Modelarea roboților și tehnici de planificare

-Enciclopedie-

Un robot industrial este definit in mod oficial de catre ISO (Organizatia Internationala de Standardizare) ca fiind controlat automat, reprogramabil, manipulator programabil polyvalent in 3 sau mai multe axe. Robotica este stiinta care se ocupa cu studiul, designul si utilizarea robotilor in manufacturiere.

Aplicatiile tipice ale robotilor includ sudarea, vopsirea, asamblarea, prelucrarea metalelor, alegerea si pozitinarea pieselor, impachetarea si paletarea, inspectia produselor si testarea, toate acestea efectuinduse cu mare enduranta, viteza si preizie.

1. Tipuri de roboti:

Cele mei des utilizate configuratii de roboti sunt robotii articulati, robotii SCARA si robotii gantry (roboti de coordonate carteziene sau roboti x-y-z). In contextul roboticii generale, multi roboti intra in categoria brat-robotic. Robotii prezinta diferite grade de autonomie:

- Unii roboti sunt programati pentru a efectua actiuni repetitive specifice, fara variatie si cu un mare grad de repetabilitate. Aceste actiuni sunt determinate de rutine programate care specifica directia, acceleratia, viteza, deceleratia, si distanta unei serii de miscari coordonate.

- Alti roboti sunt mult mai flexibili fata de orientarea obiectului cu care opereaza sau chiar fata de task-ul ce trebuie sa il realizeze fata de obiect, pe care robotul ar putea sa fie nevoit sa-l identifice. De exemplu, pentru o ghidare si mai precisa, robotii contin adesea sub-sisteme gen masina-vizuala care se comporta ca “ochi” ai robotului , conectati la calculatoare performante sau controlere. Astfel, Inteligenta Artificiala devine un tot mai important factor in era moderna a robotilor industriali.

2. Istoria R.I.:

George C. Devol obtine primul brevet despre roboti in 1961 , iar Unimation a fost prima fabrica care a realizat un robot bazat pe patentele originale ale lui Devol(1956). Robotii Unimation au fost numiti “Masini de transfer/mutare programabile” deoarece erau utilizate pentru a muta obiecte dintr-un loc in altu. Acesti roboti erau masini hidraulice programate in coordonate de legatura(joint -coordinates).

In 1973 KUKA Robotics a construit primul sau robot cunoscut sub numele FAMULUS, primul robot articulat care avea 6 axe electro-mecanice de conducere.

3. Detalii tehnice:

Definirea parametrilor caracteristici -->

- Numarul axelor – doua axe sunt necesare pentru atingerea unui punct in plan bidimensional; trei axe pentru atingerea unui punct in spatiu; pentru a controla pe deplin terminalele unui brat robotic sunt necesare inca 3 axe x-y-z care sa asigure rotirea (roll, pitch and yaw).

Pitch is rotation around the lateral or transverse axis;

Roll is rotation around the longitudinal axis;

Yaw is rotation about the vertical axis.

- Gradul de libertate – dat de obicei de catre numarul axelor;

- Munca ce o cuprinde – regiunea din spatiu la care poate avea acces robotul;

- Cinematica – aranjamentul de membre rigide si legaturi care determina miscarea masinii.

- Capacitatea de incarcare – cat de mult poate un robot sa ridice/transporte;

- Viteza – cat de rapid isi poate misca terminatia bratului;

- Acceleratia – cat de repede poate accelera o axa a robotului;

- Acuratetea – cat de aproape se poate pozitiona un robot fata de un punct;

- Repetabilitatea – cat de repede poate reveni robotul intr-o pozitie programata;

- Controlul miscarilor- de la operatii de Pick & Place pana la operatii complexe de sudura cu arc si vopsire cu spray;

- Sursa de energie – roboti cu motor electric (mai rapizi) si roboti hidraulici (mai puternici);

- Deplasare – pe roti, senile;

4.Programarea si interfata robotilor:

Robotii sunt controlati prin intermediul calculatoarelor utilizand un soft-ware de interfata intre calculator si controlerul robotului.

II. KUKA Robotics – de la automotive si prelucrate din metal , la consumabile si plastic:

Robotii produsi de KUKA sunt utilizati in fabrici, pentru sudura, manevrare, paletare, impachetare, procesare sau alte taskuri automatizate, dar si in spitale pentru operatii pe creier si radiografii.

In 2001 KUKA a construit Robocoaster , primul robot industrial din lume care transporta oameni.

In 2007, KUKA a realizat KR1000 "Titan", primul R.I. cu o capacitate de 1000 KG si alonja de 3.2 metri.