Praca bez narzędzi - człowiek oddziałuje na przedmiot z otoczenia rękoma, energią mięśni. Praca z narzędziami prostymi - narzędzia proste, narzędzia napędzane siła ludzkich mięśni. Praca z narzędziami złożonymi do których dostarczana jest energia z zewnątrz (energia człowieka tylko do transportu). Praca z narzędziami złożonym, sterowanymi automatycznie - przedmiot mimo automatyzacji manipulowany ręcznie. Sterowanie: w torze otwartym lub w torze sprzężenia zwrotnego. (Warunki sterowania w torze otwartym: całkowita znajomość obiektu sterowania, stacjonarność ob. Sterowania, usunięcie wpływu zakłóceń, uwzględnienie warunku początkowego. Sterowanie w sprzężeniu zwrotnym: sporadyczne (wyłącznik krańcowy), ciągłe, Praca z narzędziami złożonymi sterowanymi i obsługiwanymi przez roboty. Manipulacja przedmiotem przez roboty. Roboty zaprogramowane przez człowieka., Praca z manipulatorami śledzącymi, z zewnętrznymi źródłami energii, sterowanymi przez człowieka.
Czynniki techniczne: Postęp w konstrukcji elementów automatyki, Pojawiły się małe silniki o dobrych parametrach. Rozwój tanich komputerów. Wzrost zapotrzebowania na manipulowanie przedmiotami niemożliwymi do ręcznego manipulowania (np. ciężkie, niewygodne do przenoszenia, szkodliwe środowisko).Dążenie do utrzymania jednolitego i wysokiego standardu jakościowego wymaganego przez konkurencję. Czynniki ekonomiczne: Instalowanie kapitałochłonnych maszyn - potrzeba wykorzystania ich non-stop (zwiększenie wydajności). Wzrost kosztów produkcji - praca ludzka droższa. Rozwój masowości - masowej produkcji. Czynniki społeczne: Stale malejąca liczba pracowników do prac monotonnych. Wzrost poziomu wykształcenia. Malejąca stopa przyrostu naturalnego w krajach rozwiniętych. Powszechne tendencje do wzrostu bezpieczeństwa pracy. Czynniki socjologiczne: Czynniki związane podobieństwami maszyny cybernetycznej i człowieka.
Roboty generacji 1: Całkowity brak sprzężeń zwrotnych od manipulowanego przedmiotu, manipulowanie w torze otwartym względem przedmiotu. Konieczność precyzyjnego zaprogramowania ruchów ramion manipulatora względem określonego układu współrzędnych. Konieczność ustabilizowania stanu początkowego manipulowanego przedmiotu. Najczęściej stosowane roboty na halach produkcyjnych. Różne rodzaje programowania: 1 klasa - metoda krokowa (małokrokowe) z sekwencyjnym sterowaniem (kolejny krok po sygnale zakończenia poprzedniego).2 klasa - programowanie metodą krokowa z analogową nadążną regulacją położenia ramion. Dokładność taka na jaką pozwalają czujniki - przeważnie potencjometryczne.3 klasa - programowane metodą uczenia z cyfrową regulacją położenia ramion. Polega na wprowadzeniu kolejnych punktów trajektorii ruchu ramienia przedstawione w postaci cyfrowej - pobrane z czujników. Roboty generacji 1,5: Ruchy ich manipulatorów nie są całkowicie zdeterminowane na etapie projektu, mają wpływ na nie pewne współrzędne obiektu , mierzone przez proste przetworniki sił lub położenia. Wyznaczenie współrzędnych stanu obiektu jest realizowane prostymi środkami. Na halach produkcyjnych również. Roboty generacji 2.Mają informację o środowisku zewnętrznym. Działają tak aby zoptymalizować działanie. Nie ma inteligencji. Ma tak zwaną ograniczoną możliwość rozpoznawania kształtu i położeń. Rozróżniania nielicznych klas przedmiotów. Działa nadal według określonego programu. Szybki rozwój. Złożone systemy przetwarzające. Roboty generacji 2,5, 3. Ich system sterowania musi sobie poradzić w przypadkach niepewności. (inteligentny robot) Nie na hale produkcyjne.
Wieloczłonowe ciało sztywne. Z jednego końca przytwierdzone do podstawy, poszczególne człony mogą się względem siebie przemieszczać. Rodzaje ruchów manipulatorów : globalne, regionalne, lokalne. Zawsze ruchy manipulatora ograniczone - max 270 stopni obrotu. Parametry manipulatora : udźwig manipulatora, liczba stopni swobody, schemat kinematyczny, przestrzeń ruchu.
