadań
" Roboty generacji 2,5 i 3
Cechy:
zdolność rozpoznania złożonych kształtów i klasyfikacji złożonych sytuacji
posiadają sztuczną inteligencje
radzą sobie w sytuacjach zawierających elementy nieokreśloności i nowości (w
pewnym stopniu)
posiadają złożone systemy czujników i są sterowane przez komputery o dużej mocy
obliczeniowej
Trójczłonowy manipulator cylindryczny
Pierwszy przegub (oś 1) jest obrotowy i wykonuje obrót wokół podstawy, gdy przeguby drugi i
trzeci (osie 2 i 3) są przesuwne. Jak sugeruje nazwa, zmienne przegubowe są zarazem
współrzędnymi cylindrycznymi końcówki roboczej względem podstawy. Konfiguracja
cylindryczna ma walcowy układ osi współrzędnych oraz cylindryczne przestrzenie ruchu.
Rys. 7. Przestrzeń robocza manipulatora cylindrycznego
Dla przypomnienia - Rys. 15. Typy przestrzeni roboczych
Podstawy (przyczyny) rozwoju robotów
" Czynniki techniczne
postęp w konstrukcji elementów automatyki
rozpowszechnienie się mikrokontrolerów i mikrokomputerów
rozwój silników (korzystny stosunek mocy do masy)
Wzrost zapotrzebowania na manipulowanie przedmiotami niemożliwymi do ręcznego
manipulowania (np. ciężkie, niewygodne do przenoszenia, szkodliwe środowisko).
Dążenie do utrzymania jednolitego i wysokiego standardu jakościowego wymaganego
przez konkurencję.
" Czynniki ekonomiczne
instalowanie kapitałochłonnych maszyn (np. obrabiarek sterowanych numerycznie)
zmusza do maksymalnego ich wykorzystywania przy pracy ciągłej przez całą dobę
wzrost kosztów pracy ludzkiej
przy częstej zmianie profilu małoseryjnej produkcji stosowanie wysoko
wyspecjalizowanych automatów produkcyjnych jest nieopłacalne.
Rozwój masowości  masowej produkcji
" Czynniki społeczne
Stale malejąca liczba pracowników do prac monotonnych. Wzrost poziomu
wykształcenia. Malejąca stopa przyrostu naturalnego w krajach rozwiniętych.
Powszechne tendencje do wzrostu bezpieczeństwa pracy.
Podstawowe struktury kinematyczne
" Roboty monolityczne o szeregowej strukturze
kinematycznej
Roboty o strukturze kinematycznej PRZEGUBOWEJ
- mają wszystkie obrotowe osie zespołów ruchu regionalnego
- są na ogół wykonywane jako wolno stojące, lżejsze konstrukcyjnie, o mniejszym
udz
wigu.
- znajdują bardzo szerokie zastosowanie
SFERYCZNE
- posiadają jeden liniowy oraz dwa obrotowe zespoły ruchu regionalnego
 CYLINDRYCZNE
- Pierwszy przegub jest obrotowy - wykonuje obrót wokół podstawy, przeguby drugi i
trzeci są przesuwne.
SCARA
- trzy osie równoległe, dwie o ruchu obrotowym osie 1 i 2, a jedną o postępowym oś 3
- zaprojektowany z myślą o zadaniach montażowych
KARTEZJAC
SKIE
- prostokątny układ osi współrzędnych
- liniowe zespoły ruchu
- nazywane robotami bramowymi lub portalowymi
y
z
l2
l1
l3
x
" Roboty i manipulatory o strukturach równoległych (jeśli zaliczają się
do  podstawowych struktur)
Płaskie manipulatory równoległe
manipulator 3(RRR) - płaski ruch platformy (przesunięcie i obrót) uzyskuje się przez
zmianę długości siłowników kończyn manipulatora (rys. 32a),
manipulator 3(RPR) - płaski ruch (przesunięcie i obrót) platformy jest określony przez
zmiany kątów konfiguracyjnych kończyn manipulatora zależnie od czasu (rys. 32b),
manipulator 3(PRR) piaski ruch platformy (przesunięcie i obrót) uzyskuje się przez
przesunięcie punktu bazowego wzdłuż boków podstawy (rys. 32c).
Sferyczne manipulatory równoległe
- charakteryzują się trzema rotacyjnymi stopniami swobody platformy roboczej
- zawierają trzy łańcuchy kinematyczne (RRR) lub (SPK), łączące człon roboczy z
podstawą
- każdy z tych łańcuchów zastępuje jedno napędzane połączenie obrotowe lub przesuwne.
Chwytaki i głowice w robotach
Chwytaki są częścią robota, która:
" bezpośrednio współpracuje z manipulowanym przedmiotem;
" od której w istotny sposób zależy dokładność manipulacji;
" nie może by wykonany jako część uniwersalna do wszystkich zastosowań.
Przeznaczenie:
1) pobranie (uchwycenie) obiektu manipulacji (przedmiotu) w położeniu początkowym;
2) trzymanie obiektu (przedmiotu) w trakcie trwania czynności manipulacyjnych;
3) poprawienie (ewentualne) orientacji manipulowanego przedmiotu;
4) uwolnienie obiektu manipulacji w miejscu docelowym.
Sposoby chwytania przedmiotów
chwytanie przez obejmowanie;
chwytanie cierne;
chwytanie przez przyssanie;
chwytanie magnetyczne.
Często spotyka się sytuacje kiedy manipulator nie jest zakończony chwytakiem, lecz
narzędziem np. elektrodami do zgrzewania punktowego lub pistoletem lakierniczym