Wydział: BMiI

Rok akademicki 2011/2012

Sem. 5

Grupa SiS

Laboratorium Obrabiarek Skrawających i Robotów

Ćwiczenie nr 6: Manipulatory i roboty.

1. Cel ćwiczenia :

- zapoznanie się z budową manipulatora RIMP

- zapoznanie się z zasadami programowania manipulatora

- zapoznanie się z budową robota SMART

- zapoznanie się z zasadami programowania robota

1. Wstęp teoretyczny :

Jednym z fundamentalnych pojęć związanych z robotyką jest pojęcie maszyny cybernetycznej, jest to sztuczne urządzenie przeznaczone do częściowego lub całkowitego zastępowania funkcji energetycznych, fizjologicznych i intelektualnych człowieka. Poprzez funkcje energetyczne należy rozumieć zastępowanie pracy fizycznej, funkcje fizjologiczne jako zastępowanie organów, natomiast funkcje intelektualne jako właściwości adaptacyjne maszyny w zmieniającym się środowisku. Przy takiej definicji maszyny cybernetycznej, mechanizm cybernetyczny można zdefiniować jako część maszyny cybernetycznej zastępującej czynności ruchowe człowieka. Manipulator jest to mechanizm cybernetyczny przeznaczony do realizacji niektórych funkcji kończyny górnej człowieka. Należy wyróżnić dwa rodzaje funkcji manipulatora: manipulacyjną, wykonywaną przez chwytak i wysięgnikową, realizowaną przez ramię manipulatora.

Robot jest to urządzenie techniczne przeznaczone do realizacji niektórych funkcji manipulacyjnych i lokomocyjnych człowieka, posiadające określony poziom energetyczny, informacyjny i inteligencji maszynowej. Inteligencja maszynowa to autonomia działania w pewnym środowisku.

Schemat blokowy robota

A - układ zasilania, B- układ sterowania, C - układ ruchu.

1. Przebieg ćwiczenia:

• Manipulator RIMP 401 – WPJ

Manipulator ten jest zbudowany z następujących składowych:

- korpus

- ramię z wysuwanym tłoczyskiem i mechanizmem obrotu chwytaka,

- uchwyt pojedynczy ramienia,

- chwytak dźwigniowy umożliwiający przykręcenie, odpowiednich dla potrzeb użytkownika, szczęk,

- wąż zasilający manipulator sprężonym powietrzem

- przewód łączący szafę sterowniczą z manipulatorem,

- zestaw narzędzi.

Manipulator RIMP 401 – WPJ

Wyposażenie specjalne obejmuje:

- ramię (dodatkowe) z wysuwanym tłoczyskiem o skoku 400 lub 600 mm z mechanizmem obrotu chwytaka,

- ramię (dodatkowe) z wysuwanym tłoczyskiem o skoku 400 lub 600 mm bez mechanizmu obrotu chwytaka,

- ramię specjalne (wg wymagań odbiorcy),

- chwytak dźwigniowy (dodatkowy),

- przegub ramienia,

- uchwyt do mocowania dwóch ramion jednocześnie,

- uchwyt do mocowania ramion specjalnych,

- komplet przewodów pneumatycznych zasilania dodatkowe go ramienia,

- chwytak z przyssawkami,

- chwytak z elektromagnesami,

- podwozie.

Manipulator z którym obchodziliśmy się na ćwiczeniu był zasilany pneumatycznie. Manipulator ten może wykonywać jedynie ruchy ustalone. Jego ramiona poruszają się od początku do końca. Ich ruchy ograniczone są krańcówkami, nie mogą zatrzymać się pomiędzy krańcówkami. Sterowany jest sterownikiem PLC. Podczas obracania się manipulator musi mieć wsunięte ramiona. Przy pierwszym wysunięciu ramiona wysuwają się za daleko, przy kolejnych powtórzeniach jest już dobrze.

Programowanie odbywa się poprzez wprowadzanie do sterownika ruchów które ma wykonać. Następnie zapisuje się całą sekwencję ruchów, jest możliwość zadania wielokrotnego powtórzenia danej sekwencji ruchów.

Nasze zadanie polegało na zaprogramowaniu manipulatora tak aby przeniósł belkę z jednego stojaka na drugi.

Sekwencja ruchów potrzebnych do wykonania tego zadania:

1. Obrót manipulatora w prawo

2. Wysunąć ramię

3. Zacisnąć szczęki

4. Wsunąć ramię

5. Obrót manipulatora w lewo

6. Obrót chwytaka do dołu

7. Wysunięcie ramienia

8. Popuszczenie szczęk

9. Wsunięcie ramienia

10. Obrót chwytaka do góry

• Robot COMAU SMART 50

Jest to robot 6 osiowy. Jego sekcje posiadają napęd od silnika elektrycznego przekładnie zębate bez luzowe. Z tyłu robota znajduje się przeciw waga, która pomaga mu w poruszaniu się. Szczęki sterowane z wyjścia cyfrowego : 0 – otwarte, 1- zamknięte. Programowanie może odbywać się poprzez tzw. uczenie się robota. Przed rozpoczęciem uczenia należy robota skalibrować. Odbywa się to przez ustawienie robota w każdej osi na znacznik referencyjny. W naszym przypadku nie udało się ustawić osi 5 i 6 na znacznik referencyjny, ponieważ trzeba by wjechać robotem z podłogę. Programowanie polega na wykonaniu ruchu robotem a następnie zapamiętaniu punktu.

Nasze zadanie było podobne jak w przypadku manipulatora, należało przenieść belkę z jednego stojaka na drugi.

Dane techniczne robota:

- robot ma sześć stopni swobody czyli posiada sześć osi obrotu

- ruch każdego członu zależny jest od serwonapędu czyli układu nadążnego

- powtarzalność ruchów (dokładność pozycjonowania) co pozwala na wykonywanie dość precyzyjnych manewrów

- ciężka żelazna podstawa , z tyłu robota zastosowane jest dodatkowe obciążenie- przeciwwaga

- robot ma smukły profil i wykazuje szerokie pole działania

- posiada szafę sterowniczą

1. Wnioski :

- roboty są bardziej złożonymi urządzeniami niż manipulatory

- manipulatory pozwalaną na wykonywanie prostych czynności jak np. przenoszenie przedmiotów

- roboty są bardzo wszechstronnymi urządzeniami mogą zarówno przenosić przedmioty jak i wykonywać różnego rodzaju operacje technologiczne

- roboty mogą wyręczać ludzi przy pracach niebezpiecznych dla zdrowia ludzkiego