Pytania Robotyka

Pytania egzaminacyjne z przedmiotu „Podstawy robotyki”

Wyjaśnić, na czym polegają różnice pomiędzy generacjami robotów przemysłowych ?

Roboty I generacji nie posiadają układów sztucznej inteligencji. Posiadają kompletny mechanizm do szybkiego wykonywania określonych zarań. Roboty II generacji posiadają pętlę sprzężenia zwrotnego od środowiska zewnętrznego, która przekazuje informacje o stanie otoczenia, na podstawie których program sterujący jest modyfikowany (ominięcie przeszkody)

Dla jakiej wielkości produkcji zaleca się stosować roboty przemysłowe i dlaczego ?

O zastosowaniu robotów decydują dwa aspekty ekonomiczny i techniczny. Względy ekonomiczne nakazują zastosowanie robota tam gdzie produkcja jest mała seryjna ale nie masowa, tam lepiej zastosować zautomatyzowaną linię produkcyjną. Aspekt techniczny nakazuje wykorzystanie robotów w pracach wysoce precyzyjnych lub gdy środowisko pracy jest niesprzyjające zdrowiu i życiu człowieka.

Wyjaśnić pojęcia:

Serwooperator
Teleoperator
Robot przemysłowy
Serwooperator

Serwooperatory to manipulatory sterowane ręcznie bezpośrednio przez użytkownika, stosowane głównie w przemyśle ciężkim.

Teleoporator

Manipulatory sterowane ręcznie pośrednio przez użytkownika za pomocą pulpitu sterowniczego lub sterowania zdalnego z pewnej odległości, stosowane gdy środowisko pracy nie pozwala na obecność człowieka.

Robot przemysłowy

Robot przemysłowy jest programowaną wielozadaniową maszyną. Ingerencja człowieka kończy się na etapie programowania. Wykonuje on czynności autonomicznie bez ingerencji człowieka.

Na czym polegają metody programowania robota przemysłowego:

przy ręcznym sterowaniu punktowym,
przez bezpośrednie obwiedzenie toru,
przez obwiedzenie za pomocą fantomu,
z zastosowaniem języków programowania (jakie to języki) ?

Przy ręcznym sterowaniu punktowym

Jest to rodzaj programowania w którym operator prowadzi element wykonawczy robota od jednego punktu do kolejnego, które są zapisywane są w pamięci za pomocą współrzędnych konfiguracyjnych, a trajektorię ruchu generuje program w oparciu o odpowiednia interpolację.

Przez bezpośrednie obwiedzenie toru

Jest to metoda, podczas której operator przeprowadza efektor manipulatora po pewnej trajektorii która jest zapisywana do pamięci i odtwarzana później przez manipulator.

Przez obwiedzenie za pomocą fantomu

Podobnie jak punkt poprzedni z tą różnicą ze zamiast poruszania właściwym manipulatorem wykorzystuje się jego model (fantom) i poruszając jego efektorem kreuje się trajektorię. Zapamiętaną trajektorię wprowadza się do pamięci manipulatora. Te metodę wykorzystuje się gdy np. gdy manipulator jest na tyle ciężki ze podniesienie jego ramienia było by niemożliwe.

Omówić połączenia stosowane najczęściej w łańcuchach kinematycznych manipulatorów.

Najczęściej stosowane są pary kinematyczne 5 klasy posiadające 1 stopień swobody. Popularne głównie z powodu prostoty sterowania i wykonania.

Jednostkę kinematyczną manipulatora tworzy mechanizm kinematyczny wraz dołączonymi napędami. Współczesne manipulatory zbudowane są w postaci szeregowo lub szeregowo-równoległego układu połączonych ruchowo członów kinematycznych, czyli tzw. łańcucha kinematycznego.

Elementy kinematyczne tworzące parę kinematyczną z dołączonym napędem pozwalają na realizację ruchów względnych elementów pary kinematycznej, tworzą zespół ruchu. We współcześnie konstruowanych maszynach manipulacyjnych znaczenie techniczne mają wyłącznie połączenia członów V klasy, a więc pary o wzajemnym ruchu postępowym lub obrotowym. W przyszłości być może znajdą zastosowanie w budowie jednostki kinematycznej pary pozostałych klas szczególnie IV i III jednak obecnie trudności konstrukcyjne powodują, że nie znajdują one zastosowania poza robotami laboratoryjnymi.

Wspomniane pary kinematyczne klasy V to przeguby obrotowe służą do obrotu jednego członu względem drugiego, oraz przeguby pryzmatyczne umożliwiające ruch postępowy pomiędzy członami.

Do dalszych rozważań przyjęto następujące oznaczenia (O) dla przegubów obrotowych i (P) dla przegubów pryzmatycznych. Na rys.2.3 przedstawiono przegub obrotowy i pryzmatyczny wraz z ich schematami.

schemat	2D	3D
Przegub obrotowy (O)
Przegub pryzmatyczny (P)
Rys.2.3 Przeguby klasy V oraz ich symboliczna reprezentacja

Kombinacje przedstawionych przegubów tworzą odpowiednie konfiguracje kinematyczne manipulatorów i robotów.

Ruchliwość otwartych łańcuchów kinematycznych manipulatorów.

Ruchliwość otwarych łańcuchów kinematycznych określa się za pomocą liczby stopni swobody. Liczbę stopni swobody możemy określić ze wzoru
, gdzie n - liczba członów ruchomych, p - liczba połączeń różnego rodzaju.

Manipulatory i roboty przemysłowe najczęściej posiadają otwarty łańcuch kinematyczny. Łańcuchy te składają się z kilku ogniw czynnych umożliwiających przestrzenne przemieszczanie i orientacje końcówki roboczej, czyli efektora.

Liczba stopni swobody jest to ilość zmiennych położenia, jaką należy podać w celu jednoznacznego określenia układu w przestrzeni. W celu wyznaczenia liczby stopni swobody korzysta się ze wzoru:

(2.1)

gdzie: w - liczba stopni swobody

n - liczba członów ruchomych

p_i - liczba połączeń odpowiedniego rodzaju

Wyjaśnić pojęcia ruchów: globalnych, regionalnych i lokalnych i wykorzystanie w wypracowywaniu położenia narzędzia lub chwytaka.

Manipulatory mogą wykonywać trzy rodzaje ruchów: globalne - wynikają z ruchów podstawy manipulatora, regionalne - służą do wypracowania pozycji końcówki, lokalne - służą do wypracowania orientacji końcówki

Podstawowe struktury manipulatorów robotów. Jaki jest związek struktury manipulatora z jego możliwościami manipulacyjnymi ?

