Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy...

Univerzita Jana Evangelisty PurkyněZáklady automatizace

Robotika

1) Základní pojmy; algoritmizace úlohy2) Teorie logického řízení3) Fuzzy logika4) Algebra blokových schémat5) Vlastnosti členů regulačních obvodů6) Vlastnosti regulátorů7) Stabilita regulačního obvodu8) Kvalita regulačního pochodu9) Robotika

Osnova přednášky


Robotika

● Členění manipulačních zařízení● Kinematika robotů● Kinematické struktury robotů● Konstrukce robotů● Způsoby řízení robotů

Osnova přednášky


Podle prováděné práce● Manipulační (podávání součástek a polotovarů)● Technologické (svařovací, montážní, nanášení povlaků)● Speciální (pracují pod vodou, v radioaktivních prostředích, v

kosmu)● Univerzální (kombinuje předchozí procesy)

RobotikaČlenění manipulačních zařízení


RobotikaČlenění manipulačních zařízení

Manipulační zařízení

Jednoúčelové manipulátory Programovatelné manipulátory

Robot 1. generacepevný program

Robot 2. generaceměnitelný program

Robot 3. generaceinteligentní robot


● Pevně naprogramovaný postup výrobních operací● Změna postupu → změna programu● Systém zdvihni umísti

RobotikaRobot 1. generace


● Vybavení senzory nebo kamerou● Systém „udělej a ověř“



● Přizpůsobení podmínkám● Učí se; samostatně řeší zadané úkoly



Robotika


Osnova přednášky


Posuvné kinematické dvojice (translační)

● Suportové – po delším vedení se posouvá kratší těleso

● Smykadlové – v kratším vedení se posouvá delší těleso

● Výsuvné - teleskopické

RobotikaKinematika robotů


Rotační kinematické dvojice● Otočné● Kyvné



Kinematická struktura● Vzájemně spojené dvojice vytváří kinematické řetězce.● Tyto řetězce potom vytvoří kinematickou strukturu robotu



Robotika


Osnova přednášky


Nejrozšířenější typy kinematických struktur● Tři translační kinematické dvojice.........................TTT● Jedna rotační a dvě translační dvojice...................RTT● Dvě rotační a jedna translační dvojice...................RRT● Tři rotační dvojice...................................................RRR

RobotikaKinematické struktury


RobotikaKinematické struktury - TTT


RobotikaKinematické struktury - RTT


RobotikaKinematické struktury - RRT


RobotikaKinematické struktury - RRT


RobotikaKinematické struktury - RRR


1. Manipulační schopnost➔ Stavba robota➔ Velikost pracovního prostoru

4. Počet stupňů volnosti5. Hmotnost manipulovaného břemene6. Dosahovaná přesnost7. Rychlost pohybů8. Konstrukce robotu9. Způsob řízení

RobotikaHlediska pro posuzování průmyslových robotů


Stupně volnosti● Osa v prostoru s níž je spojen pohyb (ruka bez prstů 7°volnosti –

rameno 2; paže 1; loket 1; předloktí 1; zápěstí 2)● Obecně pro zajištění polohy – 3°a pro orientaci – 3° → celkem 6°



Manipulační hmotnost břemene● Manipulační hmotnost = hmotnost břemene + hmotnost

uchopovacího mechanizmu● Hmotnostní řady např. 1; 4; 16; 30; 45; 65; 80; 100 kg

Přesnost manipulace● Přesnost polohování – maximální odchylka mezi

požadovanou a skutečnou polohou do libovolného bodu pracovního prostoru

● Opakovaná přesnost vyšší, do cíle se dojíždí za stejných podmínek – rychlost a směr

● Geometrická přesnost dráhy – pro speciální aplikace (svařování; odstraňování otřepů)



Robotika


Osnova přednášky


Pojezd robotů● Delší pohyb, nemusí být

přímočarý

Pojezdové ústrojí● Otočná řízená kolečka● Pojezdové pásy● Pozemní kolejová dráha● Závěsná dráha

RobotikaKonstrukce robotů


Přímočarý pohyb● Suportový● Smykadlový (do 1 m délky)● Teleskopický

Vedení přímočarého pohybu● Valivá uložení: kuličky;

válečky; jehly; kladky● Tvar vedení: čtvercový;

trojboký; rybinový; kruhový



Rotační pohyb● Přímý náhon● Nepřímý náhon s převodem

➔ Ozubenými koly➔ Řemenem; ozubeným řemenem



Kývavý pohyb● Pohyb menší než 360°

➔ Vahadla a písty➔ Hřebenový pohon nebo pohybový šroub➔ Kyvné rameno poháněné pneuválcem nebo pohybovým šroubem




