Politechnika Świętokrzyska

Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn

Centrum Laserowych Technologii Metali PŚk i PAN

Zakład Informatyki i Robotyki

Przedmiot:Podstawy Automatyzacji - laboratorium, rok II, sem. III,

Specjalność: SUM - Inżynieria Produkcji, studia uzupełniające, 2002÷2003.

Ćwiczenie nr 3.

Roboty Przemysłowe - budowa, działanie, zastosowania.

0. Wstęp

Robotyka jest stosunkowo młodą dziedziną nowoczesnej technologii, która łączy

różne tradycyjne gałęzie nauk technicznych. Zrozumienie całej zawiłości 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. Możliwe, że w ciągu kilku lat inżynieria robotyczna stanie się osobną

dziedziną nauk technicznych. Przedmiotem badań robotyki są zastosowania robotów w

nauce, szeroko rozumianej technice, medycynie i innych sferach działalności człowieka.

Jako dziedzina interdyscyplinarna, związana z mechaniką, sterowaniem, inteligencją

maszynową oraz zagadnieniami socjalnymi, a nawet psychologicznymi, robotyka jest

szczególnie trudna do zdefiniowania. Teoria i praktyka robotów oraz manipulatorów jest

interdyscyplinarną dziedziną badań. Robotyka przemysłowa zajmuje się zagadnieniami

związanymi z zastosowaniem robotów i manipulatorów przemysłowych do robotyzacji

takich procesów, jak: odlewnictwo, spawalnictwo, lakiernictwo, pokrycia powierzchni,

obsługa pras, montaż, a także wielu innych procesów, szczególnie tych, które wymagają

dużego wysiłku fizycznego, są czasami szkodliwe, monotonne i niebezpieczne dla

zdrowia obsługującego. Zastosowanie robotów przemysłowych w ostatnich latach daleko

wybiega poza przemysł elektromaszynowy i wkracza do takich dziedzin, jak: górnictwo,

1

rolnictwo, transport, budownictwo, łączność, chemia, leśnictwo. Szczególny rozwój

robotów następuje w związku z eksploracją dna morza, a także badaniami prowadzonymi

na innych planetach i w przestrzeni kosmicznej. Przyszłość robotów przemysłowych to ich

stosowanie w elastycznych systemach produkcyjnych i bezludnych fabrykach.

1. Pojęcia podstawowe

Według definicji ISO: “manipulacyjny robot przemysłowy jest automatycznie

sterowaną, programowaną, wielozadaniową maszyną manipulacyjną o wielu stopniach

swobody,

stacjonarną

lub

mobilną

dla

różnych

zastosowań

przemysłowych”.

Programowana

maszyna

oznacza

możliwość

łatwego

programowania

(zmiany

programów), ruchów lub funkcji bez zmiany struktury mechanicznej lub układów

sterowania. Wielozadaniowa maszyna oznacza, że może być ona adaptowana do różnych

zastosowań przez zmianę struktury mechanicznej lub układu sterowania. Wyróżnia się

cztery podstawowe klasy robotów przemysłowych:

–

Robot sekwencyjny. Jest to robot, który ma sekwencyjny układ sterowania.

Typowym przykładem jest tutaj robot ze sterowaniem punktowym (typu PTP),

–

Robot realizujący zadaną trajektorię. Jest to robot realizujący ustaloną procedurę

ruchów sterowanych wg instrukcji, które specyfikują żądaną pozycję (zwykle

uzyskiwaną przez interpolację) oraz żądaną prędkość w danym położeniu.

Typowym przykładem jest tutaj robot ze sterowaniem ciągłym,

–

Robot adaptacyjny. Jest to robot z sensorycznym, adaptacyjnym albo uczącym

się układem sterowania. Przykładami są układy o możliwościach zmiany

właściwości dzięki wykorzystaniu informacji sensorycznej, nagromadzonym

doświadczeniom planowania zadań lub przez nauczenie i trening. Typowym

przykładem jest tutaj robot wyposażony w czujniki wizyjne, w którym jest

możliwa korekta ruchu podczas pobierania elementów, montażu lub spawania

łukowego,

–

Teleoperator. Jest to robot ze zdalnym sterowaniem realizowanym przez

operatora lub komputer. Jego funkcje są związane z przenoszeniem na odległość

2

funkcji motorycznych i sensorycznych operatora. Wyłącza się z tej klasy układy o

połączeniach mechanicznych.

2. Zastosowania manipulatorów i robotów

Do podstawowych zastosowań robotów przemysłowych można zaliczyć:

‒

odlewnictwo żelaza, żeliwa, staliwa,

‒

kucie matrycowe i swobodne,

‒

obróbka cieplna,

‒

spawanie,

‒

malowanie,

‒

obsługa maszyn,

‒

cięcie,

‒

montaż,

‒

pakowanie,

‒

pomiary,

‒

przemysł filmowy,

‒

inne.

3. Rozwój robotów przemysłowych

Można wyróżnić trzy fazy rozwoju robotów i przemysłu je wytwarzającego:

–

początkowy okres rozwoju tego przemysłu. W 1954 roku rozpoczęły się prace

projektowe i konstrukcyjne. Pierwsze jednostki wytworzone przez firmy

Unimation, Yersatran oraz Prab pojawiły się w 1962 roku na rynku

amerykańskim, a w 1968 roku w Europie,

–

w połowie lat siedemdziesiątych kilka firm amerykańskich podjęło produkcję

przede wszystkim dla potrzeb przemysłu motoryzacyjnego,

–

rozpoczęła się w latach 1979-1982 i trwa obecnie.

Ostatnia faza jest uważana za okres gwałtownego rozwoju robotyzacji. W 1979 roku

wartość sprzedaży robotów w USA wynosiła 95 mln USD, wobec 15 mln USD w 1976 r.

Jest to faza, w której produkcja robotów przekształciła się w przemysł złożony z wielu

3

producentów i odbiorców. W końcu roku 1983 w osiemnastu krajach ankietowanych

przez Amerykański Instytut Robotyki, ogólna liczba robotów i manipulatorów wynosiła

52 427, a samych robotów - 26 934 jednostki. W pierwszym przypadku udział

poszczególnych krajów był następujący: Japonia - 38%, USA - 25%, Francja - 22%, inne -

25%. W drugim przypadku, po wyłączeniu prostych manipulatorów, w Japonii było 59%

ogólnej liczby robotów, w USA - 20%, Szwecji - 3%, RFN - 6% i w innych krajach - 12%.

Roboty stosowane do przenoszenia materiałów oraz montażu należały do najbardziej

rozpowszechnionych. Kolejną dziedziną zastosowania robotów stało się spawalnictwo i

odlewnictwo. Roboty do prac malarskich i do obróbki wykańczającej nie były wówczas

tak popularne jak obecnie. Nadal spawalnictwo i montaż pozostają najbardziej

popularnymi zastosowaniami, kolejne dziedziny to załadunek i rozładunek maszyn. W

końcu 1983 roku liczba robotów w 20 krajach wynosiła 68 251 jednostek o łącznej wartości

2940 mln USD. Pod koniec 1991 roku liczba ta wzrosła do około 528 000 jednostek. W

maju 1983 roku około 245 firm w Japonii zajmowało się produkcją robotów. Przeciętna

cena robota wynosiła 42000 USD.

4. Klasyfikacja robotów przemysłowych

Istnieje wiele definicji robotów przemysłowych. Każda z nich w różnym stopniu

uwzględnia cechy charakteryzujące te urządzenia. Zalicza się do nich:

–

możliwość wykonywania czynności głównych lub pomocniczych,

–

kilka niezależnych stopni swobody (co najmniej dwóch),

–

programowalność (możliwość odtwarzania nauczonych w procesie ruchów),

–

zmiany programu w zależności od potrzeb.

Robotami przemysłowymi I generacji nazwano urządzenia wyposażone w pamięć,

do której wprowadza się rozkazy. Następnie - już bez ingerencji operatora - zdolne są one

do wykonywania czynności zaprogramowanych. Roboty tej generacji nie mogą

samodzielnie zbierać informacji o zewnętrznym środowisku pracy.

Roboty II generacji potrafią rozpoznać żądany obiekt w zbiorze bez względu na

jego położenie i kształt. Dopuszczalna jest także zmiana miejsca pracy robota względem

poszukiwanego obiektu.

4

Roboty III generacji charakteryzują się pewnymi “intelektualnymi” możliwościami

aktualizowania programu pracy w zmieniających się warunkach. Wyposażenie robota w

analizator obrazu, słuchu i czucia umożliwia rozpoznawanie przedmiotów w przestrzeni,

która została zakodowana w pamięci.

5. Struktura kinematyczna robota przemysłowego

Struktura kinematyczna robota przemysłowego dotyczy rozmieszczenia jego

elementów składowych wraz z możliwymi relacjami zachodzącymi między nimi włącznie.

Możliwości manipulacyjne członów robota przyjęto określać, stosując trzy układy

odniesienia:

–

globalny W, dotyczący przemieszczania robota względem stanowiska roboczego,

–

maszynowy R, dotyczący

przemieszczania ramion maszyny

względem

zamocowania,

–

narzędzia T, dotyczący przemieszczania chwytaka lub narzędzia.

Rozbudowanie struktury kinematycznej robota powyżej sześciu stopni swobody

jest rzadko spotykane. Stosuje się je wówczas, gdy chwytak operuje w ograniczonej i

trudno dostępnej przestrzeni (np. zgrzewanie wewnątrz karoserii samochodu).