KLASYFIKACJA ROBOTÓW
Klasyfikacja na podstawie własności geometrycznych
Konfiguracja kartezjańska (PPP)

Manipulator, którego trzy pierwsze przeguby są pryzmatyczne, jest nazywany manipulatorem kartezjańskim (rys.3.1).

0x01 graphic

Rys.3.1 Konfiguracja kartezjańska (PPP)

Rys.3.2 Główna przestrzeń robocza

Konfigurację tego manipulatora przedstawiono na schemacie przestrzennym rys.3.1 natomiast rys.3.2 ilustruje jego przestrzeń roboczą. Dla manipulatora kartezjańskiego zmienne przegubowe są współrzędnymi kartezjańskimi końcówki roboczej względem podstawy. Biorąc pod uwagę opis kinematyki tego manipulatora jest on najprostszy spośród wszystkich konfiguracji. Taka struktura manipulatora jest korzystna w zastosowaniach głównie do montażu na blacie stołu oraz do transportu materiałów lub ładunków.

Konfiguracja cylindryczna (OPP)

3.1.2. Konfiguracja cylindryczna (OPP)

Konfiguracja cylindryczna została przedstawiona na rys.3.6. Pierwszy przegub jest obrotowy i wykonuje obrót względem podstawy, podczas gdy następne przeguby są pryzmatyczne. W takiej strukturze zmienne przegubowe są jednocześnie współrzędnymi cylindrycznymi końcówki roboczej względem podstawy, a przestrzenią roboczą jest niepełny cylinder (rys3.7).


Rys.3.6 Konfiguracja cylindryczna (OPP)	Rys.3.7 Główna przestrzeń robocz

Konfiguracja antropomorficzna (OOO)

o grupy manipulatorów antropomorficznych zalicza się te manipulatory które posiadają strukturę składającą się z trzech przegubów obrotowych tak jak zostało

to przedstawione na rys.3.10.


Rys.3.10 Konfiguracja antropomorficzna (OOO)	Rys.3.11 Główna przestr

Konfiguracja sferyczna (OOP)

Konfiguracja sferyczna powstaje z zastąpienia w konfiguracji antropomorficznej trzeciego przegubu obrotowego przegubem pryzmatycznym. Schemat manipulatora o takiej konfiguracji przedstawiono na rys.3.14. Przestrzeń

robocza dla takiej konfiguracji ma postać jak na rys.3.15.


Rys.3.14 Konfiguracja sferyczna (OOP)	Rys.3.15 Główna przestrzeń robocza

Nazwa tej konfiguracji wywodzi się stąd, że współrzędne sferyczne, określające położenie końcówki roboczej względem układu współrzędnych o początku w przecięciu osi z₁ i z₂, są takie same, jak trzy pierwsze zmienne przegubowe.

Konfiguracja SCARA (OOP)

Konfiguracja SCARA (Selective Compliant Articulated Robot for Assembly), obecnie jedna z często występujących struktur w przemyśle (rys.3.16).


Rys.3.16 Konfiguracja SCARA (OOP)	Rys.3.17 Przestrzeń robocza

Istnieje wiele firm zajmujących się konstruowaniem i sprzedażą tej klasy robotów miedzy innymi firmy: MITSUBISHI, SONY, EPSON, ADEPT, YAMAHA, SETKO, DENSO. W tabeli 3.2 przedstawiono przykładowe rozwiązania konstrukcyjne manipulatorów to strukturze SCARA.

0x01 graphic

Głównym przeznaczeniem tej klasy manipulatorów jest montaż elementów i podzespołów oraz powtarzalne przenoszenie detali oraz ich sortowanie. Strukturę tę również wykorzystuje się do tworzenia obwodów drukowanych w elektronice. SCARA posiadając strukturę (OOP), różni się od konfiguracji sferycznej wyglądem jak i obszarem zastosowania.

Jak można zauważyć z tabeli 3.2 poszczególne serie robotów różnią się głównie dopuszczalną masą jaką może manewrować efektor.

Sposób ustawienia konfiguracji poszczególnych członów w strukturze SCARA jest możliwy na kilka sposobów, może to być konfiguracja najczęściej stosowana i reprezentowana przez manipulatory zamieszczone w tabeli 3.2 lub konfiguracje przedstawione na rys.3.19 i rys.3.20 na przykładzie manipulatora robota YK800XS firmy YAMAHA


Rys.3.19 Konfiguracja efektor w górę	Rys.3.20 Konfiguracja efektor w dół

Przyjęcie odpowiedniej konfiguracji jest uzależnione od danego procesu technologicznego jaki ma być wykonany przez robota.

Struktura SCARA może być wykorzystywana na przykład w procesach montażowych, również do paletyzacji elementów oraz tworzenia układów drukowanych w elektronice.

Manipulatory równoległe o zamkniętym łańcuchu kinematycznym

Przykładem robotów posiadających zamknięty łańcuch kinematyczny są roboty równoległe. Zostały one skonstruowane w celu poprawienia niezawodności i szybkości działania. Przykład robota równoległego został przedstawiony na rys.3.21 jest to robot IRB 340 firmy ABB, natomiast na rys.3.22 przedstawiono przykładowy sposób zamontowania robota na ramie.


Rys.3.21 Manipulator IRB 340 firmyABB	Rys.3.22 Sposób zamocowania manipulatora

Zasada działania tego typu robotów opiera się na idei odpowiednio zaprojektowanych ramion robota. Użycie tych ramion pozwala ustawić pozycję i orientację ruchomej platformy. Takie roboty posiadają 3 ramiona, które wprowadzają 3 stopnie swobody. Ruchoma platforma jest wyposażona w efektor który posiada dodatkowy stopień swobody umożliwiający np. obrót.

Tego typu roboty znalazły zastosowanie miedzy innymi w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz elektronicznym.