➔ Vahadla➔ Hřebenový pohon nebo pohybový šroub➔ Kyvné rameno poháněné pneuválcem nebo pohybovým šroubem




➔ Vahadla➔ Hřebenový pohon nebo pohybový šroub➔ Kyvné rameno poháněné pneuválcem nebo pohybovým šroubem



Pohony● Mechanické – jednoduché a jednoúčelové manipulátory; vačkové

a pákové mechanizmy● Hydraulické – vyšší síly při menší hmotnosti; plynulé řízení a

bezpečnost proti přetížení. N. - teplotní závislost; ztráty oleje netěsnostmi.

● Pneumatické – V. - čistota; jednoduchá údržba; nízké pořizovací náklady. N. - elasticita vzduchu; obtížná regulace; vyšší hlučnost a energetické náklady

● Elektrické● stejnosměrné motory s kotoučovým rotorem● Krokové motory s aktivním rotorem; reakční● Střídavé motory



Převody● Ozubená kola ● Ozubený hřeben● Šroub a matice● Kuličkový šroub a matice● Řemenové převody s ozubeným řemenem● Řetězové převody● Šnekové převody● Planetové převody● Harmonické převody



Ozubená kola● Přenos rotačních pohybů● Malá osová vzdálenost● Kuželový převod –

různoběžné osy



Ozubený hřeben● Převod rotačních na

translační a obráceně● Časté použití u chapadel



Šroub a matice● Přenos rotačního na

translační pohyb



Kuličkový šroub a matice● Převod rotační →

translační● Přesné převody● Malé ztráty třením● Výrobně náročné● Nákladné



Řemenový převods ozubeným řemenem

● Přenos rotačních i translačních pohybů

● i = 10● Tichý chod● Dobrý tlumící účinek● Bez skluzu



Řetězové převody● Přenos menších a

středních výkonů● Přenos rotačních i

translačních pohybů● i = 7● Tichý chod● Snadná montáž● Nutnost napínání



Šnekové převody● Přenos rotačních pohybů● Vysoké převody● Malá účinnost● Samosvornost



Planetové převody● Nemají vysoké převody● Výrobně náročné● Nákladné



Harmonické převody● Vysoké převody● i = 150● Velmi přesné● Bez vůle● Výrobně náročné● Nákladné



Pracovní hlavice – chapadla● Co nejlehčí● Bezpečné uchopení a uvolnění předmětu● Typy:

● Mechanické - nejpoužívanější● Pneumatické – podtlakové; rovinné a rozbitné

materiály● Elektromagnetické● Vícenásobné hlavice● Výměnné hlavice



Mechanická chapadla



Mechanická chapadla



Druhy chapadel



Pneumatické chapadlo


Elektromagnetické chapadlo


Vícenásobná - výměnné hlavice



Robotika


Osnova přednášky


RobotikaZpůsob řízení robotů

Kartézsská soustava souřadnáSouřadnice ramene

●X; Y; Z – pravoúhlé souřadnice●A; B; C – rotační osa●Souřadnice bodu:

S1=(X;Y;Z;A;B;C)



Kartézsská soustava souřadnáSouřadnice chapadla

●XG; YG; ZG – pravoúhlé souřadnice●Poloha chapadla:CHAPAC_POS:@(XG;YG;ZG)



X: X=L2 sinL3 cos−90 °Z :Z=L1L2cos −L3cos −90 °


1. Jak členíme manipulační zařízení?2. Jaké známe kinematické dvojice?3. Nakreslete hlavní schémata robotů.4. Jaká jsou kritéria pro posuzování průmyslových robotů?5. Vysvětlete co je stupeň volnosti a kolik jich potřebujeme pro zajištění

orientace.6. Jaká znáte pojezdová ústrojí?7. Jakým způsobem řešíme přímočarý pohyb?8. Jakým způsobem řešíme rotační a kývavý pohyb?9. Jaké znáte druhy pohonů pro roboty?10. Jaké znáte typy převodů a popište jejich vlastnosti.11. Popište příklady ovládání chapadel.12. Nakreslete schematicky druhy chapadel13. Vysvětlete jakým způsobem určujeme body v prostoru pro roboty

RobotikaOpakovací otázky

Date post:	26-Sep-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	2 times
Download:	0 times

Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy...

Documents