67815

ПРОМИСЛОВІ РОБОТИ (ПР)

Лекция

Производство и промышленные технологии

По типу систем керування сучасні перспективні промислові роботи поділяються на три: види так звані покоління: програмні адаптивні і інтелектуальні з елементами штучного інтелекту. Усі вони мають властивість швидкого перепрограмування на різні операції причому в першому...

Украинкский

2014-09-15

544 KB

3 чел.

Технічні засоби робототехнічних систем

Лекція 03

Тема: ПРОМИСЛОВІ РОБОТИ (ПР) 

План

  1.  Структура ПР
  2.  Класифікація ПР
  3.  Технічні характеристики ПР

Література:

  1.  Попов Е.П., Письменный Г.В. Основы робототехники: Введение в специальность: Учеб. Для вузов по спец. «Робототехн. Системы и комплексы» – М.: Высш. шк., 1990.  – 224с.
  2.  Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1988. – 392с.
  3.  Современные промышленные роботы: Каталог/ Под ред. Ю.Г.Козырева, Я.А.Шифрина.- М.: Машиностроение, 1989. – 152с., ил.

  1.  Структура ПР

По типу систем керування сучасні перспективні промислові роботи поділяються на три: види, так звані "покоління": програмні, адаптивні і інтелектуальні (з елементами штучного інтелекту). Усі вони мають властивість швидкого перепрограмування на різні операції, причому в першому поколінні (програмні роботи) перепрограмування проводиться людиною (рисунок 3.1), після чого робот діє автоматично, багаторазово повторюючи жорстко задану програму.

В другому поколінні (адаптивні роботи) основи програми дій робота закладаються людиною, але сам робот має властивість у визначених рамках автоматично перепрогра-муватися (адаптуватися) у ході технологічного процесу в залежності від обстановки, що неточно визначена заздалегідь (рисунок 3.2).

У третім поколінні (інтелектуальні роботи) завдання на роботу вводиться людиною в більш загальній формі, а сам робот має можливість приймати рішення і планувати свої дії в невизначеній чи мінливій обстановці, щоб зуміти виконати закладене в його пам'ять завдання (рисунок 3.3). Отже, інтелектуальний робот володіє як би елементами штучного інтелекту, що складаються в сприйнятті невизначеної чи мінливої обстановки, обробці інформації про неї з метою вироблення й ухвалення рішення, плануванні дій і формуванні сигналів керування на приводи по всіх степенях вільності маніпулятора для реалізації необхідних рухів.

Треба помітити, що термін "покоління" не означає зміну одних поколінь роботів іншими на відміну від поколінь обчислювальних машин. Кожне з них має самостійне значення і буде удосконалюватися по елементній базі і по своїх технічних даних. Кожне з трьох поколінь промислових роботів буде широко застосовуватися у відповідних умовах експлуатації. Тому термін "вид" замість "покоління" тут був би більш доречний. Четвертого покоління немає, тому що третє (интелектуальні роботи) може в будь-яких необхідних формах нарощувати елементи штучного інтелекту в міру нагромадження наших знань, технічних можливостей і потреб промисловості. Очевидно, що завжди залишиться зміст застосування найпростіших програмних роботів (перше покоління), незважаючи на появу більш довершених адаптивних роботів (друге покоління).

  1.  
    Класифікація ПР

Класифікація роботів за різними ознаками, істотними для розробки типажу, показана на рисунку 3.4.

За характером операцій, що виконуються, всі ПР підрозділяють на три групи, що мають різні виробничо-технологічні ознаки.