Wady i zalety poszczególnych konfiguracji manipulatorów.

konfiguracja	oznaczenie	zalety	wady
kartezjańska	PPP	3 liniowe napędy, łatwość wizualizacji pracy, łatwa w programowaniu, duża sztywność	Wymaga dużego miejsca do pracy
cylindryczna	OPP	2 liniowe napędy + 1 obrotowy pozwala osiągnąć położenie wokół siebie, ruch obrotowy łatwy w programowaniu	Niewykonalne osiągnięcie położenia efektora ponad manipulatorem, niewygodna w omijaniu przeszkód
antropomorficzna	OOO	3 napędy obrotowe pozwalają omijać przeszkody, stosunkowo duża przestrzeń robocza,	Struktura trudna do programowania, 2 lub 4 sposoby osiągnięcia pozycji w przestrzeni, najbardziej skomplikowana struktura
sferyczna	OOP	1 napęd liniowy + 2 obrotowe dają stosunkowo duży zasięg poziomy	niewygodna w omijaniu przeszkód, stosunkowo mały zasięg pionowy
SCARA	OOP	1 napęd liniowy + 2 obrotowe, duża sztywność manipulatora, stosunkowo duża i nieskomplikowana przestrzeń robocza	2 możliwości osiągnięcia pozycji w przestrzeni roboczej, trudna do sterowania, bardzo skomplikowana struktura ramienia.

Tabela 3.3 Wady i zalety poszczególnych konfiguracji manipulatorów.

Klasyfikacja na podstawie budowy jednostki kinematycznej
Jednostki monolityczne

Do tego typu konstrukcji zalicza się jednostki kinematyczne o stałej, niezmiennej konstrukcji mechanizmu. Producent dostarcza wszystkie niezbędne zespoły ruchu wraz z efektorem zgodnie z oczekiwaniami odbiorcy. Przy obecnym rozwoju techniki należy zauważyć iż jednostki monolityczne znajdują coraz mniejszą grupę odbiorców ze względu na wymagania związane z elastycznością zrobotyzowanych systemów produkcyjnych.

Jednostki modułowe

Do tego typu konstrukcji zalicza się jednostki kinematyczne złożone zgodnie z potrzebami z dostarczonych przez producenta gotowych zespołów ruchu.

0x01 graphic

Rys.3.25 Przykład jednostki modułowej firmy ADEPT

Pomimo że producent nie ogranicza możliwych do zestawienia struktur, jednak są one ograniczone przez własności mechaniczne i dynamiczne dostarczonych modułów. Na rys.3.25 przedstawiono przykładowa jednostkę modułową o konfiguracji kartezjańskiej produkowaną przez firmę ADEPT. Przykładowo odbiorca dostarcza informacji na temat żądanych zakresów ruchu poszczególnych członów manipulatora, a producent dostarcza odpowiednie moduły wraz z układem zasilania i sterowania. W zależności od procesu technologicznego w którym ma być wykorzystany robot, jednostki modułowe mogą być bardzo wygodnym rozwiązaniem ze względów ekonomicznych oraz technologicznych.

Jednostki pseudomodułowe

Do tej grupy konstrukcji zalicza się jednostki o stałej strukturze kinematycznej, ale dopuszczonej przez producenta możliwości wymiany przez użytkownika niektórych zespołów ruchu, z reguły będących na końcu łańcucha kinematycznego.

Na rys.3.26 zilustrowano przykładową jednostkę pseudomodułową o konfiguracji

SCARA z możliwością zastosowania odpowiedniej końcówki roboczej.

0x01 graphic

Rys.3.26 Przykład jednostki pseudomodułowej - manipulator serii ES firmy SEIKO.

W zależności od wymagań technologicznych, końcówką roboczą może być na przykład urządzenie zgrzewające lub chwytak.

Na podstawie robota KUKA KR15 omówić zalety zastosowanej w nim struktury manipulatora.

Konfiguracja antropomorficzna (OOO)

Do grupy manipulatorów antropomorficznych zalicza się te manipulatory które posiadają strukturę składającą się z trzech przegubów obrotowych tak jak zostało

to przedstawione na rys.3.10.


Rys.3.10 Konfiguracja antropomorficzna (OOO)	Rys.3.11 Główna przestrzeń robocza

Przestrzeń robocza dla takiej konfiguracji ma postać która została zilustrowana na rys.3.11. Przedstawiona struktura manipulatorów nosi również nazwę manipulatorów z łokciem, przykładem takiej struktury mogą być np. roboty firmy Mitsubishi serii RV. Na rys.3.12 przedstawiono manipulator RV-1A natomiast na rys.3.13 zilustrowano manipulator RV-2AJ.


Rys.3.12 Manipulator RV-1A	Rys.3.13 Manipulator RV-2AJ

Jak można zaobserwować na powyższych rysunkach, przedstawione manipulatory posiadają jeszcze dodatkowe człony w celu zwiększenia liczby stopni swobody, jednak jest to konfiguracja antropomorficzna ponieważ trzy pierwsze pary kinematyczne licząc od podstawy są obrotowe. Taka konfiguracja zapewnia stosunkowo dużo swobody ruchu w dość zamkniętej przestrzeni.

Istnieje wiele innych firm zajmujących się produkcją robotów z antropomorficzną konfiguracją manipulatora, przykładowo firmy Unimate, DENSO, KAWASAKI, ABB. Przykładowe modele trójwymiarowe manipulatorów firmy ABB przedstawiono w tabeli 3.1.

Roboty o takiej konfiguracji mogą być wykorzystywane przy operacjach montażowych, polerowaniu, lakierowaniu różnego rodzaju detali.

Omówić cechy chwytaków siłowych i kształtowych.

Chwytak siłowy działa na zasadzie nacisku na przedmiot przenoszony i dzięki siłom tarcia blokowania stopni swobody przenoszonego przedmiotu. Chwytanie kształtowe są tak dopasowane do geometrii przenoszonego przedmiotu by bez wywierania nacisku lub małego nacisku przenosić przedmiot. Takie chwytaki stosuje się, kiedy nasz przedmiot przenoszony może być łatwo zniszczony przez wywieranie na niego siły.

Chwytaki siłowe podczas chwytania działają na obiekt manipulacji siłami w stronę powierzchni obiektu albo przeciwnie - od obiektu w kierunku chwytania. W pierwszym przypadku, charakterystycznym dla chwytania dwiema przeciwległymi końcówkami (rys.4.4), na obiekt działają dwie równe, co do wartości, przeciwnie skierowane siły. Na powierzchni obiektu powstają naprężenia, a w czasie manipulowania obiektem pojawia się siła tarcia statycznego, przeciwdziałająca przemieszczaniu się obiektu względem chwytaka. W praktyce stosowane jest często chwytanie siłowo-kształtowe. Końcówki chwytne chwytaka swoim kształtem ograniczają swobodę ruchu obiektu i jednocześnie działając na obiekt siłami uniemożliwiają mu przemieszczanie się w kierunkach niezabezpieczonych ograniczeniami kształtowymi

Omówić napędy stosowane w chwytakach manipulatorów.