6. Układ współrzędnych robota przemysłowego

Układ współrzędnych ruchów robota zależy od jego przeznaczenia i związany jest

z wyborem struktury kinematycznej. Z tego względu przemieszczanie chwytaka może być

realizowane w następujących układach:

–

prostokątnym (2 pary postępowe i 1 para obrotowa),

–

cylindrycznym (2 pary postępowe i 1 para obrotowa),

–

sferycznym (3 pary obrotowe lub 2 pary obrotowe i 1 para postępowa),

–

torusowym (3 pary obrotowe ).

Częstość występowania określonych struktur kinematycznych dla wymienionych

czterech układów współrzędnych przemieszczania ramienia robota była przedmiotem

wielu analiz i ocen. W najnowszych rozwiązaniach konstrukcyjnych robotów stwierdzono

wysoki wzrost udziału procentowego par kinematycznych realizujących sferyczny układ

5

współrzędnych, ze zdecydowaną przewagą trzech par obrotowych. Tendencja ta wynika

ze względów eksploatacyjnych, tzn. możliwości przenoszenia większych mas oraz dużej

objętości przestrzeni roboczej.

7. Typowe manipulatory i roboty przemysłowe

Z

kilkuset

produkowanych

obecnie

typów

manipulatorów

i

robotów

przemysłowych można wyróżnić grupy typowych rozwiązań, charakteryzujących się

podobnymi cechami konstrukcyjnymi oraz zbliżonymi parametrami technicznymi.

Podstawową przyczyną wydzielania się tych grup jest szybko postępująca specjalizacja

konstrukcji do wybranych zastosowań. Parametrami decydującymi o podobieństwie

rozwiązań są:

–

możliwości udźwigu,

–

ruchliwość i struktura kinematyczna,

–

zakres i sposób realizacji ruchu (żądanych prędkości i dopuszczalnych przy-

spieszeń),

–

potrzeby programowalności i sposobu programowania,

–

współpraca

manipulatora

lub

robota

z

operatorem

i

środowiskiem

produkcyjnym (urządzeniami technologicznymi).

Przyczynami wyodrębniania się charakterystycznych, podobnych rozwiązań

manipulatorów i robotów przemysłowych są nie tyle techniczne, co komercyjne aspekty

zagadnienia. Wymienić tu należy:

–

wykorzystywanie przez niektórych producentów rozwiązań licencjonowanych,

–

kooperację między firmami w zakresie produkcji kompletnych rozwiązań jak

również podzespołów,

–

wykorzystywanie

zapożyczonych,

ale

sprawdzonych

w

praktyce,

idei

konstrukcyjnych,

–

chęć ułatwienia sobie wejścia na rynek zdobyty przez wyroby innych firm

oferujących podobne lub identyczne konstrukcje.

Częstość występowania charakterystycznych grup rozwiązań manipulatorów i robotów

przemysłowych w dwóch charakterystycznych okresach przedstawiono na rysunku 7.1

6

Rys. 7.1 Rodzaje napędów stosowanych w manipulatorach i robotach w roku 1977 i 1990

Kryterium zaliczania do grupy manipulatorów lub robotów przemysłowych jest

programowalność. Manipulatory to rozwiązania stałoprogramowe, roboty przemysłowe

są programowalne. Wtórnego podziału dokonano, stosując jako kryterium rodzaj napędu.

Wyróżnia

się

zatem

rozwiązania

z

napędem

mechanicznym,

pneumatycznym,

hydraulicznym oraz serwonapędem hydraulicznym i elektrycznym. W grupie robotów

przemysłowych charakterystyka uwzględnia sposób programowania i typ układu

sterowania. Uwzględniono programowanie ręczne, programowanie przez nauczanie

metodą doprowadzania do charakterystycznych punktów toru i programowanie przez

obwiedzenie toru ruchu oraz sterowanie punktowe PTP (Point-To-Point), wielopunktowe

MP (Multi-Point) i z ciągłą kontrolą toru ruchu CP (Continous Path). W ten sposób

wydzielono 6 grup rozwiązań obejmujących 3/4 współcześnie produkowanych

manipulatorów i robotów przemysłowych.

8. Manipulatory

Ocenia się, że 80% zainstalowanych w przemyśle maszyn manipulacyjnych

stanowią manipulatory obsługujące wielkoseryjne i masowe procesy produkcyjne w

różnych gałęziach przemysłu krajów wysokorozwiniętych.

8.1 Manipulatory z napędem mechanicznym

Jest to najstarsza grupa maszyn manipulacyjnych, charakteryzująca się naj-

większym zróżnicowaniem konstrukcji. W konwencjonalnym wykonaniu krzywka

bębnowa, rzadziej czołowa, poprzez układ dźwigni wodzikowych zamienia ruch

obrotowy napędu zewnętrznego na ruchy posuwisto-zwrotne mocowanego ślizgowo,

7

przeważnie na prowadnicach kolumnowych, elementu wyjściowego. Do elementu tego

może być zamocowany chwytak lub dodatkowy zespół ruchu lokalnego. Standardowy,

pełny cykl pracy, kończący się po obrocie krzywki o 360°, składa się z ruchu podnoszenia,

wysunięcia, opuszczenia i powrotu. Cykl może być zmieniony przez wymianę krzywki

lub zmianę wzajemnego położenia dwóch, rzadziej trzech, części krzywki składanej. Do

napędu krzywki manipulatora wykorzystywane są:

–

dołączane zewnętrzne silniki elektryczne z nastawianą prędkością obrotową,

współpracujące z krzywką poprzez przekładnię redukcyjną,

–

wykonujące ruchy posuwisto-zwrotne siłowniki pneumatyczne i hydrauliczne,

współpracujące z krzywką poprzez przekładnię zębatkową,

–

napędy obsługiwanych przez manipulator urządzeń technologicznych.

Ruchliwość mechanizmu jest ograniczona do dwóch, sporadycznie trzech, stopni

swobody. Grupa manipulatorów z napędem mechanicznym charakteryzuje się:

–

największymi osiągalnymi prędkościami ruchu 3 ÷ 10

m

s

,

–

największymi, przy tych samych wymiarach i masie maszyn, udźwigami,

–

większymi niż przeciętne dokładnościami pozycjonowania (dziesiętne lub setne

części mm),

–

największą trwałością i niezawodnością,

–

najmniejszymi możliwościami zmiany przebiegu programu i zakresu ruchów w

stosunku do rozwiązania proponowanego przez producenta.

8.2 Manipulatory z napędem pneumatycznym

Podstawowe

dane

techniczne

i

wartości

parametrów

kinematycznych

manipulatorów

z napędem pneumatycznym, powiązane z względną częstością ich

występowania, przedstawia tabela 8.2.1.

Niewielki udźwig, małe zakresy przemieszczeń oraz pozycjonowanie na

zderzakach pozwalają na osiąganie dobrych dokładności pozycjonowania przy średnich

prędkościach (do 2 m/s). Błąd pozycjonowania wynosi ±0.01÷0.1 mm, a w niektórych

rozwiązaniach nie przekracza ±0.005 mm. Czas pełnego cyklu pracy nie przekracza, dla

8

podanych zakresów ruchu, kilku sekund.

Różnorodność wymagań dotyczących przemieszczanych obiektów, wynikająca z

zastosowań w procesach montażowych, skłania producentów do pozostawienia

użytkownikowi do samodzielnego rozwiązania zespołów ruchu lokalnego z chwytakiem.

Pewna część producentów dostarcza jednostki technologiczne, stanowiące zespolone

konstrukcyjnie

połączenie

manipulatora

z

takimi

konwencjonalnymi

środkami

technologicznymi jak zasobniki, podajniki wibracyjne, narzędzia. Manipulatory są

przeważnie sterowane pneumatycznie lub elektronicznie z układem programowanym,

przeważnie typu PC.

Rys. 8.2.1 Dane techniczne manipulatorów z napędem pneumatycznym

9. Roboty przemysłowe

Największą współcześnie grupę rozwiązań stanowią roboty z napędem płynowym

i elektrycznym. Przeważające uprzednio, programowane ręcznie roboty ze sterowaniem

punktowym (PTP) ustępują miejsca robotom programowanym przez nauczanie,

sterowanym wielopołożeniowo (MP), zwłaszcza z kontrolowanym (interpolacja)

przejściem między elementarnymi punktami toru. Obecnie programowane ręcznie roboty

z napędem pneumatycznym i hydraulicznym stanową 30% produkowanych typów

9

robotów. Uległa także zmniejszeniu liczba robotów z klasyczną, ciągłą kontrolą toru ruchu

(CP). Nowo pojawiające się roboty są z reguły wyposażone w napęd elektryczny, a liczba

robotów napędzanych hydraulicznie i pneumatycznie maleje.

9.1 Roboty pneumatyczne i hydrauliczne z programowanym ręcznie sterowaniem

punktowym

Łatwość wykonywania ruchów liniowych, duża własna sztywność konstrukcyjna

oraz korzystnie wysoka wartość mocy oddawanej na jednostkę masy (dla napędu

pneumatycznego około 300 W/kg, hydraulicznego ponad 600 W/kg), umożliwiły

wykorzystanie płynowych układów napędowych nie tylko do napędu, ale - co jest

szczególnie cenne - także jako elementu nośno-konstrukcyjnego. Była to przyczyna

szczególnego

rozpowszechnienia

robotów

pneumatycznych

i

hydraulicznych

w

początkowym

okresie

rozwoju

techniki

robotyzacyjnej.

Istotne

było

także

przyzwyczajenie konstruktorów, niski koszt napędu oraz jego duża niezawodność i

pewność działania. Jednocześnie stosunkowo proste, a więc tanie i niezawodne sterowanie

punktowe wystarczało do robotyzacji zadań transportowych i obsługowych obrabiarek.