  1.  Технологічні (виробничі) роботи (ТПР) виконують основні операції технологічного процесу. Вони безпосередньо беруть участь в технологічному процесі в якості виробляючих або оброблюючих машин, виконуючих такі операції, як згинання, зварювання, фарбування, складання і т. п.
  2.  Допоміжні (підйомно-транспортні) роботи виконують дії типу взяти—перенести—покласти. Їх застосовують при обслуговуванні основного технологічного устаткування для автоматизації допоміжних операцій установки-зняття  заготівок, деталей, інструменту і оснащення, очищення баз деталей і устаткування, живлення конвейєрів, а також на транспортно-складських і інших операціях.
  3.  Універсальні роботи (УПР) виконують різнорідні технологічні операції — основні і допоміжні, тобто вони поєднують в собі ознаки перших двох груп.

За ступенем спеціалізації технологічні або допоміжні ПР підрозділяють на спеціальні, спеціалізовані і багатоцільові. Функціональні можливості спеціального ПР дозволяють йому виконувати певну технологічну операцію або обслуговувати конкретну модель основного технологічного устаткування. Спеціалізовані ПР призначені для виконання технологічних операцій одного вигляду (згинання, зварювання, фарбування, складання, штабелювання і т. п.) або (якщо це допоміжні ПР) — для обслуговування широкої номенклатури моделей основного технологічного устаткування, з'єднаних спільністю маніпуляційних дій. Багатоцільові ПР призначені для виконання різних основних (ТПР) або допоміжних (ВПР) операцій, у тому числі і таких, виконання яких здійснюється різнотипними прийомами. Якщо ПР може виконувати і основні, і допоміжні операції, об'єднуючи ознаки багатоцільових ТПР і ВПР, він відноситься до числа універсальних .

Функціональні можливості ПР багато в чому визначаються типом системи програмного керування(СПК) і характером відробітку програм. Більшість вживаних ПР відноситься до числа жосткопрограмованих, програма дій яких містить повний набір інформації, що не змінюється в процесі роботи. Вони не забезпечують коректування програми при зміні зовнішнього середовища. Адаптивні ПР здійснюють свої дії з використанням інформації про об'єкти і явища зовнішнього середовища, отриманого в процесі роботи. Вони мають сенсорне забезпечення, що дозволяє коректувати управляючу програму. Гнучкопрограмовані (інтегральні) ПР здатні формувати програму своїх дій на основі поставленої цілі і інформації про об'єкти і явища зовнішнього середовища. В ПР застосовується три типи СПК, класифікуються відповідно до характеру і дискретності переміщень ступенів рухливості — позиційні (від точки до точки), контурні (по безперервній траєкторії) і комбіновані. По типу представлення задаючої інформації СПК можна розділити на циклові (ЦПК), аналогові (АПК), числові (ЧПК) і аналого-числові (гібридні). Роботи з ЦПК є найпростішими типами позиційних ПР. Програма систем ЦПК містить інформацію про послідовність переміщень виконавчих механізмів ПР або про послідовність і швидкості; шляхи їхніх переміщень задаються настройкою упорів, що впливають на кінцеві перемикачі. В аналогових СПК інформація задається, у виді значень фізичних (аналогових) величин, що безперервно змінюються. В системах ЧПК (позиційних або контурних) інформація представлена у вигляді цифрових кодів, що зберігаються на швидкозмінному носії. В гібридних (аналого-чис-лових) СПК можуть використовуватися різні способи представлення інформації.


Рисунок 3.4 – Класифікація ПР


3 Технічні характеристики ПР

Основні технічні показники ПР (див. ГОСТ 25378—82) визначаються передбачуваною областю використання ПР,  умовами виробництва, для яких призначається робот.

Вантажопідйомність ПР визначається як сумарна вантажопідйомність його рук.

Вантажопідйомність руки ПР — щонайбільша маса об'єктів маніпулювання (включаючи масу захватного пристрою), які можуть переміщатися рукою при заданих умовах (при максимальній або мінімальній швидкості, при максимальному вильоті руки і т. п.).

При виконанні з декількома руками разом з сумарною вантажопідйомністю ПР слід указувати вантажопідйомність однієї руки.