W chwytakach najczęściej stosowane są napędy pneumatyczne ze względu na szybkość działania oraz elektryczne ze względu na prostotę sterowania i łatwość zastosowania.

Przeniesienie napędu chwytaka

Niezwykle istotnym elementem chwytaków oraz innych urządzeń mechanicznych jest sposób przeniesienia napędu. Najczęściej spotykane układy przeniesienia napędu dla chwytaków przedstawione zostały na poniższych rysunkach zebranych w tabeli 4.10:


napęd dźwigniowy	napęd zębaty

napęd klinowy	napęd jarzmowy

Tabela 4.10 Sposoby przeniesienia napędu

Przykład rozwiązania konstrukcyjnego chwytaka z napędem zębatym został przedstawiony na rys.4.22.

0x01 graphic

Rys.4.25 Rozwiązanie konstrukcyjne chwytaka z napędem zębatym.

Obecnie obserwuje się dwa kierunku rozwoju budowy chwytaków. Chwytaki uniwersalne o budowie zbliżonej do budowy ludzkiej ręki i chwytaki specjalizowane do pracy z jednym rodzajem przedmiotów.

Właściwy dobór chwytaka ma decydujące znaczenie dla prawidłowego przebiegu procesu manipulacji. Metodyka projektowania chwytaka polega na:

1. wyborze sposobu uchwycenia

2. wyborze typu chwytaka (zasady działania)

3. dobraniu parametrów konstrukcyjnych chwytaka

4. przystosowaniu końcówek chwytnych do kształtu powierzchni obiektu

Omówić podstawowe cechy napędów pneumatycznych i zakres ich stosowania w robotach.

Napęd pneumatyczny jest głównie stosowany w manipulatorach około 47% współcześnie produkowanych maszyn. Zaletą takiego napędu jest prostota konstrukcji w realizacji ruchu liniowego, duża własna sztywność konstrukcyjna, możliwość pracy w trudnych warunkach oraz relatywnie niska cena

Omówić podstawowe cechy napędów hydraulicznych i zakres ich stosowania w robotach.

Napędy hydrauliczne posiadają dużą sztywność ze względu na małą ściśliwość płynu, bardzo dobre właściwości dynamiczne (dobry stosunek sił i momentów czynnych do bezwładności), małą masę przypadającą na jednostkę mocy, łatwość sterowania, małą wrażliwość na zmiany odciążenia i przeciążenia, dużą trwałość. Jednak napęd ten ma również wady które spowodowały że napędy te nie są tak powszechnie stosowane: mniejsza sprawność, zmiana właściwość pod wpływem temperatury, wrażliwość na zanieczyszczenia, możliwość występowania przecieków.

Omówić rodzaje silników elektrycznych stosowanych w napędach manipulatorów i zakres ich stosowania w robotach.

Napędy elektryczne: Wraz z rozwojem silników elektrycznych wzrastał poziom użycia tego rodzaju napędu w robotyce. Głównie stosowanymi są silniki prądu stałego (serwojednostki), silniki krokowe, dzięki którym można łatwo przeprowadzać ruchy liniowe oraz sterować prędkością. Coraz bardziej popularne staja się silniki prądu przemiennego dzięki zastosowaniu falowników do regulacji prędkości. Zaletą napędu elektrycznego jest tanie przetworzenie energii, możliwość zamontowania sterowania poza układem manipulatora, prosty sposób doprowadzenia energii do silnia, duża odporność na zanieczyszczenia oraz małe rozmiary.

Wyjaśnić zasady działania czujników cyfrowych:

bezwzględnych
przyrostowych

Bezwzględnych

Czujniki bezwzględne przewyższają czujniki przyrostowe tym, że potrafią od razu po włączeniu powiedzieć, w którym przedziale kwantyzacji się znajdują, przez co działają o wiele szybciej mają jednak bardziej skomplikowaną budowę.

Przyrostowych

Czujniki przyrostowe wymagają zadeklarowania punktu odniesienia, od którego to zliczają ilość działek kwantyzacji i na tej podstawie podają wielkość mierzoną. Jak sama nazwa wskazuje mierzą one przyrost wielkości mierzonej.

Wyjaśnić pojęcia przestrzeni roboczej i konfiguracyjnej manipulatora.

Przestrzeń robocza manipulatora to przestrzeń opisana za pomocą współrzędnych kartezjańskich, przestrzeń konfiguracyjną zaś opisujemy za pomocą współrzędnych konfiguracyjnych mierzonych za pomocą czujników umieszczonych na manipulatorze.

Wyjaśnić pojęcia : toru i trajektorii końcówki manipulatora robota.

Tor to zbiór linia, po której porusza się końcówka manipulatora w przestrzeni, trajektoria zaś to wyrażenie tego toru wraz z podaniem czasu przemieszczenia, czyli prędkości przyspieszenia.

Wyjaśnić pojęcia dokładności pozycjonowania i powtarzalności przy odtwarzaniu trajektorii manipulatora.

Dokładność i powtarzalność

Innymi istotnymi parametrami opisującymi manipulatory i roboty są dokładność i powtarzalność. Dokładność manipulatora określa jak blisko manipulator może dojść do zadanego punktu w przestrzeni roboczej. Powtarzalność jest wielkością określającą jak blisko manipulator może dojść do pozycji uprzednio osiągniętej. Podstawową metodą pomiaru położenia końca efektora jest pomiar zmian położenia w poszczególnych złączach. W robotach przemysłowych praktycznie nie stosuje się bezpośredniego pomiaru końca efektora, spowodowane jest to wysoką ceną i wrażliwością na zakłócenia takich czujników. Najczęściej pozycję narzędzia oblicza się na podstawie przemieszczeń odczytanych na poszczególnych złączach, jednak aby otrzymane położenie było dokładne należy założyć geometrię manipulatora i jego sztywność.