Są to przeważnie roboty o konstrukcji pseudomodułowej, umożliwiającej:

–

wymianę jednego lub kilku zespołów ruchu, najczęściej ostatniego w łańcuchu

kinematycznym zespołu, (umożliwia zmianę wymiarów przestrzeni roboczej),

–

zastosowanie kilku, najczęściej dwóch, rzadziej trzech zespołów ruchu, co

pozwala na jednoczesną obsługę kilku maszyn lub urządzeń technologicznych,

–

zastąpienie zbędnych, w przypadku ograniczonych wymagań robotyzacyjnych,

czynnych zespołów ruchu elementami biernymi, a tym samym zmniejszenie

kosztu maszyny,

–

wykorzystanie poszczególnych zespołów maszyny jako autonomicznych

zespołów ruchu w specjalnie konstruowanych, dostosowanych do wymagań

stanowiska produkcyjnego, urządzeniach manipulacyjnych.

Prawie wszystkie rozwiązania pseudomodułowe tej grupy dotyczą robotów o

napędzie

pneumatycznym.

Dwie

podstawowe

wady

napędu

pneumatycznego:

ograniczona wartość uzyskiwanej siły (udźwigu) oraz nierównomierność ruchu,

10

wynikająca ze ściśliwości czynnika roboczego, ograniczają jednak stosowanie tego typu

napędu do maszyn o udźwigu nie większym niż 20 daN. Maszyny o udźwigu powyżej 20

daN wyposażone są w napędy hydrauliczne, jakkolwiek granica stosowania pneumatyki i

hydrauliki jest płynna. Konstrukcje robotów z napędem hydraulicznym mają bez wyjątku

charakter monolityczny. Ze względów ekonomicznych (koszt zespołu obrotowego) 72%

typów robotów ma struktury zawierające tylko jeden zespól obrotowy oraz dwa lub

więcej zespołów liniowych. Większość robotów tej grupy wyposażona jest w

dwustanowe, zderzakowe pozycjonowane zespoły ruchu, co pozwala osiągać dobre

dokładności pozycjonowania - błąd przy prędkości do 1.2 m/s nie przekracza w

większości rozwiązań ±0.5 mm. Podstawowym rodzajem sterowania jest układ

elektroniczny o strukturze rozdzielacza, wyposażony w matrycę diodową lub w ostatnich

latach coraz częściej, układ programowalny PC z pamięcią półprzewodnikową.

Możliwości sterownicze układów PC znacznie przekraczają potrzeby pojedynczej

maszyny,

muszą

więc

obsługiwać

kilka

pojedynczych

robotów

i

urządzeń

technologicznych. Pewna część robotów z programowaniem ręcznym wyposażona jest w

wielopołożeniowe (MP) układy pozycjonowania. Zespoły ruchu buduje się w większości z

konwencjonalnych

serwojednostek

hydraulicznych,

wykorzystujących

współpracę

elektrycznie

sterowanego

serwozaworu

i

siłowników

liniowych

bądź

silników

hydraulicznych. Są to roboty monolityczne o zwartej i odpornej na przeciążenia

mechaniczne konstrukcji, zdolne do udźwigów rzędu kilkudziesięciu daN i przemieszczeń

4 i więcej metrów, z prędkościami liniowymi 800 mm/sekundę. W pierwszym z tych

rozwiązań przejście pomiędzy dwoma kolejnymi punktami toru zależy wyłącznie od

wartości, z reguły nastawianej, prędkości maksymalnej i konfiguracji wykonywanych

ruchów. W drugim rozwiązaniu układ sterowania może kontrolować przejście:

–

czasooptymalnie,

–

aproksymacyjnie,

–

interpolacyjnie.

Takie algorytmy sterująco-regulacyjne mogą być realizowane przez układy

sterowania o strukturze komputerowej. Jako przetworniki pomiarowe przemieszczeń

11

stosowane są najczęściej optyczne przetworniki odczytujące, rzadziej przetworniki

analogowe,

zwłaszcza

potencjometryczne.

Dokładność

pozycjonowania

robotów

hydraulicznych, programowanych przez nauczanie, zależy od jakości algorytmu

pozycjonowania i jest gorsza od robotów wyposażonych w zderzakowe pozycjonowane

zespoły ruchu. Błąd pozycjonowania jest większy od ± 0.6 mm. Ze względu na mniejsze

koszty siłowników niż silników hydraulicznych, przeważają struktury pozwalające na

bezpośrednie wykorzystanie siłowników. W stosunku do robotów z programowaniem

ręcznym, układy ruchu lokalnego robotów hydraulicznych z programowaniem przez

nauczanie są bardzo rozbudowane. Większość z nich ma trzy zespoły, pozostałe dwa lub

co najmniej jeden zespól ruchu lokalnego .

9.2 Roboty elektryczne z programowanym przez nauczanie sterowaniem

wielopunktowym

Z uwagi na właściwości funkcjonalne roboty elektryczne nie różnią się zasadniczo

od

robotów

hydraulicznych

z

programowanym

przez

nauczanie

sterowaniem

wielopunktowym. Pozostaje wspólny status i sposób nauczania, odtwarzanie programu

pracy, współpraca z urządzeniami peryferyjnymi oraz podobne wartości większości

parametrów technicznych. Różnice związane z elektrycznym układem napędowym

zespołów ruchu, odnoszą się głównie do budowy kinematycznej oraz osiągów robota. W

porównaniu z robotami hydraulicznymi roboty elektryczne charakteryzują się:

–

mniejszymi udźwigami przy podobnych zakresach wartości mocy zainstalowa-

nej (przeciętny udźwig jest mniejszy od 20 daN),

–

mniejszymi maksymalnymi zakresami ruchu,

–

słabiej rozbudowaną strukturą kinematyczną (zwłaszcza ruchów lokalnych),

–

większymi dokładnościami pozycjonowania (błąd do ±0,5 mm dwukrotnie

mniejszy od robotów hydraulicznych ±1 mm).

W zakresie sterowania charakterystyczne jest przesunięcie w stronę układów o

strukturze komputerowej. Bardzo znane rozwiązanie robota z napędem elektrycznym i

programowanym przez nauczanie sterowaniem wielopunktowym, mające liczne

12

naśladownictwa, wyprodukowała szwedzka firma ASEA. W porównaniu z robotami

hydraulicznymi ruchliwość robotów elektrycznych jest większa, co wiąże się z łatwiejszą

możliwością realizacji obrotu, ale prędkości obrotowe i liniowe robotów elektrycznych są

niniejsze niż robotów hydraulicznych.

10. Uwarunkowania zastosowania robotów przemysłowych

Do czynników determinujących potrzeby zastosowań robotów w przemyśle

krajowym należy zaliczyć:

–

stan środków trwałych,

–

czynniki demograficzne,

–

warunki pracy,

–

czynniki materiałowe i kooperacyjne,

–

aspekty ekonomiczne,

–

współpracę międzynarodową i licencje.

10.1 Stan środków trwałych

Ocenia się. że w gospodarce krajowej zainstalowanych jest 480 tysięcy różnego typu

obrabiarek (82% skrawających i 16% do obróbki plastycznej). W ostatnim dziesięcioleciu

wiek parku obrabiarkowego wzrósł z 11.2 do ponad 15.2 lat, a stopień zużycia maszyn i

urządzeń wynosi 68,5%. Wskaźnik ich renowacji obniżył się z 4% w roku 1974 do 1,78% w

roku 1985, przy pożądanych 6%. Zaniedbania są tak duże, że dekapitalizacja majątku nie

została zahamowana do roku 1990, a stopień zużycia obrabiarek wzrósł do 74%. Nawet

zainstalowanie w polskim przemyśle 3000 obrabiarek sterowanych numerycznie,

nadających się do współpracy z robotami przemysłowymi, nie zmienia istotnie

niekorzystnego obrazu stanu bazy wytwórczej przemysłu krajowego. Można zatem

stwierdzić, że nowoczesne środki automatyzacji, jakimi są roboty przemysłowe, mogą być

obecnie efektywnie stosowane tylko w przedsiębiorstwach o dobrej organizacji, z

technicznym uzbrojeniem procesu wytwarzania dostosowanym do współpracy ze

środkami automatyzacji. Idzie tu głównie o stan jakościowy maszyn i urządzeń oraz ich

układy sterowania, które muszą być kompatybilne z układami automatyzacji i sterowania

13

współpracującego oraz nadrzędnego. Produkcja nowych obrabiarek, maszyn i urządzeń,

co

należy

podkreślić,

powinna

uwzględniać

możliwości

ich

zastosowań

w

zrobotyzowanych systemach produkcyjnych, a już przede wszystkim możliwość

automatyzacji prac załadunkowych i wyładunkowych. Jeśli ten warunek nie będzie

spełniony, to nawet zwiększenie liczby nowych obrabiarek nie poprawi możliwości

automatyzacji procesów wytwarzania. Istniejący w Polsce park obrabiarkowy w

nieznacznym zakresie umożliwia efektywne wykorzystanie obszaru pracy robota w

nieznacznym zakresie, głównie do podawania, odbierania i przenoszenia wyrobów

pomiędzy stanowiskami. Jest to często konieczne przy pracach, w których istnieje

zagrożenie dla życia pracownika.

10.2 Czynniki demograficzne

Czynniki demograficzne skłaniają do stwierdzenia, że postęp techniczny jest

warunkiem postępu społecznego. Pomimo wagi sytuacji demograficznej i wynikających

stąd wniosków, uwzględniając stan gospodarki narodowej, należy stwierdzić, że w

najbliższych latach automatyzacja (robotyzacja) nie będzie głównym kierunkiem

substytucji zatrudnienia w Polsce.

10.3 Czynnik warunków pracy

Według danych GUS w warunkach zagrożenia pracuje ponad milion osób, a w

warunkach szkodliwych (hałas, pyły zwłókniające, substancje szkodliwe) 400 tysięcy osób.

