P1080195

2. Definicje i klasyfikacja robotów przemysłowych

Tablica 2.1. Cechy robotów przemysłowych trzech generacji

I Cecha	Robot przemysłowy
	I generacja	U generacja	III generacja
i Środowisko ZĆWD^tlZOC	, Stałe obiekty. Stałe położenie . obiektów	1 Różne obiekty, ale I jednorodne. Zmienne 1 położenie obiektów	1 Różne obiekty. Zmienne 1 położenie obiektów I w czasie
Zbieranie informacji o środowiska zewnętrznym	| Brak	! Za pomocą sensorów 1 dotyku i/lub wzroku	1 Za pomocą sensorów f dotyku, wzroku i/lub I innych zmysłów
Rodzaj programowania '	Sekwencyjnie łub i przez nauczanie przez operatora. Brak modelu środowiska zewnętrznego	! Przez nauczanie przez operatora z elementami adaptacyjnymi. Szukanie pozycji ze sprzężeniem zwrotnym	^1 W języku naturalnym 0    ograniczonej liczbie słów. Model środowiska zewnętrznego. Wybór 1    optymalizacja programów na podstawie modelu
Stopień samodzielności	Brak	Brak	Ruch względem zewnętrznego środowiska. Alternatywność programu

-    koniecznością precyzyjnego zaprogramowania ruchów ramion w stosunku do określonego układu współrzędnych,

-    koniecznością ustabilizowania współrzędnych stanu początkowego manipulowanego przedmiotu.

Roboty II generacji są zdolne rozpoznać żądany obiekt w zbiorze, bez względu na jego położenie i kształt. Dopuszczalna jest zmiana miejsca pracy robota względem poszukiwanego elementu. Drugą generację stanowią więc roboty przemysłowe wyższego rzędu o lepszych właściwościach.

Istotą robotów n generacji jest ograniczona możliwość rozróżniania kształtów i położeń, dzięki zastosowaniu złożonych systemów rozpoznających (składających się z kamer telewizyjnych i/lub wielopunktowych przetworników dotykowych w chwytaku manipulatora) sprzęgniętych z komputerem o stosunkowo dużej mocy obliczeniowej, służącym do analizy i interpretacji obrazu optycznego i lub dotykowego.

Niektórzy autorzy wyróżniają jeszcze podgeneracje robotów. Na przykład. Niederlióski [91] wyróżnia roboty generacji I/II (jeden i pół), których istotnymi cechami jest to, że:

-    ruchy wykonywane przez ich efektory nie są całkowicie zdeterminowane na etapie programowania tych robotów, lecz zależą od wartości niektórych współrzędnych stanu manipulowanego obiektu,

-    wymienione współrzędne stanu są mierzone przez proste przetworniki sił i momentów lub przetworniki położenia o charakterze optycznym

36    lub dotykowym,

— wyznaczenie potrzebnych współrzędnych stanu obiektu jest realizowane prostymi środkami, bez uciekania się do złożonych algorytmów rozpoznawania obrazów i analizy sytuacji.

Oczekuje się, że jeszcze w tym stuleciu będą stosowane roboty przemysłowe trzeciej generacji, zdolne do samodzielnego rozwiązywania zadań w procesie produkcji. Roboty tej generacji będą wyposażone w dużą liczbę czujników oraz złożony system sterowania, koordynujący pracę kilku ramion (kilku robotów). Roboty takie są już badane w laboratoriach i prezentowane na wielu imprezach technicznych. Roboty adaptacyjne będą zdolne do przyjmowania od człowieka poleceń wydawanych w formie słownej. Zbiór prognozowanych właściwości robotów przemysłowych trzeciej generacji jest podany w tabl. 2.1.

Roboty III generacji charakteryzować się będą więc pewnymi intelektualnymi możliwościami aktualizowania programu pracy w zmieniających się warunkach. Wyposażenie robotów w analizatory wzroku, słuchu i czucia umożliwi rozpoznawanie przedmiotów w przestrzeni, która została zapamiętana w pamięci robota.

Niederliński [91] tak charakteryzuje dalsze generacje robotów: ^Roboty generacji II/III (dwa i pół) i III są wyposażone w zdolności rozpoznania złożonych kształtów i klasyfikacji złożonych sytuacji, a ich system sterowania ma za zadanie między innymi wyposażenie ich w umiejętność radzenia sobie w sytuacjach zawierających elementy nieokreśloności i nowości. Jest to możliwe (na razie w bardzo ograniczonym zakresie), dzięki dużemu zwiększeniu mocy obliczeniowej sterujących je komputerów w porównaniu z robotami generacji n, mimo bardzo podobnego wyposażenia w kamery telewizyjne i przetworniki dotykowe”.

Szybki rozwój metod sztucznej inteligencji oraz wzrost mocy obliczeniowej komputerów w ostatnim dziesięcioleciu pozwalają optymistycznie patrzeć na wiele dotychczas zupełnie fantastycznych bądź nieekonomicznych zastosow ań robotów inteligentnych. Niektóre z tych zastosowań będą omówione w dziewiątym i dziesiątym rozdziale podręcznika.

2.2.4. Klasyfikacja robotów ze względu na rodzaj napędu

Współczesne roboty przemysłowe mają dużą liczbę stopni swobody (z reguły 3 6); każdemu z tych stopni, tzn. każdej parze kinematy cznej, odpowiada oddzielny zespół napędowy. Aby zrealizować konkretną operację technologiczną lub manipulacyjną, należy sterować grupą elementów wykonawczych. W zależności od rodzaju energii do wprawiania w ruch mechanizmów robota rozróżnia się napędy: pneumatyczne, hydrauliczne (precyzyjniej elektrohydrauliczne) i elektryczne, których uproszczoną klasyfikację pokazano na rys. 2.5. Dokładną klasyfikację napędów stosowanych w robotach przemysłowych przedstawiono w szóstym rozdziale podręcznika.

37