Na dokładność manipulatora wpływają:

- błędy obliczeniowe

- dokładność obróbki poszczególnych elementów konstrukcyjnych

- elastyczność poszczególnych członów

- luzy w przekładniach

- oraz wiele innych elementów statycznych i dynamicznych

Dlatego też dzisiaj budowane roboty są projektowane tak, aby posiadały dużą sztywność. Dokładność manipulatorów o małej sztywności mogłaby być osiągnięta tylko poprzez zastosowanie bezpośrednich czujników położenia końca efektora lub też poprzez zastosowanie skomplikowanych algorytmów sterownia. Podczas uczenia robota np. przy wprowadzaniu kolejnych pozycji, powyższe efekty są uwzględniane i układ sterowania zapamiętuje odpowiednie wartości wskazań enkoderów, niezbędne do powrotu manipulatora do tej pozycji. Na powtarzalność wpływa, więc w pierwszym rzędzie rozdzielczość układu sterowania. Przez rozdzielczość układu sterowania należy rozumieć najmniejszy przyrost ruchu, który układ sterowania może rozpoznać. Rozdzielczość jest obliczana jako całkowita droga, którą przebywa końcówka danego członu, podzielona przez 2ⁿ, gdzie n jest liczbą bitów, określającą rozdzielczość enkodera. Przeguby pryzmatyczne zwykle mają większą rozdzielczość niż złącza obrotowe, gdyż najkrótszą drogą pomiędzy dwoma punktami w przestrzeni jest linia prosta.

Dodatkowo w przypadku osi obrotowych występują silniejsze wzajemne sprzężenia kinematyczne i dynamiczne między członami, co prowadzi do kumulowania się błędów, co z kolei prowadzi do problemów ze sterowaniem. Osie obrotowe mają także wiele zalet, należą do nich między innymi większa zwinność ruchu oraz zwartość konstrukcji osi obrotowych. Tak więc manipulatory wykonane z członów obrotowych zajmują mniej miejsca niż manipulatory z członami liniowymi, dlatego też manipulatory z członami obrotowymi są bardziej przystosowane do manewrowanie wokół przeszkód i współpracy z innymi manipulatorami w jednej przestrzeni roboczej.

Operator przekształcenia jednorodnego oraz jego zastosowanie ( algebra przekształceń).

Przekształcenia jednorodne

Oprócz bardzo istotnych operacji związanych z obrotami nasuwa się pytanie jak opisać przesunięcia pomiędzy poszczególnymi układami. Poniżej przedstawiono następującą sytuację, ustalono układ współrzędnych O x₀ y₀ z₀, a następnie dokonano przesunięcia równoległego układu O x₁ y₁ z₁ o odległość |d_1,0|, tak jak przedstawiono to na rys.5.21.

Wektory jednostkowe i₀ j₀ k₀ są odpowiednio równoległe do wektorów i₁ j₁ k₁, natomiast wektor d_1,0 jest wektorem o początku w punkcie O₀, a końcu w punkcie O₁ wyrażonym w układzie współrzędnych O x₀ y₀ z₀.

0x01 graphic

Rys.5.21 Widok układów po równoległym przesunięciu

Jeżeli z układami współrzędnych będzie związany wektor r to będzie on posiadał reprezentacje r₀ i r₁,ponieważ odpowiednie osie w tych układach współrzędnych są równoległe, wektory te powiązano zależnością:

(5.20)

Zależność (5.20) można zapisać w postaci składowych wektora p₀ następująco:

(5.21)

Pomiędzy układem O x₀ y₀ z₀ i układem O x₁ y₁ z₁występuje związek, który może być wyrażony przez kombinację obrotu i przesunięcia, co określono jako ruch

sztywny. Poniższe równanie jest definicją ruchu sztywnego, jeżeli macierz R jest ortogonalna.

(5.22)

Jeżeli występują dwa ruchy sztywne wtedy:

(5.23)

(5.24)

Podstawiając do równania (5.23), równanie (5.24) opisano trzeci ruch sztywny i otrzymano:

(5.25)

Pomiędzy wektorami r₀ i r₁ występuje ruch sztywny, można zapisać równanie ruchu w postaci:

(5.26)

Po dokonaniu porównania równań (5.25) i (5.26) otrzymano równości:

(5.27)

(5.28)

Analiza równa (5.27) pokazuje, że przekształcenia orientacji mogą być po prostu mnożone, a równanie (5.28) przedstawia, że wektor od początku O₀ do początku O₂ jest sumą wektorową wektora d_1,0 od O₀ do O₁ i wektora R_1,0d_1,0 od O₁ do O₂ wyrażonych w orientacji układu współrzędnych O x₀ y₀ z₀.

(5.29)

każda z przedstawionych powyżej macierzy ma wymiar 4´4, gdzie 0 oznacza (000), taki zapis umożliwia stwierdzenie, że ruchy sztywne mogą być reprezentowane przez zbiór macierzy o postaci:

(5.30)

W przedstawionym powyżej równaniu n=(n_x n_y n_z)^T jest wektorem reprezentującym kierunek osi O₁x₁ w układzie O x₀ y₀ z₀, s=(s_x s_y s_z)^T reprezentuje kierunek osi O₁y₁, natomiast a=(a_x a_y a_z)^T reprezentuje kierunek osi O₁z₁. Wektor d=(d_x d_y d_z)^T jest reprezentacją wektora od początku O₀ do początku O₁ wyrażony w układzie O x₀ y₀ z₀. W macierzy H występują również takie wielkości jak skala i

perspektywa, które w niniejszym opracowaniu zawsze będą miały przedstawioną

postać. Macierz (5.30) nazwano przekształceniem jednorodnym. Ponieważ macierz R jest ortogonalna, łatwo jest pokazać, że przekształcenie odwrotne H^-1 jest określone następująco:

(5.31)

Ponieważ w kartezjańskim układzie współrzędnych występuje 6 stopni swobody tak, więc zbiór wszystkich podstawowych przekształceń jednorodnych definiuje 6 macierzy, które zapisano poniżej:

(5.32)

Tak, więc na podstawie macierzy (5.32) można określić położenie i orientacje dowolnego układu w przestrzeni.

Wyjaśnić pojęcia prostego i odwrotnego zadania kinematyki manipulatora.

Proste zadanie kinematyki polega na znalezieniu (obliczeniu) pozycji oraz orientacji członu wykonawczego manipulatora na podstawie współrzędnych konfiguracyjnych.

Zadanie odwrotne kinematyki polega na zadaniu dokładnie odwrotnym a wiec na podstawie współrzędnych kartezjańskich określić współrzędne konfiguracyjne manipulatora. To zadanie jest o tyle trudniejsze ze proste zadanie kinematyki ma zawsze jedno rozwiązanie to odwrotne zadanie kinematyki może mieć tych rozwiązań nieskończenie wiele.

Kinematyka prosta

Do opisu kinematyki prostej niezbędne jest podanie równań kinematyki robota. Zadanie kinematyki prostej można określić następująco: posiadając dane o zmiennych przegubowych należy określić pozycję i orientację końcówki roboczej.