Для деяких типів ПР важливим показником є зусилля (або крутний момент), що розвивається виконавчим механізмом при заданих умовах. До числа таких показників можна віднести зусилля затиску (захоплення, утримання) об'єкту маніпулювання захватним пристроєм; робоче зусилля руки ПР уздовж її подовжньої осі; крутний момент при ротації захватного пристрою.

Число ступенів рухливості ПР — сума можливих координатних рухів об'єкту маніпулювання щодо опорної системи (стійки, підстави) ПР.

Похибка позиціонування - відхилення заданої позиції виконавчого механізму від фактичної при багатократному позиціонуванні (повторенні руху). Похибка позиціонування може оцінюватися в лінійних або кутових одиницях. Стосовно ПР важливим показником є сумарна похибка позиціонування всіх виконавчих механізмів, приведена до фактичного положення об'єкту маніпулювання, відмінного від заданого за програмою роботи. Такий показник називають похибкою позиціонування робочого органу ПР. Він визначається як величина відхилення робочого органу ПР від заданого управляючою програмою.

Похибка відпрацювання траєкторії робочого органу ПР — відхилення фактичної траєкторії від заданої за програмою.

Робочий простір промислового робота (маніпулятора або автооператора) — простір, в  якому може знаходитися виконавський орган (пристрій) ПР, маніпулятор  або автооператор.

Робоча зона— простір, в якому може знаходитися робочий орган (наприклад, рука) при функціонуванні ПР, маніпулятора  або автооператора.

Зона обслуговування— частина робочої зони, де повністю зберігаються задані (паспортні) значення технічних характеристик ПР, маніпулятора  або автооператора.

При роботі декількох ПР в якості характеристики робототехнічного комплексу приводиться зона сумісного обслуговування — частина простору, в якому переміщення об'єкту маніпулювання можуть виконуватися декількома ПР.

Мобільність ПР визначається його можливістю скоювати рухи. За мобільністю роботи підрозділяють на дві групи: стаціонарні (забезпечуючі орієнтуючі і транспортуючі рухи) і пересувні (забезпечуючі додатково до названих ще і координатні рухи).

Додаткові відомості — див. ГОСТ 25378—82, ГОСТ 25685—83, ГОСТ 25686—85, ГОСТ 25204—82.

Щоб вирішити питання поро можливість і спосіб використання ПР для автоматизації конкретного техпроцесу, треба знати основні характеристики ПР:

  1.  функціональні:
  •  кількість, вид, взаємне розташування степенів вільності;
  •  кількість і діапазони встановлення точок позиціонування по кожній степені свободи;
  •  форма, розміри і розташування зони обслуговування;
  •  кількість і вид програм і команд в програмі;
  •  кількість, вид і характеристики каналів зв’язкусистеми керування з зовнішнім обладнанням;
  •  вантажопідйомність;
  •  можливі технологічні зусилля на робочих органах;
  •  діапазони швидкостей і прискорень робочих органів і точність їх задання;
  •  адаптація ПР та його схватів до похибок розташування форми і маси об’єктів маніпулювання;
  1.  конструктивні:
  •  спосіб встановлення;
  •  форма, розмір і розташування робочого простору;
  •  вид і діапазон регулювання взаємного розташування степеней свободи;
  •  систематичні похибки позиціонування;
  •  випадкові статичні і динамічні похибки;
  •  максимальні прискорення при розгоні і гальмуванні;
  •  податливість маніпулятора;
  •  власні частоти і коефіцієнт затухання;
  •  габаритні розміри, маса і т.д;
  1.  експлуатаційні:
  •  показники надійності та ремонтоздатності;
  •  час переналадки на нові об’єкти маніпулювання або режими роботи;
  •  використана потужність і джерела живлення;
  •  вибухо- та пожежобезпека;
  •  вартість та ін.

Такий поділ є умовним, прирозробці конструкції ПР враховують більш детальні градації характеристик (точності, швидкодії, силові і т.д.)

