Modelarea Geometrică și Simularea Asistată de Calculator Utilizând Mediul Catia a unui Robot Industrial având Structura TRTTRR

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE

1.1. GENERALITATI

Robotica reprezintă un domeniu de ştiinţă multidisciplinar, care cuprinde elemente de Fizică, Matematică aplicată, Teoria mecanismelor, Mecanică, Ştiinţa calculatoarelor, Inginerie industrială.

Roboţii se regăsesc în aplicaţii din diferite domenii: industrie, servicii, medicină, ştiinţe militare, explorarea unor medii inaccesibile omului, etc.

Utilizarea roboţilor în industrie reprezintă una din tendinţele importante în cadrul procesului general de mecanizare şi automatizare a producţiei.

1.2. DEFINITII SI NOTIUNI DE BAZA

1.2.1. Definiţii ale robotului industrial

Conform standardului ISO 8373:1994, robotul industrial este „un manipulator multiscop, reprogramabil, controlat automat, programabil pe 3 sau mai multe axe, care poate fi fix sau mobil, utilizat în aplicaţii de automatizări industriale” [Dir].

Robot Institute of America (RIA) defineşte: „robotul este un manipulator multifuncţional reprogramabil proiectat să deplaseze materiale, piese, scule sau dispozitive specializate prin mişcări programate variabil pentru a realiza o varietate de sarcini” [Kov 00].

Conform British Robot Association (BRA), „un robot industrial este un dispozitiv reprogramabil, proiectat pentru manipularea şi transportul pieselor, sculelor, sau mijloacelor de fabricaţie prin mişcări variabile programate, pentru a îndeplini sarcini specifice de fabricaţie” [Bar].

1.2.2. Structura robotului industrial

Se înţelege prin sistem un asamblu de părţi componente ( elemente ) şi legăturile dintre acestea. Părţile componente ale sistemului se numesc subsisteme. Conform ierarhiei sistemelor acest “sistem” se numeşte “sistem de rangul 1” iar subsistemele, “sisteme de rangul 2” [Kov 00].

Se înţelege prin structura unui sistem modul cum se compune acesta din subsisteme şi legăturile dintre aceste subsisteme.

Conform [Kov 00], robotul industrial poate fi privit ca un sistem de rangul 1, alcătuit din subsisteme, sau sisteme de rangul 2. În figura 1.1 se prezintă schema bloc a robotului.

Fig. 1.1. Schema bloc a structurii robotului industrial [Kov 00].

Sistemul mecanic al robotului are rolul scheletului uman, definind natura şi amplitudinea mişcărilor ce se pot realiza.

Sistemul de acţionare impune mişcarea relativă a elementelor mecanismelor care constituie sistemul mecanic, avînd rolul sistemului muschular al omului.

Sistemul de comandă emite comenzi către sistemul de acţionare şi prelucrează în vederea acestui scop informaţii parvenind de la sistemul mecanic, de acţionare şi de la mediu.El joacă rolul sistemului nervos uman.

Roboţii acţionaţi hidraulic conţin un grup hidraulic pentru prepararea şi realizarea circulaţiei fluidului purtător de energie (ulei). Acest grup joacă rolul aparatului digestiv şi al celui respirator/circulator al omului.

Traductoarele şi aparatele de măsură recepţionează informaţii despre starea internă a robotului, caracterizată prin deplasări, viteze, acceleraţii relative, debite, presiuni, temperaturi iar senzorii despre “starea externă” a robotului, caracterizată prin parametrii mediului (temperatură, presiune,compoziţie, etc.) şi acţiunea acestuia asupra robotului (forţe, cupluri, etc.). Ele joacă rolul organelor de simţ ale omului.

Deplasările roboţilor mobili se realizează cu ajutorul platformei mobile din componenţa sistemului mecanic, avînd rolul aparatului locomotor al omului.

Sistemul de comandă şi cel de acţionare constituie împreună sistemul de conducere ( sistem de rang superior ) al sistemului mecanic.

Se înţelege prin “mediu“ spaţiul în care robotul evoluează, cu obiectele conţinute şi fenomenele care au loc în acest spaţiu.

Legăturile dintre componentele robotului, respectiv ale acestora cu mediul sunt directe şi inverse.

Sistemul de comandă transmite comenzi sistemului de acţionare, acesta acţionează cuplele cinematice conducătoare (axele) sistemului mecanic, care la rîndul său acţionează asupra mediului (prin “efectorul final”). Toate aceste legături sunt directe.

Legăturile inverse sunt constituite din informaţiile date sistemului de comandă de către traductoare, senzoti şi aparate de măsură.