Z tego 300 tysięcy osób jest zagrożonych jednym czynnikiem, a 100 tysięcy dwoma lub

więcej czynnikami. Zmiana tego stanu może być osiągnięta przez:

–

zmianę technologii,

–

usunięcie człowieka ze strefy zagrożenia.

Pierwsza droga nie zawsze jest możliwa technicznie lub opłacalna ekonomicznie

(wymaga na ogół większych nakładów inwestycyjnych), drugą można realizować przez

automatyzację czynności dotychczas spełnianych przez człowieka, pod warunkiem

jednak, że czynniki szkodliwe dla zdrowia będą zlokalizowane, a ich utylizacja odbędzie

się w warunkach dopuszczalnych z punktu widzenia ochrony środowiska. Ponieważ

14

zapewnienie odpowiednich warunków pracy zostało włączone do priorytetowych zadań

w polityce państwa, można zatem postulować:

–

określenie stanowisk pracy, na których nie może pracować człowiek,

–

wprowadzenie systemu ekonomicznej odpowiedzialności zarządu fabryki za

warunki pracy.

10.4 Czynniki materiałowe i kooperacyjne

Z uwarunkowań kooperacyjnych wynika jak wielkie jest zapotrzebowanie na

elementy

i

podzespoły

automatyzacji:

elektroniczne,

elektryczne,

mechaniczne,

hydrauliczne, pneumatyczne itp. Powszechnie wiadomo, że tylko bardzo niewielka liczba

tych podzespołów czy elementów musi być importowana. Większość podstawowych

elementów i podzespołów automatyzacji jest lub może być produkowana w kraju.

Główną przeszkodą oparcia krajowej automatyzacji na tych elementach i podzespołach

jest ich ilość (niewystarczająca) oraz jakość i niezawodność. Stąd też należy dążyć w kraju

do podjęcia przede wszystkim produkcji podzespołów i elementów umożliwiających

szeroko pojętą automatyzację procesów produkcyjnych.

10.5 Czynnik ekonomiczny

Rozważając wpływ tego czynnika na upowszechnienie robotyzacji, należy założyć,

że każde zastosowanie automatyzacji i robotyzacji - poza eliminacją człowieka ze strefy

zagrożonej lub niebezpiecznej - musi przynieść wymierny efekt ekonomiczny. Należy

jednak zaznaczyć, że nawet w warunkach wysoko rozwiniętych krajów kapitalistycznych

o znacznym bezrobociu głównym miernikiem ekonomicznym zastosowania nowej

techniki lub technologii jest zysk. Mimo tych założeń przeprowadzenie rachunku

efektywności (przyjęcie odpowiedniej metodyki obliczeń) jest bardzo trudne i zależy od

założeń wyjściowych. Można przyjąć jednak za pewnik, że każdy rodzaj właściwej

technicznie i organizacyjnie automatyzacji - robotyzacji jest i musi być opłacalny.

10.6 Współpraca międzynarodowa i licencje

Brak w kraju odpowiednio rozwiniętej bazy produkcyjnej robotów przemysłowych

umożliwia jedynie w znikomym stopniu współpracę w zakresie kooperacji i specjalizacji

15

produkcji. Potrzebny jest zatem tylko jeden warunek - uruchomienie w Polsce

przemysłowej produkcji robotów i innych środków automatyzacji. Konieczne jest

właściwe ukierunkowanie prac badawczych i rozwojowych oraz - i to przede wszystkim -

produkcja elementów, podzespołów i najwyższej jakości środków automatyzacji.

Realizację tego celu w kraju umożliwia odpowiedni potencjał intelektualny, a zatem

licencji nie potrzeba kupować. Osiągnięcie wysokiej efektywności ekonomicznej jest

głównym celem racjonalnych działań techniczno-organizacyjnych. Najefektywniejsze

działanie osiągnie się wówczas, gdy będzie można wykorzystać istniejący w kraju park

maszynowy. Jeżeli założymy, że 10% istniejących obrabiarek skrawających (z 76 tysięcy) i

20% obrabiarek do obróbki plastycznej (z 76 tysięcy) spełnia warunki techniczne do

współpracy z robotami oraz że jeden robot może obsługiwać co najmniej dwie obrabiarki,

to aby zwiększyć efektywność ekonomiczną już istniejącego parku maszynowego,

potrzeba 25 tysięcy robotów. Osiągnięcie wysokiego stopnia bezpieczeństwa pracy

(humanizacja pracy) stanowi wartość nadrzędną. Przyjmując, że tylko na 10%

zagrożonych stanowisk pracy (z 400 tysięcy) można zastąpić człowieka robotem, otrzyma

się zapotrzebowanie na 40 tysięcy robotów. Zatem realizacja tylko dwóch wymienionych

celów, w umiarkowanym zakresie, wskazuje na potrzebę 65 tysięcy robotów.

Uwzględniając całą sferę prac, w których człowiek zatrudniony jest jedynie do

wykonywania czynności, manipulacyjnych (podnieś - połóż, odbierz - połóż),

nieproduktywnych lub zagrożonych (monotonia czynności), można dziś potrzeby naszej

gospodarki na roboty przemysłowe szacować na 50-100 tysięcy sztuk. Prognoza

ekspertów określała zaś zapotrzebowanie przemysłu na roboty w latach 1991-2000 na

około 6 tysięcy sztuk. Występuje zatem istotna różnica między zapotrzebowaniem

gospodarki na roboty przemysłowe, warunkującym efektywne wykorzystanie parku

maszynowego i potencjału ludzkiego, a zapotrzebowaniem programowanym. Wydaje się,

że w ostatecznym rachunku liczbę robotów zastosowanych w przemyśle polskim do 2000

roku zdeterminują możliwości finansowe gospodarki, tak w sferze uruchomienia

produkcji dużej liczby środków automatyzacji (w tym robotów), jak i ich zastosowania.

16

11. Urządzenia współpracujące z robotem

Urządzenia współpracujące z robotem przeznaczone są do wykonywania czynności

manipulacyjnych, polegających na zmianie miejsca lub położenia przedmiotu (narzędzia)

w przestrzeni w trakcie procesu technologicznego. Umożliwiają realizację głównych

czynności technologicznych (pozycjonowanie przedmiotu na stole obrotowym w trakcie

obróbki wymiana głowicy obróbkowej) oraz pomocniczych (transport międzyoperacyjny).

Dodatkowo urządzenia współpracujące pełnią funkcję magazynów międzyoperacyjnych- i

urządzeń kontrolno-pomiarowych. Rozszerzają tym samym możliwości zastosowań

robotów przemysłowych, realizując niektóre funkcje wykonawcze, niezbędne dla danego

procesu, w które nie został wyposażony robot (dodatkowe ruchy chwytaka). Stopień

uniwersalności urządzeń zależy od rodzaju procesu technologicznego oraz możliwości

techniczno-eksploatacyjnych robota, z którym mają one współpracować. Im większe

możliwości dynamiczne i manipulacyjne robota, tym urządzenia te są mniej uniwersalne,

a zatem mniej podatne na zmiany procesu technologicznego.

11.1 Klasyfikacja urządzeń współpracujących z robotem

Klasyfikacji urządzeń współpracujących z robotem dokonano, uwzględniając

następujące kryteria: rodzaj napędu, rodzaj sterowania, funkcję pełnioną przez urządzenie

na stanowisku oraz główne cechy konstrukcyjne. Ze względu na zastosowany napęd

urządzenia

współpracujące

z

robotami

przemysłowymi

można

podzielić

na:

pneumatyczne, hydrauliczne, elektryczne i grawitacyjne. Możliwe są również napędy

mieszane,

stanowiące

połączenie

wymienionych

podgrup

(np.

pneumatyczno-

hydrauliczne). Ze względu na sterowanie można wyodrębnić dwie podstawowe grupy:

–

urządzenia sterowane, których działanie wymaga sygnałów sterujących,

synchronizujących ich pracę z innymi urządzeniami na stanowisku,

–

urządzenia bez sterowania, pracujące w sposób ciągły bez względu na działanie

innych urządzeń lub wyposażone w niezależne sterowanie wewnętrzne

(przeciążeniowe, ilościowe, wagowe).

–

Funkcja, jaką omawiane urządzenia pełnią na stanowisku, pozwala wyróżnić:

17

–

urządzenia podające, mające za zadanie wprowadzenie przedmiotu w przestrzeń

roboczą robota i umożliwienie pobrania go przez chwytak,

–

urządzenia odbierające, których zadaniem jest odebranie przedmiotu od robota i

wyprowadzenie go poza jego przestrzeń roboczą,

–

urządzenia podająco-odbierające, spełniające jednocześnie obie wymienione

uprzednio funkcje,

–

urządzenia odbierająco-podające, których zadaniem jest międzyoperacyjne

przekazywanie półfabrykatu (od jednego robota do drugiego) lub zmiana poło-

żenia półwyrobu w trakcie jednej operacji (odebranie od robota, odebranie i

ponowne podanie w szczęki robota),

–

urządzenia transportu pomocniczego, których zadaniem może być transport

międzyoperacyjny

lub

wewnątrzstanowiskowy

przedmiotów.

Cechy

konstrukcyjne pozwalają podzielić urządzenia współpracujące z robotem na

cztery typy: podajniki, urządzenia orientujące, transportery, tory jezdne.

Podajniki to urządzenia umożliwiające wydzielenie i ścisłe ustalenie w przestrzeni z

posiadanego zapasu jednego przedmiotu w taki sposób, aby mógł on być odebrany przez

chwytak robota. W grupie tej można wyróżnić trzy rodzaje urządzeń:

–

podajniki magazynkowe, wyposażone w elementy umożliwiające gromadzenie

zapasu ściśle zorientowanych przedmiotów, które są uzupełnianie okresowo

przez pracownika,

–

podajniki zasobnikowe, wyposażone w zasobniki przeznaczone do okresowego

uzupełniania zapasu części przez pracownika bez konieczności ich orientacji,

–

podajniki przenośnikowe o ściśle określonym skoku, wyposażone w gniazda

przeznaczone do orientowania części w przestrzeni.