Jak wspomniano wcześniej równania kinematyki mogą zostać wyznaczone wykorzystując metody stosowane w mechanice klasycznej lub wykorzystując notację Denavita-Hartenberga. Poniżej przedstawiono kilka przykładów, w których dokonano analizy zadania prostego kinematyki

Przykład 5.9

0x01 graphic

Wyznaczyć położenie chwytaka w przestrzeni dla manipulatora 2-członowego przedstawionego na rys.5.22. Poszczególne człony wykonują ruch w płaszczyźnie płaskiej. Dana jest długość członów manipulatora oznaczona przez a₁ i a₂(długość a₂ jest liczona od punktu B do C).

Rys.5.22 Manipulator 2-członowy

Rozwiązanie:

I sposób

Dla prostego manipulatora płaskiego można w sposób klasyczny wyznaczyć położenie punktu C.

Obliczenie położenia chwytaka:

Przyjęto stały układ, nazywany układem bazowym lub odniesienia, względem, którego rozpatruje się wszystkie obiekty łącznie z manipulatorem. Układ ten został zaczepiony w punkcie O₀x₀y₀ leżącym w podstawie robota. Sposób przyjęcia układu i oznaczenia kątów przedstawiono na rys.5.23.

0x01 graphic

Rys.5.23 Manipulator 2-członowy z przyjętym układem współrzędnych

Współrzędne x₀,y₀ narzędzia w tym układzie współrzędnych zostały wyrażone następującymi wzorami (rzutowanie punktu C na poszczególne osie):

W przypadku prostych manipulatorów takie podejście do rozwiązania tego typu zadań jest wygodne, jednak w przypadku bardziej złożonych struktur, może okazać się trudne do zastosowania.

II sposób

Innym sposobem rozwiązania tego zadania jest zastosowanie notacji Denavita-Hartenberga.

0x01 graphic

Rys.5.24 Manipulator 2-członowy z przyjętym układem współrzędnych

W tym celu należy również przyjąć bazowy układ współrzędnych x₀,y₀,z₀ oraz układy współrzędnych związane z każdym członem. Dodatkowo należy zachować zasadę, iż obrót poszczególnego członu odbywa się względem osi z, a przemieszczenia względem osi z i x. Sposób przyjęcia tych układów przedstawiono na rys.5.24.

Należy wspomnieć, iż wszelkie obliczenia związane z konstruowaniem i analizą kinematyki wykonuje się przy użyciu pakietów obliczeniowych takich jak np. Maple^TM, Matlab^TM. Poniżej obliczeń w tabeli 5.10 przedstawiono zapis funkcji w programie Maple^TM umożliwiający rozwiązanie powyższego zadania.

Pierwszy krok, jaki należy wykonać zgodnie z notacją to przyjęcie układów współrzędnych związanych z każdy członem oraz przygotowanie tabeli (tabela 5.9) z parametrami kinematycznymi, takimi jak to kąty obrotu, przemieszczenia członów oraz długości poszczególnych ramion. Dodatkowo przy tych parametrach które ulegają zmianie znajduje się indeks var oznaczający, iż ten parametr jest zmienny w czasie.

układ	q_i	d_i	a_i	a_i
1	q_1,var	0	a₁	0
2	q_2,var	0	a₂	0

Tabela 5.9 Parametry kinematyczne dla przykładu 5.9

Analizowany płaski manipulator oczywiście posiada 2 stopnie swobody, co można łatwo określić na podstawie tabeli 5.1. Zawsze należy tak wiązać układy współrzędnych aby w każdym przekształceniu jednorodnym występował tylko jeden parametr zmienny.

Następnym krokiem jest zapisanie macierzy przekształcenia jednorodnego dla poszczególnych członów na podstawie równania (5.33) w oparciu o dane zawarte w tabeli 5.1.

dla układu I

dla układu II

Końcowym etapem rozwiązania tego typu zadania jest podanie macierzy transformacji układu ostatniego do układu O₀ x₀ y₀, którą zapisano następująco:

Dokonując porównania obu wariantów rozwiązania powyższego zadania oczywiście można stwierdzić, iż wyznaczone położenia chwytaka są identyczne (wektor położenia w macierzy T_2,0 oraz współrzędne x₀,y₀ wyznaczone wykorzystując sposób I).

Omówić parametry Denavita-Hartenberga.

W notacji Denavita Hartenberga wyróżniamy 4 parametry:2 opisujące człon (długość i kąt skręcenia) oraz 2 opisujące połączenie (odsunięcie i kąt konfiguracyjny), 3 z tych parametrów zawsze są stałe natomiast 4 zmienia się w wyniku działania napędu.

Notacja Denavita-Hartenberga

Biorąc pod uwagę, iż każdy przegub ma jeden stopień swobody, działanie każdego przegubu można opisać jedną liczbą rzeczywistą: kątem obrotu w przypadku członu obrotowego lub przemieszczeniem w przypadku członu pryzmatycznego. Do opisu kinematyki robotów można wykorzystywać podejście oparte na równaniach mechaniki klasycznej, lub zastosować odpowiednią konwencję obliczeń. W robotyce bardzo często wykorzystuje się notację Denavita-Hartenberga. Podporządkowanie się tej konwencji umożliwia wyznaczenie równań kinematyki. Możliwe jest dokonanie obliczeń nie przestrzegając tej konwencji, jednak w celu uproszczenia równań oraz w celu kreowania uniwersalnego języka często do opisu kinematyki wykorzystuje się tę notację. Podstawowe założenia to: robot posiada n członów ponumerowanych od 0 do n, zaczynając od podstawy robota, którą oznaczono jako człon 0. Przeguby są ponumerowane od 1..n, przy czym przegub i łączy człon i-1 z członem i. Zmienna przegubowa dla przegubu 1 jest oznaczona przez q_i. W przypadku przegubu obrotowego q_i reprezentuje kąt, natomiast w przypadku przegubu pryzmatycznego jest to przemieszczenie. Z każdym członem w sposób sztywny doczepia się układ współrzędnych. W podstawie dołącza się układ bazowy oznaczony numerem 0. Następnie są wybierane układy od 1..n w sposób taki iż układ i jest na sztywno związany z członem i. Oznacza to, iż przy ruchu robota współrzędne każdego punktu członu i pozostają niezmienne. Dokonano założenia, że A_i jest macierzą przekształcenia jednorodnego, które transformuje współrzędne punktu z układu i do układu i-1. Macierz A_i nie posiada stałych wartości, lecz zmienia się wraz ze zmianą konfiguracji robota w przestrzeni. Dokonując założenia, że wszystkie przeguby są obrotowe lub pryzmatyczne oznacza to, iż A_i jest funkcją tylko jednej zmiennej q_i.

