Tehnologii de montaj si asamblare deservite de roboti industriali

Scurt istoric şi aplicaţii ale roboţilor neindustriali

Primele cercetări în domeniul roboticii au fost iniţiate începând cu anul 1960. Dupa un

avânt substanţial al aplicaţiilor roboticii în domeniul industrial, cu precadere în industria

automobilelor, după 1990 s-au conturat multiple aplicatii in domeniile neindustriale

(nemanufacturiere).

Această dezvoltare, chiar spectaculoasă, în direcţia aplicaţiilor neindustriale justifică

trecerea în revistă a principalelor subdomenii în care roboţii nemanufacturieri sau roboţii de

serviciu îşi pot gasi aplicabilitate.

Robotul este un sistem automatizat de înalt nivel al cărui principal rol este manipularea

pieselor şi uneltelor, înlocuind acţiunea umană.

Principalele aplicaţii în care utilizarea roboţilor industriali are avantaje evidente:

- sudură prin puncte sau pe contur;

- operaţii de ansamblare;

- vopsire;

- turnarea în forme a pieselor mari;

- controlul calităţii;

- manipularea substanţelor toxice, radioactive;

Robotul industrial este definit în prezent ca un manipulator tridimensional,

multifuncţional, reprogramabil, capabil să deplaseze materiale, piese, unelte sau aparate

speciale după traiectorii programate, în scopul efectuării unor operaţii diversificate de fabricaţie. Pentru diferitele componente ale roboţilor industriali (fig. 1.1.), s-au definit termeni

specifici preluaţi din literatura anglo – saxonă.

Clasificarea manipulatoarelor şi roboţilor pe generaţiiClasificarea pe generaţii foloseşte drept criteriu de bază capacitatea maşinii depercepere şi interpretare a semnalelor din mediul exterior, precum şi de adaptare la mediu intimpul procesului de lucru. Deosebim:- manipulatoarele manuale (prima generaţie);- manipulatoare automate (generaţia a doua);- manipulatoare inteligente (generaţia a treia);- roboţii industriali din prima generaţie sunt manipulatoare automate programabile,avand cel puţin 3 axe (dintre care cel puţin 2 axe sunt programabile prin invăţare sau printr-unlimbaj simbolic);- roboţii industriali din generaţia a doua;- roboţii industriali din generaţia a treia sunt dotaţi cu senzori inteligenţi (prelucrarelocală a informaţiei) şi utilizează elemente de inteligenţă artificială;- roboţii inteligenţi sunt dotaţi cu programe de inteligenţă artificială avansate, aucapacitate de autoinstruire.Majoritatea roboţilor industriali folosiţi in prezent sunt din generaţia 1 şi 2. In funcţiede scara evolutivă a treptelor de automatizare roboţii industriali se clasifică in:Sursa de informaţii Energia Treapta DescriereMediul exteriorElectrică

HidraulicăPneumatică

Clasificare pe categoriiDin punctul de vedere al relaţiei om-robot in timpul desfăşurării lucrului roboţilor,acestia se impart in trei mari categorii:• Roboţi automaţi,• Roboţi biotehnici,• Roboţi interactivi.In cazul robotior comandaţi pas cu pas, prin acţionarea de către operatorul uman aunui buton sau manetă, este pus in funcţiune unul din gradele de mişcare ale robotului. Roboţiimaster-slave sunt constituiţi din doua lanţuri cinematice deschise, primul lanţ (master) avandmişcarea comandată de operatorul uman, iar al doilea (slave) copiind la scară această mişcareşi efectuand operaţiile de manipulare pentru care este destinat robotul. In alte cazuri, legaturadintre master şi slave este indirectă, prin teletransmisie. In ambele cazuri, operatorul umantrebuie să vadă tot timpul mişcarea elementului manipulat de slave, aceasta printr-o fereastrăsau pe un ecran display.In cazul roboţiior biotehnici semiautomaţi, operatorul uman participă nemijlocit inprocesul de comandă, dar in acelasi timp cu el lucrează şi un calculator universal sauspecializat. Semnalul de comandaă la aceste sisteme este dat de operatorul uman, obisnuitprintr-o manetă de comandă ce poate avea 3-6 grade de mişcare. Semnalul obţinut prinapăsarea manetei după un grad de mişcare oarecare este preluat de calculator, care efectueazăcalcule şi formează semnalele de comandă pentru fiecare grad de mişcare al organului deexecuţie al robotului.Roboţii ce acţionează in medii industriale au capătat denumirea de roboţi industriali.In general, acestia sunt roboţi automaţi şi in cazuri mai rare se utilizează in industrie şi roboţibiotehnici sau interactivi. Sunt răspandiii, in special, roboţii programaţi şi, mai puţin, ceiadaptivi. Roboţii inteligenţi se află in faza de incercări in laboratoare sau aplicaţii la unele

operaţii de montaj automat.

Planificarea mişcărilor robotului industrialRobotul fiind o maşină cu abilităţi in mişcare şi/sau de manipulare una din cele maiimportante probleme de rezolvat este de a ii planifica mişcările, ceea ce implică modelareaspaţiului de lucru, cu obstacolele pe care le conţine, şi a robotului, ca entitate de formăcomplexă şi variabilă.Planificarea mişcărilor poate fi considerată ca problema realizării algoritmilor pentru acalcula automat o traiectorie continuă pentru o mulţime de obiecte (posibil legate) astfel incatsă se deplaseze de la o poziţie la alta evitand coliziunile cu alte obiecte fixe sau avand mişcareproprie.Pentru un robot cu bază fixă problema se poate formula mai simplu prin alegerea uneitraiectorii ferite de coliziuni pentru braţul robotului, intre două poziţii, in cazul unui spaţiuinchis

Reprezentarea parametricăReprezentarea parametrică tratează reprezentarea parametrică a curbelor şisuprafeţelor, expunand modul de abordare a reprezentării curbelor Bézier şi B-spline, precumşi construcţia porţiunilor de suprafaţă pe baza acestor tipuri de curbe.O curbă parametrică este definită printr-o mulţime discretă de puncte cunoscute capuncte de control impreună cu un set de funcţii de bază.Această metodă de specificare a curbei este complet diferită faţă de cea matematică normală,care are forma unei funcţii implicite.Cercetări recente sunt orientate spre:Reprezentarea parametrică a curbelor tridimensionale:- curbele cubice Bezier- unirea segmentelor de curbe cubice Bezier- curbele B-spline, uniforme şi neuniforme;Reprezentarea suprafeţelor cubice biparametrice:- combinarea porţiunilor de suprafaţă Bezier- porţiuni de suprafaţă B-spline- editarea suprafeţelor parametriceReprezentarea parametrică a spaţiilor de lucru proprii ale roboţilor prin utilizareaMatlab:

- funcţii utilizate in programele Matlab scrise pentru generarea reprezentărilor grafice;- modelarea suprafeţelor descrise de efectorul final