Chwytak jest elementem, współpracującym bezpośrednio z obiektem manipulacji. Wykonane są do specjalnych zastosowań, nie są elementami standardowymi. Właściwe konstrukcje chwytaka wpływa na spadek kosztu robota. Dzielimy je na grupy : proste, stale, nastawialne, specjalne z dodatkowym napędem, technologiczne.
Utrzymywanie manipulowanego przedmiotu. Oddziaływanie na manipulowany przedmiot siłą zapewniającą zmianę jego orientacji wobec chwytaka na skutek sił zewnętrznych działających na chwytak. Ewentualną poprawę orientacji manipulowanego przymiotu.
Obejmowanie (przy dużych przedmiotach wadą jest wielkość chwytaka i jego masa. Musi wyeliminować wszystkie stopnie swobody przedmiotu). Przez Ssanie (płaskie cienkie przedmioty). Magnetyczne(tylko do przedmiotów ferromagnetycznych)
Zamiana obrazu na postać cyfrową. Przetwarzanie obrazu mające na celu polepszenie jego jakości (filtracja, wyostrzenie, zmiana położenia, i wielkości badanego obiektu). Analiza obrazu (segmentacja, lokalizacje obiektów, wyznaczenie cech obiektów)
Recepcja (np. poprzez matryce CCD lub CMOS), przetwarzania obrazów - filtracja wstępna, eliminacje zakłóceń, kompresje obrazu, eksponowanie ważnych cech. (np. poprzez procesory DSP), Analiza obrazu(znalezienie cech najlepiej opisujących obraz, Rozpoznawanie obrazu i jego semantyczna interpretacja
Procesor obrazu (DSP) : przyjęcie obrazu>zapamiętanie obrazu>właściwa obróbka>wyświetlenie obrazu.
Element czuły na określony zakres fal elektromagnetycznych. Wytwarza sygnał elektryczny proporcjonalny do energii fal. Przykład : matryce CCD lub CMOS aparatów cyfrowych - składają się z milionów elementów światłoczułych przykrytych soczewkami i filtrami RGB
Czułość zazwyczaj zależy od długości fali. Proporcjonalność nieliniowa
Pasmo przenoszenia i czułość widmowa. Stosunek sygnału do szumu. Czas całkowania i częstotliwość próbkowania. Rozdzielczość (przestrzenna i kątowa). Kształt punktu i funkcje rozrzutu punktów.
Rozdzielczość (decyduje o odwzorowaniu szczegółów). Liczba stenów (kolorów): binarny(1bpp), monochromatyczny(8bpp), kolorowy(24 lub 32bpp). Format RGB, 8 kolejnych bitów opisuję nasycenie 3 podstawowych barw Red Green Blue.
Stanowi własność Ministerstwa Obrony USA. Na początku zastosowanie militarne-stworzony do zarządzania działaniami okrętów podwodnych US Army (podczas zimnej wojny). Od niedawna udostępniony dla mas podobnie jak Internet. Zasada działania polega na wyznaczaniu odległości pomiędzy odbiornikiem a satelitą, która porusza się po ściśle określonej orbicie. Pomiar odległości na zasadzie pomiaru opóźnienia dotarcia sygnału radiowego do satelity. Satelita okrąża ziemię w 12h. Składa się z 24 satelitów krążących po 6 orbitach. |
16. Parametry techniczne robota przemysłowego. Liczba stopni swobody (można utożsamiać z liczbą napędów). Schemat kinematyczny manipulatora. Przestrzeń robocza manipulatora. Udźwig (manipulatora). Liczba ramion Liczba chwytaków ramienia. Błąd pozycjonowania. Liczba kroków programowanych. Prędkości: obrotowe i liniowe 17. Dokładność ruchu i zdolność rozdzielcza mechanizmów robota przemysłowego. 