Urządzenia

orientujące

służą z kolei do zmiany położenia przedmiotu w

przestrzeni i umożliwiają precyzyjne jego ustawienie w stosunku do szczęk chwytaka

manipulacyjnego. W zależności od ruchów niezbędnych do przemieszczania przedmiotu

rozróżnia się:

–

urządzenia orientujące obrotowe, w których główny element roboczy wykonuje

18

ruch obrotowy,

–

urządzenia orientujące przesuwne, w których główny element roboczy wyko-

nuje razem z przedmiotem ruch posuwisto-zwrotny,

–

urządzenia orientujące przesuwno-obrotowe, w których element roboczy wy-

konuje ruch złożony z obrotów i przesunięć.

Transportery są urządzeniami przenośnikowymi, nie zawierającymi mechanizmów

pozycjonujących,

umożliwiających

ścisłe

określenie

położenia

przedmiotu

transportowanego. W zależności od rodzaju elementu nośnego rozróżnia się:

–

transportery taśmowe, w których elementem nośnym jest taśma elastyczna,

–

transportery czołowe, w których przedmioty przenoszone są pojedynczo lub

grupowo w powiązanych ze sobą zasobnikach tworzących obieg zamknięty i

mających wspólny napęd,

–

transportery wózkowe, w których przedmioty przemieszczane są w zasobnikach

mających niezależny napęd i poruszających się na określonym odcinku toru w

dwóch kierunkach.

Do urządzeń współpracujących z robotem zalicza się również tory jezdne,

stanowiące niezależne jednostki konstrukcyjne, umożliwiające znaczące przemieszczanie

stacjonarnych robotów przemysłowych. Przemieszczenie to może się zmieniać w zakresie

od kilku do kilkunastu metrów. Obok dodatkowego ruchu o charakterze globalnym tory

jezdne umożliwiają specyficzne usytuowanie robota względem stanowiska roboczego, a

tym samym efektywniejsze wykorzystanie powierzchni produkcyjnej. W zależności od

cech konstrukcyjnych wyróżnia się następujące rodzaje torów jezdnych:

–

podłogowe - robot jest przemieszczany na saniach nośnych, prowadzonych

wzdłuż toru umocowanego do podłogi stanowiska,

–

bramowe - robot jest przemieszczany na saniach, prowadzonych wzdłuż toru

przymocowanego do belki nośnej podpartej na dwóch słupach wsporczych,

obejmujących swoim rozstawieniem obszar stanowiska roboczego,

–

suwnicowe - robot jest podwieszony pod torem jezdnym, przy czym konstrukcja

urządzenia umożliwia ruch platformy w płaszczyźnie poziomej w dwóch

19

prostopadłych kierunkach,

–

podwieszone - mocowanie robota następuje podobnie jak w przypadku toru

suwnicowego, przy czym ruch sań może się odbywać tylko w jednym kierunku;

elementy toru mocowane są do sufitu pomieszczenia roboczego. Do przesuwu

sań

nośnych

mogą

być

stosowane

następujące

napędy:

elektryczny,

hydrauliczny, pneumatyczny, przy czym ten ostatni jest stosowany sporadycznie

ze względu na ograniczony skok liniowy silników pneumatycznych (max l m).

Zastosowanie toru jezdnego to wprowadzenie dodatkowego stopnia swobody

przemieszczanego robota. Najkorzystniejsze jest sterowanie tym ruchem za pomocą

systemu występującego w instalowanym robocie przemysłowym, przy czym niekiedy

stosuje się inne rozwiązania. Ze względu na system sterowania ruchem sań omawiane

urządzenia można podzielić na:

–

tory jezdne z saniami sterowanymi w systemie dwupołożeniowym,

–

tory jezdne z saniami sterowanymi w systemie PTP,

–

tory jezdne z saniami sterowanymi w systemie CP.

Tory jezdne mogą być budowane z elementów modułowych, co umożliwia ich

optymalny dobór do realizowanego zadania.

11.2 Czujniki i sensory stosowane w robotach

Oddziaływanie robota na otoczenie opiera się na informacjach o stanie środowiska i

cechach obiektów znajdujących się w przestrzeni pracy robota, a także na informacjach o

stanie samego robota i jego mechanizmów. Informacje te uzyskuje się za pomocą

czujników lub sensorów (inteligentnych - współpracujących z komputerem, lub

nieinteligentnych - dostarczających danych do komputera). Czujniki stosowane w

robotach dzieli się na:

–

dostarczające informacji o parametrach charakteryzujących stan robota,

–

dostarczające informacji o stanie środowiska.

Parametrami stanu robota są: położenie, prędkość poszczególnych członów oraz

działające w nich siły i momenty, natomiast do stanu otoczenia robota należą: położenie i

orientacja w przestrzeni chwytanych przez robot przedmiotów, kształt tych przedmiotów

20

i ich barwa, a także parametry zaburzeń oddziałujących na robot i specyficzne cechy

środowiska. Czujniki do określania parametrów stanu robota dzielą się na:

–

czujniki położenia: rezystancyjne, indukcyjne, pojemnościowe, układy z taśmą

kodową,

–

czujniki prędkości,

–

optyczne enkodery przyrostowe – tachogeneratory,

–

czujniki położenia z elektronicznym urządzeniem różniczkującym,

–

czujniki siły,

–

czujniki tensometryczne do pomiaru jednej, dwóch, trzech i więcej składowych.

Czujniki do określania stanu otoczenia robota, pozwalające na pewien poziom

adaptacyjności i autonomiczności robota, dzielą się na:

–

czujniki zbliżenia: indukcyjne, ultradźwiękowe, optyczne (laserowe i fotome-

tryczne), pneumatyczne i mikrofalowe,

–

czujniki dotyku (taktylne): przełącznikowe i stałego działania,

–

czujniki siły chwytu: tensometryczne, potencjometryczne,

–

czujniki poślizgu,

–

czujniki i układy wizji maszynowej: półprzewodnikowe przetworniki obrazu,

skanery laserowe, systemy wizyjne (kamera i system obróbki informacji

-komputer).

11.3 Uchwyty i urządzenia mocująco-manipulacyjne

W zrobotyzowanych procesach technologicznych istotną rolę odgrywają uchwyty

urządzenia manipulacyjnego, mocujące przedmioty przeznaczone do obróbki, transportu

lub montażu. Szczególnie dynamiczny rozwój tych urządzeń nastąpił w spawalniczych

technikach montażowych, w przypadku wyrobów złożonych o skomplikowanych

przebiegach spoin , gdzie mechanizacja lub automatyzacja realizowana prostymi środkami

technicznymi okazuje się niewystarczająca. Dokładne dotarcie do poszczególnych węzłów

i utrzymanie stabilnych warunków procesu spawania na całej długości spoiny, w tym

odpowiedniej orientacji wyrobu w przestrzeni, stawia urządzeniom manipulacyjnym

21

wysokie wymagania. Warunki te są spełnione tylko przy spawaniu zrobotyzowanym

dzięki urządzeniom manipulującym przedmiotem. Ruchy ustawcze tych urządzeń

(pozycjonerów) zapewniają nie tylko najodpowiedniejsze z technologicznego punktu

widzenia położenie wyrobu, ale mają również ułatwić dochodzenie uchwytu robota do

kolejnych spoin. Ruchy robocze pozycjonera często wykonywane są równocześnie z

ruchem ramienia robota. Przy wyborze pozycjonera należy uwzględnić następującą

etapowość:

–

ustalenie odpowiedniego układu kinematycznego,

–

dobór parametrów technologicznych do wskazanego układu kinematycznego,

–

dopasowanie

wybranego

pozycjonera

do

środowiska

projektowanego

stanowiska.

Analiza rozwiązań konstrukcyjnych produkowanych pozycjonerów wskazuje na

duże zróżnicowanie urządzeń przeznaczonych do wykonywania podobnych funkcji

technologicznych. Najnowsze koncepcje klasyfikacji tych urządzeń opierają się na

właściwościach manipulacyjnych ich układów kinematycznych. Tworzone klasyfikacje

urządzeń mocująco-manipulacyjnych (tzn. pozycjonerów) powinny stanowić pomoc w

podejmowaniu decyzji przy ich doborze, a także w fazie projektowania wyrobów,

uwzględniającego późniejszą technologię. Właściwe ich wykorzystanie wymaga techniki

komputerowej, co wynika z ogromnej ilości urządzeń technologicznych (bazy danych) i

różnorodności form wyrobów. Istniejące oprogramowanie komputerowe umożliwia

śledzenie na ekranie komputera całego zrobotyzowanego procesu technologicznego i

wybór najlepszego wariantu z oprzyrządowaniem włącznie.

11.4 Sprzężenia robota z urządzeniami współpracującymi

Funkcją układu sterowania, na podstawie zadanej trajektorii Q(t), jest wyznaczenie

takich sygnałów sterujących siłownikami manipulatora, które umożliwiają jej realizację.

Rozpatrując sterowanie manipulatorem, jako zadanie planowania trajektorii ruchu jego

członów, można wyróżnić następujące przypadki:

#. Sterowanie ruchem poszczególnych członów manipulatora (lokalne):

–

serwomechanizmy,

22

–

metoda kompensacji momentów,

–

sterowanie czasowo-optymalne,

–

sterowanie ze zmienną strukturą,

–

niezależne sterowanie nieliniowe ze sprzężeniem zwrotnym,

#. Programowe sterowanie ruchem w przestrzeni kartezjańskiej:

–

sterowanie względem prędkości,

–

sterowanie przyśpieszeniem,

–

sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym siłowym.