Taka konwencja powoduje, iż każde jednorodne przekształcenie A_i jest reprezentowane przez cztery przekształcenia podstawowe:

(5.33)

Podstawowe cztery wielkości q_i, a_i, d_i, a_i są parametrami członu i oraz przegubu i. Podstawowe parametry w równaniu (5.33) nazwano odpowiednio:

a_i	-	długość członu
a_i	-	skręcenie członu
d_i	-	odsunięcie przegubu
q_i	-	kąt przegubu

Ponieważ macierz A_i jest funkcją jednej zmiennej, wynika z tego, iż trzy z powyższych czterech wielkości są dla danego członu stałe, a czwarty parametr q_i dla przegubu obrotowego i d_i dla przegubu pryzmatycznego jest wielkością zmienną. W notacji Denavita-Hartenberga są cztery parametry, ilość parametrów wynika z dobrania położenia początku układu oraz jego osi i tak, oś z jest uprzywilejowana i opisuje ruch przegubu natomiast oś x umożliwia odpowiednie ustawienie układów współrzędnych związanych z poszczególnymi członami. Oś y nie jest wykorzystywana w opisanej notacji, a jej ustawienie jest wypadkową ustawienia osi z i x. Jedyne założenie związane z układem współrzędnych to przyjmowanie zawsze prawoskrętnego układu współrzędnych.

Na czym polega analiza kinematyki manipulatora ( zadanie proste ) z wykorzystaniem notacji Denavitta-Hartenberga.

W robotyce jednym ze sposobów wyznaczenia położenia poszczególnych ogniw manipulatora jest użycie notacji Denavita-Hartenberga (D-H). Metoda ta jest bardzo prosta w zastosowaniu oraz w implementacji w programie komputerowym i pozwala opisać prawie każdy otwarty łańcuch kinematyczny. W celu zastosowania tej metody na początku wyznacza się macierze przejścia pomiędzy kolejnymi elementami łańcucha

II sposób

Innym sposobem rozwiązania tego zadania jest zastosowanie notacji Denavita-Hartenberga.

0x01 graphic

Rys.5.24 Manipulator 2-członowy z przyjętym układem współrzędnych

układ	q_i	d_i	a_i	a_i
1	q_1,var	0	a₁	0
2	q_2,var	0	a₂	0

Tabela 5.9 Parametry kinematyczne dla przykładu 5.9

Następnym krokiem jest zapisanie macierzy przekształcenia jednorodnego dla poszczególnych członów na podstawie równania (5.33) w oparciu o dane zawarte w tabeli 5.1.

dla układu I

dla układu II

Końcowym etapem rozwiązania tego typu zadania jest podanie macierzy transformacji układu ostatniego do układu O₀ x₀ y₀, którą zapisano następująco:

Wymienić metody rozwiązywania odwrotnego zadania kinematyki manipulatora.

Odwrotne zadanie kinematyki możemy realizować w dwojaki sposób. Po pierwsze z zależności trygonometrycznych co jest dość uciążliwe lub stosując wyznacznik Jakobiego. Jeżeli jakobian jest odwracalny to mając wektor współrzędnych kartezjańskich to mnożąc ten wektor przez odwrócony jakobian otrzymujemy wektor współrzędnych konfiguracyjnych (odwrotne zadanie kinematyki

Kinematyka odwrotna

W kinematyce prostej pokazano jak określać pozycję i orientację końcówki roboczej w zależności od zmiennych przegubowych. Natomiast kinematyka odwrotna polega na znalezieniu zmiennych przegubowych w zależności od pozycji i orientacji końcówki roboczej. W ogólnym przypadku jest ono trudniejsze niż zadanie kinematyki prostej ponieważ czasami nie istnieje jednoznaczne rozwiązanie wynikające z nieliniowości równań kinematyki. Problem kinematyki odwrotnej można przedstawić następująco. Dana jest jednorodna macierz przekształcenia w postaci 4´4 (5.30):

(5.34)

należy znaleźć (jedno lub wszystkie) rozwiązania równania:

(5.35)

gdzie

(5.36)

Równanie (5.35) daje 12 nieliniowych równań z n niewiadomymi, które mogą być zapisane jako:

(5.37)

gdzie T_ij, h_ijoznaczają 12 nieliniowych elementów macierzy, odpowiednio T_n,0 i H. (Ponieważ dolne wiersze obu macierzy T_n,0 i H wynoszą (0,0,0,1), więc spośród 16 równań reprezentowanych przez zależność (5.35) cztery są niewykorzystywane.

Podobnie jak w przypadku kinematyki prostej istnieje kilka sposobów rozwiązywania tego typu zagadnień w zależności od stopnia skomplikowania struktury manipulatora. Tak więc można próbować rozwiązać zadanie geometrycznie lub analitycznie (bazując na notacji DH).

Przykład 5.15

0x01 graphic

Wyznaczyć współrzędne konfiguracyjne poszczególnych członów manipulatora 2-członowego przedstawionego na rys.5.41. Dana jest długość członów manipulatora odpowiednio a₁, a₂ oraz znane jest położenie chwytaka w przestrzeni C=[x,y]

Rys.5.41 Manipulator 2-członowy

Rozwiązanie

Równania kinematyki prostej są najczęściej nieliniowe co powoduje, że równania nie są proste do rozwiązania, a czasami nie istnieje jednoznaczne ich rozwiązanie. Na przykład w przypadku dwuczłonowego mechanizmu płaskiego może nie być w ogóle rozwiązania, gdy współrzędne (x,y) są poza zasięgiem manipulatora.


Rys.5.42 Rozwiązanie osobliwe	Rys.5.43 Współrzędne złączowe

Może istnieć jedno rozwiązanie, jeśli manipulator ma całkowicie wyprostowane ramiona. Gdy współrzędne (x,y) mieszczą się w zasięgu manipulatora, mogą istnieć dwa rozwiązania, tak jak to pokazano na rys.5.42, czyli konfiguracje "łokieć do góry" i "łokieć w dół". Rozwiązując to zadanie metodą geometryczną można zapisać (rys.43):

Wykorzystując prawo sinusów zapisano:

następnie można napisać iż pierwsza współrzędna złączowa ma postać:

gdzie:

uwaga!: należy zaznaczyć iż kąt a jest związana z wartością funkcji tangens w odpowiedniej ćwiartce układu współrzędnych.

ostatecznie q₁ można zapisać w postaci:

Wykorzystując prawo cosinusów zapisanoq₂ w postaci:

Analizując powyższe rozwiązanie można stwierdzić iż rozwiązując zadanie odwrotne kinematyki dla tego 2-członowego manipulatora można otrzymać kilka rozwiązań (rys.42).