2,5 - 5mm, kroki 0,1 mm 18. Podstawowe czujniki i układy pomiarowe w robotyce. Ogranicznik zderzakowy, Wyłączniki drogowe - wyłączają jeśli osiągnięte zostało założone położenie, Wyłączniki krańcowe - są opóźnienia, Potencjometry, Przetworniki transformatorowe (zmiana położenia, kąta obrotu na napięcie), Zalety: Duża dokładność, Mały wpływ zakłóceń na pomiary, Duża pewność ruchowa, Prosty system przetwarzania sygnałów cyfrowych, Stosunkowo niska cena. Wady: W tych elementach zachodzi potrzeba stosowania stabilizowanych napięć przemiennych (duże częstotliwości 200 do 10kHz), Cykliczny charakter zmian wielkości wyjściowej przy stałej zmianie wielkości wyjściowej, Rezolwery - układ fazoczuły Przetworniki fazowo-anologowe - sygnał wprost proporcjonalny do różnicy faz 2 sygn. Induktosyny (kąt na napięcie) - na jednym pasku (druty nadrukowane) dwa uzwojenia wzbudzenia (sin,cos - przesunięte o 90 ale nie na płytce), na drugim jedno uzw. wyjścia Cyfrowe pomiary położenia (kwantyzacja zakresu pomiarowego),Pomiary względne - przyrostowe (dość duża dokładność, problem - wyzerowanie),Pomiary bezwzględne - liniały kodowe lub tarcze kodowe, Przetworniki sił i naprężeń Tensometryczne - dokładność 1,5%, Magnetoelektryczny - zmiana wektora magnetyzacji Przetworniki dotykowe (sygnał po kontakcie): Wyłącznik krańcowy,„sztuczna skóra”, przetworniki optyczne detekcja przedmiotów (obecności) o znanej „tożsamości” zadanie klasyfikacji - przyporządkowanie odpowiedniej klasy wyznaczenie współrzędnych - w przestrzeni 2 lub 3 wymiarowej czujniki fotometryczne : transoptor (przetwornik zbliżenia transportowy) - sprzężenie nadajnika z odbiornikiem - odbija promienie, przetworniki wizyjne obrazu - kamery laserowe przetworniki kształtu, laserowe pomiary odległości, korelator optyczny - porównuje ze wzorem i określa prawdopodobieństwo zgodności, czujniki fotometryczne ogranicznik położenia przedmiotu - taca wibracyjna z prostym ogranicznikiem 19. Metody uczenia robotów. Ramiona robota ustawia się ręcznie i otrzymany punkt wprowadza do pamięci. (wybrane punkty). Ramiona robota steruje się ręcznie do kolejnych punktów trajektorii i wprowadza do pamięci. (system punktów). Ramiona wodzi się ręcznie ciągle wzdłuż wybranej trajektorii i podczas tego wprowadza do pamięci duża liczbę punktów. (ciągły system sterowania) 20. Metody programowania robotów. 1 klasa - metoda krokowa (małokrokowe) z sekwencyjnym sterowaniem (kolejny krok po sygnale zakończenia poprzedniego). 2 klasa - programowanie metodą krokowa z analogową nadążną regulacją położenia ramion. Dokładność taka na jaką pozwalają czujniki - przeważnie potencjometryczne. 3 klasa - programowane metodą uczenia z cyfrową regulacją położenia ramion. Polega na wprowadzeniu kolejnych punktów trajektorii ruchu ramienia przedstawione w postaci cyfrowej - pobrane z czujników. 21. Główne części składowe robota przemysłowego. Układ sterowania (urządzenia peryferyjne, szafa lub pulpit sterowniczy), Układ napędowy (część manipulacyjna), Układ mechaniczny (część manipulacyjna), Wyposażenie technologiczne, Sensory wewnętrzne, Zadajnik pozycji, kiście 22. Napędy manipulatorów Napędy hydrauliczne: Zalety: Łatwość precyzyjnego sterowania, Łatwość uzyskiwania dużych sił, Bardzo dobre właściwości dynamiczne, Możliwość uzyskania dowolnie małych przesunięć, prędkości, Możliwość jednostajnego przesuwania, Mała wrażliwość na przeciążenia i zmianę obciążenia, Łatwość konserwacji (olej smaruje i chłodzi), Duża pewność ruchowa. Wady: Duży hałas, Wycieki oleju - wszystko zapaskudzone, W skład napędów hydraulicznych wchodzą Elementy wykonawcze sprzęgnięte bezpośrednio z ramieniem, Elementy sterujące: wzmacniacze, Źródło przepływu (pompa), Źródło energii, Dużo elementów dodatkowych (np. zawory, przewody),Olej (syntetyczny - lepsze właściwości, mineralny - duża zmiana lepkości(T), emulsje olejowo-wodne - zapobiegają tworzeniu się wybuchowej