#. Sterowanie adaptacyjne:

–

sterowanie adaptacyjne z modelem odniesienia,

–

samosterujące sterowanie adaptacyjne,

–

adaptacyjne sterowanie względem zakłóceń z kompensacją prostą,

–

adaptacyjne sterowanie ruchem zaprogramowanym.

Należy zaznaczyć, że wiele urządzeń technologicznych wymaga sterowania

podobnego do sterowania robotów. Ważnym problemem jest możliwość tworzenia

zautomatyzowanych systemów wytwórczych złożonych z robotów oraz automatycznie

sterowanych obrabiarek i urządzeń technologicznych. Aby można było takie systemy

projektować i eksploatować, musi istnieć możliwość sprzężenia układu sterowania robota

z nadrzędnym komputerem. Sprzężenie to jest potrzebne także wówczas, gdy pojedynczy

robot ma wykonywać zadania przekraczające możliwości jego układu sterowania. Między

układem sterowania robota a komputerem znajduje się interfejs, dopasowujący sygnały i

zapewniający ich przekazywanie w odpowiedniej kolejności. Roboty, urządzenia

technologiczne, urządzenia operatorskie (do komunikacji człowieka z komputerem), a

także komputer, przyłącza się np. do wspólnego kabla obiegającego halę fabryczną. Układ

taki, mający rozbudowane interfejsy mikroprocesorowe, może działać bez komputera

nadrzędnego i jest nazywany układem o rozproszonej mocy obliczeniowej lub układem

rozproszonym. Najprostszym sposobem sprzężenia, możliwym do zastosowania we

wszystkich współczesnych robotach, jest wykorzystanie zewnętrznych wejść i wyjść

robota. Bardziej zaawansowane sposoby polegają na połączeniu komputera z wnętrzem

23

układu sterowania robota, najczęściej za pomocą standardowych sposobów sprzężenia

komputerów (interfejsów). Z robota do komputera mogą być przekazywane między

innymi następujące informacje:

–

numery identyfikacyjne robota,

–

aktualny stan robota (charakter pracy),

–

stan wejść i wyjść zewnętrznych,

–

segmenty programów,

a z komputera do robota:

–

programy,

–

rozkazy startu programów,

–

rozkazy zmian położenia osi.

W systemach, w których występuje sprzężenie wielu robotów i innych urządzeń z

komputerem, zachodzi tzw. sterowanie grupowe robotów. Sterowanie grupowe robotów

może także wystąpić w robotach z częścią manipulacyjną o budowie modułowej. Jeśli

konfiguracja modułów jest rozproszona (składa się z pewnej liczby subkonfiguracji) i

odpowiada rozmieszczonemu w różnych miejscach przestrzeni modułowym częściom

manipulacyjnym (przeznaczonym do obsługi gniazda czyli linii produkcyjnej), a układ

sterowania jest wspólny dla całej konfiguracji, to realizuje on sterowanie grupowe.

12. Robot przemysłowy Kuka KR-15

Urządzenie to jest produktem niemieckiej firmy KUKA z Augsburga (Bawaria).

Posiada 6 stopni swobody, a kinematyka pozwala na realizację ruchu w jego przestrzeni

roboczej po dowolnej trajektorii. Głównym przeznaczeniem robota jest:

–

manipulowanie obiektami,

–

montaż,

–

klejenie, uszczelnianie, konserwowanie,

–

obróbka mechaniczna,

–

spawanie metodami MIG, MAG, TIG,

–

obróbka laserowa (cięcie, spawanie, modelowanie).

Robot może być montowany w dowolnych położeniach. Obciążenie maksymalne

24

szóstego członu wynosi 15kg, a obciążenie dodatkowe (montowane na członie 3) 10kg.

Zachowanie powyższych zaleceń pozwala na poruszanie urządzeniem z maksymalną

prędkością z zachowaniem przewidywanej dokładności.

Wszystkie człony zostały wykonane z lekkich odlewów. Koncepcja opracowana

przy pomocy komputerowego wspomagania projektowania oraz numerycznych metod

wytrzymałościowych pozwala otrzymać produkt wytrzymały, lekki, odporny na drgania,

sztywny oraz zredukować koszty jednostkowe. W rezultacie maszyna odznacza się dobrą

dynamiką pracy z dużą odpornością na wibracje. Wszystkie połączenia członów i silników

są pozbawione luzów. Przekładnie oraz części ruchome, wewnętrzne są niewidoczne.

Napędy robota stanowią bezszczotkowe silniki prądu przemiennego wykonane w

technologii łatwego montażu, nie wymagającego konserwacji oraz zapewniającego

niezawodną odporność na przeciążenia. Smarowanie połączeń należy dokonywać co

20000 godzin pracy (lub w mniejszych odstępach czasu). Komponenty składowe

urządzenia tworzą prostą konfigurację. U wielu z nich dokonano optymalizacji gabarytów

przez co do większości uzyskano łatwy dostęp. Maszyna może być szybko przenoszona

bez kolejnych, skomplikowanych czynności montażowych. Transport napowietrzny jest

możliwy. Powierzchnia fundamentu lub ściany wymagana do utwierdzenia jest niewielka

i może zawierać się w rzucie przestrzeni roboczej urządzenia. Każdy robot wyposażony

jest w szafę sterowniczą zawierającą zespoły elektroniki sterującej oraz elektroniki mocy.

Zespół kontrolera został wykonany jako kompaktowy, łatwy w obsłudze i konserwacji,

zgodny z normami uni europejskiej. Przewody łączące szafę sterowniczą z zasilaniem i z

robotem wykonane zostały w standardzie przemysłowym. Są odporne na działanie

zewnętrznych

czynników

mechanicznych,

elektrycznych,

magnetycznych

oraz

elektromagnetycznch.

12.1 Budowa robota Kuka KR-15

Na rysunku 12.1.1 przedstawiono robot Kuka KR-15. Wszystkie człony połączone

są przegubami obrotowymi tworząc pary kinematyczne obrotowe. Podstawę urządzenia

stanowi cylinder (1), który utwierdzany jest w płycie fundamentowej lub

ścianie.

Pierwszym członem obrotowym jest kolumna (2), która napędzana silnikiem obraca się

25

wokół osi prostopadłej do podstawy. Ramię (3) stanowi kolejny człon maszyny obracając

się wokół osi równoległej do podstawy. Przedramię (4) jest połączone z ramieniem i

posiada możliowść obrotu wokół osi równoległej do obrotu pary kolumna-ramię. Człony:

(5), (6) i (7) tworzą kiść. W

robocie Kuka KR-15 osie obrotu wszystkich par

kinematycznych przecinają się w jednym punkcie i są do siebie wzajemnie prostopadłe.

Rozwiązanie to jest trudnym z punktu widzenia konstrukcji, wykonania oraz technologii

montażu, jednak w aspekcie sterowania daje daleko idące uproszczenia obliczeń.

Rys. 12.1.1 Robot Kuka KR-15

Każdy człon napędzany jest przy pomocy silników prądu przemiennego

sterowanych tranzystorowo o małej bezwładności. Sprzęgło oraz czujnik położenia -

rezolwer są zintegrowane z napędem. Pozwala to w połączeniu z budową mechaniczną na

możliwość dokonywania obrotu wokół poszczególnych osi o następujące kąty:

–

oś 1

±185° z

prędkością 152°/s, A1

–

oś 2

+115°÷-55° z

prędkością 152°/s, A2

26

–

oś 3

+70°÷-210° z

prędkością 152°/s, A3

–

oś 4

±350°

z prędkością 284°/s, A4

–

oś 5

±135°

z prędkością 293°/s, A5

–

oś 6

±350°

z prędkością 604°/s. A6

Na rysunku 12.1.2 przedstawiono robot z zaznaczonymi osiami obrotu.

Powtarzalność maszyny wynosi ±0.1 mm. Waga jest równa około 235 kg. Poziom hałasu

wytwarzanego nie przekracza 75 dB we wnętrzu przestrzeni roboczej. Objętość tejże

wynosi około 13.1 m

³. Temperatura środowiska pracy powinna być zawarta

pomiędzy +10°C a +55°C. Moc urządzenia kszałtuje się na poziomie 3kW. Podstawa

robota pomalowana jest na czarno (RAL 9005), człony ruchome na pomarańczowo

(RAL 2003). Na rysunku 12.1.3 przedstawiono przestrzeń roboczą robota. Są to

zwykle dwa wzajemnie prostopadłe rzuty: pionowy oraz poziomy.

Okres

użytkowania

zależy

od

częstości

wykonywania

przeglądów

konserwacyjnych i wynosi od 10 do 15 lat. Urządzenie może pracować 8 godzin na

zmianę, 3 zmiany na dobę oraz 7 dni w tygodniu. minimalnie raz w roku zalecany

jest przestój technologiczny przeznaczony głownie na konserwację.

