Robotică

Robotul industrial IRB 1400

1. Caracteristici generale

Robotul IRB 1400 este un robot industrial produs de firma ABB Robotics din Suedia. Prin caracteristicile sale poate fi utilizat, în funcţie de efectorul cu care este dotat, în diferite operaţii industriale, cum ar fi: manipulare (deservirea de maşini unelte, prese, etc.), sudură cu arc, lipire, tăiere, debavurare, asamblare. Datorită flexibilitaţii, obţinută atât prin structura mecanică, cât şi prin sistemul de comandă ce permite diferite modalităţi de programare şi de comunicare/sincronizare cu alte echipamente industriale şi cu utilizatorul, robotul IRB 1400 poate fi utilizat şi în sistemele de tip CIM (Computer Integrated Manufacturing).

Lanţul cinematic al robotului este prezentat în fig. 1, pe care sunt notate şi articulaţiile. Se observă că este vorba despre un robot neredondant (6 grade de mobilitate), la care toate articulaţiile sunt de rotaţie, acţionarea fiind electrică, folosindu-se motoare de curent alternativ. Din felul în care sunt plasate axele articulaţiilor rezultă că este vorba despre un robot rezolvabil.

Fig. 1

Tot pe fig. 1 este schiţat spaţiul de lucru al robotului, putându-se observa distanţa maximă până la care poate ajunge robotul, care este de 1,444 m, dar care poate fi atinsă numai la o anumită înălţime faţă de planul bazei. Un calcul exact al spaţiului de lucru se poate face pe baza modelului geometric, ştiind şi deplasările maxime pentru articulaţiile robotului. Acestea sunt date în tabelul următor:

Articulaţia Domeniul maxim de deplasare

Articulaţia 1 (rotirea bazei) +170  -170

Articulaţia 2 (înclinare antebraţ) +70  -70

Articulaţia 3 (înclinare braţ) +70  -65

Articulaţia 4 (rotire braţ) +150  -150

Articulaţia 5 (înclinare apucător – “pitch”) +115  -115

Articulaţia 6 (rotire apucător – “roll”) +300  -300

Am numit ca fiind antebraţ segmentul 2 al robotului (batiul este segementul 0), iar braţul este segmentul 3. Ultimele două articulaţii determină orientarea apucătorului, fiind posibile două mişcări de orientare, după unghiurile cunoscute în robotică sub denumirile “pitch” şi “roll”. Tot în legătură cu spaţiul de lucru, pentru utilizator este util să cunoască poziţiile extreme în care poate ajunge apucătorul. Acestea sunt date în fig. 2, fiind vorba de 7 poziţii, notate cu Poz 1  Poz 7; ele sunt determinate de anumite situările precizate ale articulaţiilor 2 şi 3, care sunt notate sub fig. 2.

Fig. 2

Performanţele robotului sunt determinate de caracteristicile acestuia:

- capacitate de sarcină: 5 kg;

- repetabilitate 0,1 mm;

- viteză maximă de mişcare: 110/s pentru primele trei articulaţii şi 280/s pentru ultimele trei articulaţii;

- putere maximă consumată: 1,5 kW cu motoarele alimentate şi 0,3 kW cu motoarele nealimentate;

- greutate: 225 kg pentru robot şi 300 kg pentru sistemul de comandă (acesta din urmă este inclus într-un dulap separat de robot);

- dimensiuni: pentru batiului robotului: 620 x 450 mm, pentru sistemul de comandă 1700 x 915 x 530 mm;

- temperatura de operare: 5  45C pentru robot, 5  40C pentru sistemul de comandă;

- nivelul de zgomat maxim 70 dB;

- unitatea de programare: portabilă (“teach pendant”), cu tastatură, joystick şi display (16 linii x 40 caractere).

2. Sistemul de comandă a robotului

Sistemul de comandă al robotului este organizat în conformitate cu fig. 3. Acesta constă din 3 unităţi distincte aflate pe două plăci de circuit imprimat. O unitate este calculatorul central care are rolul de a coordona atât activitatea robotului cât şi cea a celorlalte echipamente care cooperează cu robotul şi care sunt comandate prin porturile de intrare/ieşire. Pe nivelul ierarhic inferior se găsesc unitatea de comandă a axelor robotului şi unitatea de comunicaţie. Prima asigură comanda articulaţiilor prin intermediul circuitelor drivere şi culegerea informaţiilor senzoriale de la robot prin intermediul sistemului de măsură (acesta transmite informaţiile la unitatea de comandă a articulaţiilor printr-o legătură serială). Unitatea de comunicaţie este cea care asigură transferul informaţional cu utilazatorul prin intermediul unităţii mobile de învăţare (“teach pendant”), cu alte echipamente prin intermediul porturilor de intrare/ieşire şi cu memoria externă (unitate de dischete).