mgiełki olejowej, ciekłe metale - lepkość około wody, niewiele zmienia się z Temp.) Napędy pneumatyczne: Zalety: Bardzo duża pewność ruchu, Większa prostota konstrukcji w porównaniu z hydraulicznymi, Niższa cena urządzeń w porównaniu. Mała masa urządzeń - pomijalność czynnika roboczego (powietrze). Powolne narastanie sił, Duża przeciążalność, Iskrobezpieczeństwo. Wady: Trudność uzyskania ruchów jednostajnych (dotyczy ruchów wolnych), Duża wrażliwość ruchu na zmianę obciążenia, Gwałtowny rozruch przy małym obciążeniu, Znacznie mniejsze siły w stosunku do hydraulicznych, Konieczność zabezpieczenia elementów przed korozją, Trudność sterowanie położenia elementu wykonawczego (ściśliwość, zanieczyszczenie środowiska), Przy wyższych ciśnieniach rosną koszty, Napędy elektryczny: Zalety: Małe znamionowe prędkości obrotowe ale nie tak małe jak w hydraulicznych i trzeba przekładni, Odporność na krótkotrwałe przeciążenia, Małe rozmiary, Mała bezwładność wirnika, Małe czasy rozruchu i hamowania, Niska cena w porównaniu z hydraulicznymi, Prostota zasilania, Duża niezawodność, Prosta konserwacja, Małe wymiary układu sterowania, Wady: Niekorzystny stosunek siła-masa, Gorsza dynamika niż hydrauliczne, Wrażliwe na długotrwałe przeciążenia, Duże prędkości kątowe znamionowe trzeba przekładni, Iskrzenie, Głównie silniki prądu stałego, zwykle obcowzbudne .Zalety: Duża liczba biegunów niska prędkość, Małe stałe czasowe mała bezwładność, Wady: Szczotki - trzeba je często wymieniać albo czyścić komutator - szczotki, Iskrzenie na komutatorze, Powstawanie strefy nieczułości tarcie szczotek o komutator, Silniki dyskowe: Wrażliwe na przeciążenia - nie mają pojemności cieplnej! Silniki skokowe:Są małej moc,Działają w układzie otwartym,Można łączyć z układami hydraulicznymi,Trzeba tłumić drgania co wpływa na dynamikę 23. Liczba stopni manipulatora. W=6n-5p5-4p4-3p3-2p2-p1 , pi - liczba par kinematycznych odpowiednich klas, n - liczba ogniw, w - liczba stopni swobody 24. Systemy współrzędnych manipulatorów. Kartezjańskie x, y, z (robot musi się przesuwać - dużo miejsca zajmuje), Cylindryczne R, φ, z (promień, kąt w bok, wysokość),Sferyczne R, φ, θ (promień, kąt w bok, kąt w dół),Torusowe |
16. Parametry techniczne robota przemysłowego. 17. Dokładność ruchu i zdolność rozdzielcza mechanizmów robota przemysłowego. 18. Podstawowe czujniki i układy pomiarowe w robotyce. Ogranicznik zderzakowy, Wyłączniki drogowe -Wyłączniki krańcowe - są opóźnienia, Potencjometry, Przetworniki transformatorowe Przetworniki fazowo-anologowe Cyfrowe pomiary położenia Przetworniki sił i naprężeń przetworniki optyczne , czujniki fotometryczne : 19. Metody uczenia robotów. 20. Metody programowania robotów. 21. Główne części składowe robota przemysłowego. 22. Napędy manipulatorów 23. Liczba stopni manipulatora 24. Systemy współrzędnych manipulatorów.
16. Parametry techniczne robota przemysłowego. 17. Dokładność ruchu i zdolność rozdzielcza mechanizmów robota przemysłowego. 18. Podstawowe czujniki i układy pomiarowe w robotyce. Ogranicznik zderzakowy, Wyłączniki drogowe -Wyłączniki krańcowe - są opóźnienia, Potencjometry, Przetworniki transformatorowe Przetworniki fazowo-anologowe Cyfrowe pomiary położenia Przetworniki sił i naprężeń przetworniki optyczne , czujniki fotometryczne : 19. Metody uczenia robotów. 20. Metody programowania robotów. 21. Główne części składowe robota przemysłowego. 22. Napędy manipulatorów 23. Liczba stopni manipulatora 24. Systemy współrzędnych manipulatorów.
|
2