Rys. 12.1.2 Robot Kuka KR-15 wraz z osiami obrotu poszczególnych par kinematycznych

27

Rys. 12.1.3 Przestrzeń robocza robota Kuka KR-15 (wszystkie wymiary podano w milimetrach

bądź w stopniach)

28

13.Słownik Terminów

błąd pozycjonowania — różnica między zadanym i rzeczywiście osiągniętym położeniem

zespołu ruchu, jednostki kinematycznej — wynikowo elementu roboczego maszyny

manipulacyjnej;

chwytak — element roboczy maszyny manipulacyjnej służący do uchwycenia obiektu

manipulacji (odebrania mu niezbędnej do wykonania danego zadania manipulacyjnego

liczby stopni swobody), utrzymania go podczas manipulacji i uwolnienia po zakończeniu

manipulacji;

chwytak bezdotykowy — chwytak siłowy realizujący chwytanie przez oddziaływanie na

obiekt manipulacji pola sił utrzymujących ten obiekt w określonym położeniu względem

zespołu chwytnego chwytaka bez kontaktu obiektu manipulacji z powierzchnią zespołu

chwytnego;

chwytak kształtowy — chwytak realizujący chwytanie na drodze połączenia kształtowego

pomiędzy obiektem manipulacji i zespołem chwytnym chwytaka bez wywierania sił na

obiekt manipulacji;

chwytak sitowy -- chwytak realizujący chwytanie przez wywieranie na obiekt manipulacji

pola

sił

naprężających

(ściskających

lub

rozciągających)

albo

przyciągających

(adhezyjnych);

enkoder — przetwornik odczytujący położenia, działający na zasadzie odczytu cyfrowej

wartości położenia tzw. elementu kodowego przetwornika;

fantom — kinematyczny duplikat lub model jednostki kinematycznej maszyny

manipulacyjnej, wyposażony przeważnie tylko w układy pomiarowe parametrów ruchu;

induktosyn — czujnik przetwornika położenia działającego na zasadzie zmiennej

indukcyjności wzajemnej uzwojeń (płaskich) wykonanych na dwóch przemieszczających

się względem siebie powierzchniach;

jednostka kinematyczna — mechanizm kinematyczny z dołączonymi napędami,

tworzący układ ruchu maszyny manipulacyjnej;

jednostka

kinematyczna

modułowa

—

jednostka

kinematyczna

o

konstrukcji

mechanizmu dostosowanej do indywidualnych potrzeb, zbudowana z zespołów ruchu

29

pochodzących z zestawu tworzącego modułowy system manipulacyjny;

jednostka kinematyczna monolityczna — jednostka kinematyczna o nie-zmienialnej

konstrukcji mechanizmu kinematycznego;

jednostka kinematyczna pseudomodułowa — jednostka kinematyczna o zmienialnej

konstrukcji mechanizmu, ale z ograniczeniem do wymiany lub dołączenia wybranych

zespołów ruchu;

krok programu — pojedyncza instrukcja zadaniowa pracy robota, np. pozycjonowania,

przełączania, oczekiwania lub ustalania kolejności, wraz z odpowiednimi argumentami

instrukcji;

łańcuch

kinematyczny

—

szeregowy

układ

połączonych

ruchowo

członów

kinematycznych, tworzący mechanizm jednostki kinematycznej maszyny manipulacyjnej;

manewrowość — liczba stopni swobody łańcucha kinematycznego mechanizmu z

unieruchomionymi członami: pierwszym — podstawą i ostatnim w łańcuchu — tzw.

wolnym członem;

manipulator

—

maszyna

manipulacyjna

sterowana

automatycznie

za

pomocą

mechanizmu napędowo-sterującego lub sygnałów generowanych w stałoprogramowym

układzie sterowania, odpowiednio w funkcji: czasu lub (i) położenia elementów jej

mechanizmu oraz niekiedy stanu środowiska roboczego, wykonująca powtarzalny,

zamknięty cykl ruchów manipulacyjnych o określonych konstrukcją parametrach

statycznych, dynamicznych i energetycznych;

manipulator ręczny bezpośrednio sterowany — zob. serwooperator;

manipulator ręczny pośrednio sterowany — zob. teleoperator;

manipulator podnośnikowy — zob. serwo- i teleoperator;

manipulator programowalny — zob. robot;

manipulator stałoprogramowy — zob. manipulator;

maszyna — mechanizm lub zespół mechanizmów, służący do przetwarzania energii lub

wykonywania pracy mechanicznej;

maszyna cybernetyczna — urządzenie techniczne przeznaczone do zastępowania funkcji

energetycznych, fizjologicznych i intelektualnych człowieka;

30

maszyna

cybernetyczna

lokomocyjno-manipulacyjna

—

maszyna

cybernetyczna

przeznaczona do zastępowania przede wszystkim energetycznych funkcji ruchowych

człowieka, związanych z przemieszczaniem się w środowisku (lokomocja) oraz

przemieszczaniem w środowisku obiektów (manipulacja);

maszyna manipulacyjna — zob. maszyna manipulacyjna przemysłowa;

maszyna manipulacyjna antropomorficzna — maszyna manipulacyjna o podobnym do

człowieka modelu strukturalnym i kształcie układu ruchu i podobnym zakresie

parametrów siły i ruchu, zasięgu ruchu oraz sposobie realizacji przemieszczeń;

maszyna manipulacyjna przemysłowa — maszyna cybernetyczna lokomocyjno-

manipulacyjna przeznaczona do zastępowania przemysłowej pracy produkcyjnej

człowieka;

modułowy system manipulacyjny — zestaw zespołów ruchu oraz układ sterowania, z

których mogą być budowane według indywidualnych potrzeb maszyny manipulacyjne z

jednostkami kinematycznymi o różnej konstrukcji mechanizmu;

nadążanie — pozycjonowanie charakteryzujące się ciągłymi zmianami wartości zadanej

położenia; parametrami są dopuszczalna prędkość zmian wartości zadanej oraz

dopuszczalna wartość odchyłki dynamicznej położenia;

napęd — zob. układ napędowy;

narzędzie — element roboczy maszyny manipulacyjnej, służący do wykonywania zadań

technologicznych;

nauczanie — programowanie polegające na wprowadzeniu do pamięci układu sterowania

wartości zadanych pozycjonowania, przeważnie na drodze doprowadzenia mechanizmu

jednostki kinematycznej, wynikowo chwytaka lub narzędzia, do kolejnych żądanych

położeń, a pozostałych instrukcji i argumentów zadań sterowania przez pulpit układu;

obwiedzenie toru ruchu — programowanie przez nauczanie, polegające na wykonaniu

pełnego cyklu ruchów jednostki kinematycznej w wyniku ręcznego prowadzenia jej

mechanizmu przez operatora za pomocą połączonych z narzędziem (chwytakiem)

rękojeści;

oczekiwanie — zadanie układu sterowania maszyny manipulacyjnej polegające na

31

wstrzymaniu przejścia do kolejnego kroku programu, aż do uzyskania wybranej wartości

ustalonego (zaprogramowanego) warunku;

operator — człowiek sterujący, programujący i (lub) nadzorujący pracę maszyny

manipulacyjnej;

pozycjonowanie — sterowanie przemieszczeniem chwytaka lub narzędzia maszyny

manipulacyjnej, przez doprowadzenie zespołów ruchu jednostki kinematycznej do

zadanych położeń, często połączone z kształtowaniem charakterystyki ruchu;

programator mechaniczny — mechaniczne urządzenie programująco-pamiętające, np.

wałek krzywkowy itp.;

programator ręczny — zob. sterownik ręczny, wykorzystywany podczas programowania

robota;

programowanie — ustalanie algorytmu pracy robota przez wprowadzenie do pamięci

układu sterowania instrukcji określającej rodzaj zadania: podstawowego — jak

pozycjonowanie i pomocniczego — jak współpraca ze środowiskiem roboczym oraz

argumentów instrukcji, określających parametry lub zakres określonych instrukcją zadań;

programowanie ręczne — programowanie przez ręczne nastawianie wartości zadanych

pozycjonowania i (lub) wykorzystanie urządzenia programująco-pamiętającego, np. wałka

krzywkowego, matrycy diodowej;

przełączanie — zadanie układu sterowania maszyny manipulacyjnej polegające na

zmianie stanu pracy urządzenia dwustanowego;

przestawianie — pozycjonowanie charakteryzujące się wymuszaniem następnej wartości

zadanej położenia dopiero po osiągnięciu z określoną dokładnością poprzedniej wartości

zadanej położenia;

przestrzeń kolizyjna — przestrzeń, w obrębie której zawierają się wszystkie elementy

konstrukcyjne i przemieszczają się wszystkie człony mechanizmu jednostki kinematycznej

maszyny manipulacyjnej;

przestrzeń robocza — główna i pomocnicza przestrzeń robocza jednostki kinematycznej

maszyny manipulacyjnej;

przestrzeń robocza główna — przestrzeń, w obrębie której przemieszcza się

32

konstrukcyjne

zakończenie

ostatniego,

wolnego

członu

mechanizmu

jednostki

kinematycznej maszyny manipulacyjnej;

przestrzeń robocza pomocnicza — przestrzeń, w obrębie której przemieszczają się

dodatkowe człony mechanizmu jednostki kinematycznej maszyny manipulacyjnej, np.

zespoły ruchu lokalnego;

przestrzeń ruchów jałowych — przestrzeń kolizyjna z wyłączeniem przestrzeni roboczej;

przestrzeń ruchu globalnego — przestrzeń odpowiadająca ruchom lokomocyjnym całego

ciała człowieka, teoretycznie nieograniczona, w praktyce przemysłowej równoważna

przestrzeni roboczej stanowiska lub linii produkcyjnej;

przestrzeń ruchu lokalnego — przestrzeń odpowiadająca ruchom dłoni człowieka przy

unieruchomionym przedramieniu, w praktyce przemysłowej równoważna objętości od

jednego do kilkunastu dm

3

;

przestrzeń ruchu regionalnego — przestrzeń odpowiadająca ruchom człowieka przy

unieruchomionym korpusie, w praktyce przemysłowej równoważna objętości od dm

3

do

kilku m

3

.