Istnieje możliwość rozwiązania kinematyki odwrotnej również w sposób analityczny wykorzystując odpowiednie zależności trygonometryczne lub wykorzystanie Notacji Denavita-Hartenberga. Poniżej przedstawiono sposób rozwiązania analitycznego manipulatora 2-członowego wykorzystując Notację DH oraz program do obliczeń symbolicznych Maple^TM.

Aby rozwiązać kinematykę odwrotną z wykorzystaniem Notacji DH (zależności 5.34, 5.35, 5.36, 5.37) należy wykorzystać macierz T_2,0 otrzymaną dla tego manipulatora z zadania prostego kinematyki (przykład 5.9):

następnie znając pozycję i orientację końcówki efektora w przestrzeni porównać odpowiednie komórki w macierzy T_2,0. W analizowanym przypadku znana jest pozycja efektora C (x,y) oraz widać z macierzy T_2,0, iż układ posiada 2 stopnie swobody, tak więc wystarczy wykorzystać 2 równania aby wyznaczyć współrzędne złączowe.

Omówić pojęcie jakobianu manipulatora i jego wykorzystanie w analizie kinematyki manipulatora.

Kinematyki

Jakobian to macierzowy sposób przedstawienia pochodnych. Pozwala on na powiązanie wektora prędkości konfiguracyjnych z prędkościami kartezjańskimi. Jeżeli jakobian jest odwracalny to mając wektor współrzędnych kartezjańskich to mnożąc ten wektor przez odwrócony jakobian otrzymujemy wektor współrzędnych konfiguracyjnych (odwrotne zadanie kinematyki)

Omówić metody wyznaczania jakobianu manipulatora.

Na czym polega planowanie trajektorii manipulatora:

w przestrzeni roboczej
w przestrzeni konfiguracyjnej

W przestrzeni roboczej

Planowanie trajektorii w tej przestrzeni polega na określaniu, w jaki sposób mają zmieniać się współrzędne kartezjańskie przy przejściu końcówki manipulatora z punktu A do B

W przestrzeni konfiguracyjnej

Podobnie jak wyżej z tym że określamy jak mają się zmieniać współrzędne konfiguracyjne podczas przejścia od punktu A do B

Jakie metody interpolacji wykorzystuje się najczęściej w procedurach planowania trajektorii manipulatora w przestrzeni konfiguracyjnej, jakie są ich zalety i wady ?

Wyróżniamy interpolację liniową, która jest łatwa opisania matematycznego, ale wymaga osiągnięcia dużych momentów przez napęd, ponieważ przy tej interpolacji prędkość powinna zmieniać się skokowo do pewnej wartości. Kolejną metodą interpolacji jest interpolacja z zaokrągleniami parabolicznymi gdzie prędkość zmienia się liniowo jednak przyspieszenie powinno zmieniać się skokowo. Trzecim sposobem interpolacji jest interpolacja przy użyciu splajnów, czyli krzywymi wyższego stopnia, jest to najłagodniejszy sposób interpolacji nie wymagający rozwijania tak dużych momentów, jednak najtrudniejsze do zaprogramowania.

Omówić przykładowy algorytm obliczeń przy planowaniu trajektorii manipulatora w przestrzeni roboczej.
Wyjaśnić pojęcie parametryzacji czasem toru manipulatora i najczęściej stosowaną metodę parametryzacji.

Parametryzacja to sposób przypisywania czasu do trajektorii

Omówić zadanie statyki manipulatora, cel prowadzenia obliczeń i stosowane metody.
Jakie jest zastosowanie jakobianu manipulatora w obliczeniach statyki manipulatora ?
Na czym polega hybrydowe sterowanie manipulatorem typu siła-przemieszczenie i jakie jest zastosowanie takiego sterowania?
Jakie czynniki mają wpływ na jakość odtwarzania trajektorii manipulatora ?

Na dokładność manipulatora wpływają:

- błędy obliczeniowe

- dokładność obróbki poszczególnych elementów konstrukcyjnych

- elastyczność poszczególnych członów

- luzy w przekładniach

- oraz wiele innych elementów statycznych i dynamicznych

Na czym polegają zadania przestawiania i nadążania w sterowaniu manipulatorem i jakie są zalety i wady ich stosowania?
Na czym polega metoda sterowania manipulatorem z globalną linearyzacją obiektu ?
Jakie regulatory stosowane są najczęściej w układach regulacji w manipulatorach robotów ?

Jednostka sterownicza w przypadku stosowania komputerowego sterowania robota zawiera główny pulpit sterowniczy maszyny ze wskaźnikami oraz przyciskami do ręcznego sterownia i wprowadzania informacji. W obecnie produkowanych robotach przemysłowych nieodłącznym elementem układu sterowania jest ręczny panel sterujący. Za pomocą takiego panelu można ręcznie sterować robotem, pisać program sterujący, kompilować, uruchomić, zatrzymywać programy. Na rys.2.2 przedstawiono układ sterowania i zasilania robota wraz z ręcznym panelem sterującym.

0x01 graphic

Rys.2.2 Układ sterowania wraz z ręcznym panelem sterowania

Innym elementem dodatkowym układu sterowania jest komputer, który może współpracować z tym układem za pomocą odpowiednich aplikacji. Takie aplikacje umożliwiają pełną komunikację z robotem a ponadto są wygodniejsze do tworzenia programów sterujących.

37. Wyjaśnić zasady działania czujników cyfrowych:

Bezwzględnych

Przyrostowych

Egzamin z robotów przemysłowych

Na czym polega planowanie trajektorii manipulatora w przestrzeni roboczej ? Jakie obliczenia są wówczas niezbędne do wyznaczenia sygnałów zadanych dla układów regulacji napędów ?
Wyjaśnić zasady działania czujników cyfrowych przyrostowych oraz ich zastosowanie w robotach.
Omówić cechy chwytaków siłowych i kształtowych
Na czym polegają metody programowania robota przemysłowego przy ręcznym sterowaniu punktowym ?. Jakie sygnały są rejestrowane i do czego są one następnie wykorzystywane ?
Omówić rodzaje napędów stosowanych w manipulatorach robotów przemysłowych oraz ich główne cechy.
Jaką maszynę manipulacyjno-lokomocyjną określamy mianem teleoperatora