przestrzeń strefy zagrożenia — przestrzeń zabroniona dla dostępu obsługi w czasie pracy

jednostki kinematycznej, ze względu na przepisy lub normy bhp;

przetwornik położenia absolutny — przetwornik pomiarowy, którego sygnały wyjściowe

przekazują informacje o bieżącej odległości elementu ruchomego od stałego punktu

odniesienia;

przetwornik położenia przyrostowy — przetwornik pomiarowy, którego sygnały

wyjściowe przekazują informację o zmianach odległości elementu ruchomego względem

niestałego punktu odniesienia, przeważnie położenia w chwili rozpoczęcia pomiaru;

punkt podporowy — punkt toru ruchu robota, którego współrzędne są ustalane podczas

programowania;

regulacja położenia — zob. przestawianie i nadążanie;

resolwer — selsyn trygonometryczny;

robot — maszyna manipulacyjna sterowana automatycznie za pomocą sygnałów

generowanych w programowalnym układzie sterowania, odpowiednio w funkcji: czasu

33

lub (i) położenia elementów jej mechanizmu oraz niekiedy parametrów ruchu i (lub) stanu

środowiska roboczego, programowana: ręcznie i (lub) przez nauczanie — przez

doprowadzenie do wybranych punktów toru lub przez obwiedzenie toru ruchu,

wykonująca najczęściej powtarzany, ale mogący ulec zmianie odpowiednio do zmiany

programu, stanu środowiska lub podanej informacji, cykl ruchów manipulacyjnych lub (i)

lokomocyjnych

o

określonych

konstrukcją

lub

programowalnych

parametrach

statycznych, dynamicznych i energetycznych;

robot przemysłowy — zob. robot;

robotyka — dyscyplina naukowa zajmująca się teorią, realizacją i stosowaniem maszyn

cybernetycznych lokomocyjno-manipulacyjnych;

robotyzacja — działania mające na celu automatyzacją pracy produkcyjnej za pomocą

maszyn manipulacyjnych;

rozdzielacz — programowalny układ sterowania pozwalający realizować liniowe

programy pracy urządzeń dwustanowych, zbudowany z elementu liczącego kroki

programu i dekodującego stan licznika;

ruchliwość — liczba stopni swobody łańcucha kinematycznego mechanizmu z

unieruchomionym członem — podstawą;

selsyn trygonometryczny — czujnik indukcyjny przetwornika położenia kątowego;

serwojednostka — urządzenie zawierające kompletny układ napędowy, często także

przekładnię ruchu oraz układ pomiarowy parametrów ruchu;

serwooperator — maszyna manipulacyjna sterowana przez bezpośrednie, ręczne

przemieszczanie

wybranych

elementów

jej

mechanizmu,

względnie

dodatkowo

elementów operatorskich, wzmacniająca parametry energetyczne ruchów lokomocyjnych

i (lub) manipulacyjnych człowieka;

sterowanie ciągłe — sterowanie jednostką kinematyczną maszyny manipulacyjnej,

wyposażoną w zespoły ruchu pozycjonowane w sposób ciągły;

sterowanie punktowe — sterowanie jednostką kinematyczną maszyny manipulacyjnej,

wyposażoną w zespoły ruchu pozycjonowane dwupołożeniowo, zwykle zderzakowo;

sterowanie

wielopunktowe

—

sterowanie

jednostką

kinematyczną

maszyny

34

manipulacyjnej, wyposażoną w zespoły ruchu pozycjonowane wielo-położeniowo,

przeważnie numerycznie, niekiedy zderzakowo;

sterowanie komputerowe — sterowanie maszyną manipulacyjną za pomocą układu o

strukturze komputerowej lub przystosowanego do zadań sterowania komputera;

sterowanie procesowo-niezależne — sterowanie maszyną manipulacyjną bez pobierania

informacji o stanie środowiska roboczego, np. obsługiwanego przez maszynę procesu

produkcyjnego;

sterowanie procesowo-zależne — sterowanie maszyną manipulacyjną z uwzględnieniem

informacji o stanie środowiska roboczego, np. obsługiwanego przez maszynę procesu

produkcyjnego;

sterowanie procesorowe — zob. sterowanie komputerowe;

sterowanie typu CP — zob. sterowanie ciągłe;

sterowanie typu MP — zob. sterowanie wielopunktowe;

sterowanie typu PTP — zob. sterowanie punktowe;

sterownik — układ sterowania wykorzystujący programator mechaniczny;

sterownik ręczny — przenośny pulpit układu sterowania, umożliwiający przede

wszystkim ręczne sterowanie zespołami ruchu jednostki kinematycznej maszyny

manipulacyjnej;

struktura kinematyczna — schemat mechanizmu kinematycznego w postaci szkicu lub

syntetycznego zapisu położenia i połączeń ruchowych członów łańcucha kinematycznego;

szkielet zewnętrzny — część nadawcza układu sterowania teleoperatorem w postaci

konstrukcji antropomorficznej, obejmującej korpus, kończyny lub ich części, operatora,

wyposażona w układy pomiarowe parametrów ruchu, służąca do kierowania jednostką

kinematyczną teleoperatora, pozwalająca w przypadku wyposażenia w układy napędowe

na odczucie wsteczne położenia, parametrów ruchu i sił jednostki kinematycznej;

teleoperator

—

maszyna

manipulacyjna

sterowana

przez

pośrednie

ręczne

przemieszczenia wybranych elementów pomocniczego mechanizmu sterującego i (lub)

elementów operatorskich, względnie przy pomocy instrukcji wprowadzanych na drodze

informatycznej do układu sterowania, przekazująca na odległość z określoną jakością

35

statyczną, dynamiczną i energetyczną ruchy lokomocyjne i (lub) manipulacyjne człowieka

lub żądanie ich wykonania wyrażone w formie informacji;

tor ruchu — tor przemieszczenia wybranego punktu konstrukcji mechanizmu jednostki

kinematycznej, chwytaka lub narzędzia podczas sterowania ręcznego, programowania lub

pracy automatycznej maszyny manipulacyjnej;

układ maszynowy — układ osi współrzędnych związany ze strukturą jednostki

kinematycznej, przeważnie strukturą zespołów ruchu regionalnego;

układ odniesienia — układ osi współrzędnych, w którym określone są przestrzenie i tory

ruchów jednostki kinematycznej; w przypadku robota z reguły układ osi współrzędnych

programowania;

układ napadowy — układ, w którym wielkością wyjściową (sterowaną) jest

przemieszczenie liniowe albo kątowe (obrotowe), połączone z możliwością wydatkowania

'określonej siły albo momentu napędowego, składający się z elementu wykonawczego i

wzmacniacza mocy sygnału sterującego;

układ o strukturze rozdzielacza — zob. rozdzielacz;

układ pomiarowy parametrów ruchu — przetwornik pomiarowy parametrów ruchu,

którego czujnik, z reguły poprzez przekładnię pomiarową, połączony jest z

przemieszczanym elementem zespołu ruchu;

układ sensoryczny — układ przetwarzający informacje o stanie środowiska roboczego

pochodzące z urządzeń sensorycznych do postaci akceptowalnej przez układ sterowania

maszyny manipulacyjnej;

układ sterowania programowalny — układ sterowania pracą robota według algorytmu

ustalonego podczas programowania maszyny;

układ sterowania stałoprogramowy — układ sterowania pracą manipulatora według

stałego (niezmienialnego) algorytmu;

układ współrzędnych naturalnych — zob. układ maszynowy;

układ współrzędnych zewnętrznych — zob. układ odniesienia;

urządzenie dwustanowe — urządzenie techniczne o dwóch stabilnych stanach pracy:

załączonej i wyłączonej;

36

urządzenie sensoryczne — czujnik lub zespół czujników, z reguły współpracujących z

przetwornikami i niekiedy układem analizy wyników pomiaru, substytuujący działanie

receptorów człowieka, służący do przyjmowania informacji o środowisku roboczym;

ustalanie kolejności — zadanie układu sterowania maszyny manipulacyjnej polegające na

wyborze jednej z dwóch możliwości kontynuacji programu pracy, w zależności od

aktualnej wartości ustalonego (zaprogramowanego) warunku;

zespół ruchu — człon mechanizmu kinematycznego z dołączonym napędem, pozwalający

na realizację określonego ruchu względem członu z nim połączonego;

zespół ruchu globalnego — zespół ruchu jednostki kinematycznej realizujący działania

lokomocyjne w przestrzeni ruchu globalnego maszyny manipulacyjnej;

zespół ruchu regionalnego — zespół ruchu jednostki kinematycznej realizujący działania

manipulacyjne w przestrzeni ruchu regionalnego maszyny manipulacyjnej;

zespół ruchu lokalnego — zespół ruchu jednostki kinematycznej realizujący działania

orientowania

obiektu

manipulacji

w

przestrzeni

ruchu

lokalnego

maszyny

manipulacyjnej;

zespół ruchu pozycjonowany ciągle — zespół ruchu pozycjonowany wielopołożeniowo,

o położeniach wymuszanych przez analogowe sygnały sterujące, kształtujące także

charakterystykę ruchu;

zespół ruchu pozycjonowany dwupołożeniowo — zespół ruchu o dwóch zadawanych

położeniach, z reguły ograniczających zakres przemieszczenia;

zespół ruchu pozycjonowany numerycznie — zespół ruchu o wielu zadawanych

położeniach, odpowiadających cyfrowym sygnałom pomiarowym przemieszczenia lub (i)

wymuszonych

przez

cyfrowe

sygnały

sterujące,

przeważnie

kształtujące

także

charakterystykę ruchu;

zespół ruchu pozycjonowany wielopołożeniowo — zespół ruchu o wielu zadawanych

położeniach w całym zakresie przemieszczenia;

zespół ruchu pozycjonowany zderzakowa — zespół ruchu o stabilnych położeniach

wymuszanych przez mechaniczne ograniczniki ruchu, przeważnie dwa (niekiedy kilka) w

całym zakresie przemieszczenia.

37