На рисунку 3.5 наведено приклад ПР, основне призначення якого – обслуговування машин лиття під тиском, пресів, металорізального обладнання і транспортно- складських операцій.

Його технічні характеристики:

- номінальна вантажопідйомність – 15 (40* - при пониженій швидкості)кг;

  •  число степенів вільності – 4;
  •  число рук/ захватів на руку – 1/1;
  •  тип приводу – електричний;
  •  пристрій керування – позиційгний;
  •  похибка позиціонування - 1,0 мм;
  •  Максимальний радіус зони обслуговування – 1400мм;
  •  маса – 450 кг;
  •  лінійні переміщення: r  (зі швидкістю 1.0 м/с) – 1000 мм; z (зі швидкістю 0.6 м/с) – 350мм;

- кутове переміщення: (зі швидкістю 100 град/с) – 250; - 350;

- країна-виробник – Німеччина.

PAGE  6


Рисунок 3.1 – Структура програмного робота

исунок 3.5 – Модель “Тransferautomat T

EMBED KompasCDWFile  

Рисунок 3.3 - Структура інтелектуального робота

Рисунок 3.2 - Структура адаптивного робота


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23052. Електронний ключ на біполярному транзисторі 482 KB
  Каскад виконує логічну операцію заперечення оскільки високий рівень напруги на вході забезпечує введення транзистора у режим насичення коли напруга на навантаженні буде низькою. При введенні наведеної вище схеми дослідження ключового каскаду застосовуються джерела сталої напруги живлення VCC та імпульсної вхідної напруги VIN. Перелічимо основні параметри даних джерел: Як джерело сталої напруги живлення застосовується стандартна модель VSRC що міститься у бібліотеці source. Основними є такі її параметри: DC стала напруга що її виробляє...
23053. Електронні ключі на МДН-транзисторах 1.07 MB
  Вважайте що напруга живлення дорівнює 10 В амплітуда вхідного імпульсу 10 В тривалість цього імпульсу 500 нс його період 1000 нс. Тривалості фронту і спаду імпульсу задайте дуже малими наприклад по 0. Поясніть зміни у тривалості спаду вихідного імпульсу та рівні напруги логічного нуля на виході. Параметри джерел вважайте такими: напруга живлення 20 В амплітуда вхідного імпульсу 20 В тривалість цього імпульсу 500 нс його період 1000 нс.
23054. Базовий елемент транзисторно-транзисторної логіки (ТТЛ) 1016 KB
  Насправді опором навантаження для виходу ТТЛсхеми звичайно є вхідний опір наступної ТТЛсхеми. Оскільки у реальних ситуаціях на один вихід треба підєднувати досить багато входів важливим є такий параметр схеми як навантажувальна здатність тобто максимальна кількість входів яку можна навантажити на вихід без втрати працездатності схеми. Оскільки транзистори в даній схемі працюють у режимах насичення та відсікання має місце досит значна інерційність схеми потрібен певний час для переведення транзисторів з одного граничного стану в...
23055. Моделювання цифрових логічних схем 178.5 KB
  Перелічимо деякі логічні ІМС 74ї серії: 74x00 базовий елемент 2ІНЕ 74x10 логічний елемент 3ІНЕ 74x20 логічний елемент 4ІНЕ 74x30 логічний елемент 8ІНЕ 74x02 логічний елемент 2АБОНЕ 74x27 логічний елемент 3АБОНЕ 74x08 логічний елемент 2І 74x32 логічний елемент 2АБО 74x04 інвертор логічний елемент НЕ 74x51 логічний елемент 2І2АБОНЕ 74x86 логічний елемент Виключне АБО на 2 входи Пакет OrCAD дозволяє провести суто цифрове моделювання для даного вузла схеми якщо до цього вузла підєднані лише входи та виходи...
23056. Роль та повноваження Ради національної безпеки України в системі забезпечення національної безпеки 40.5 KB
  Роль та повноваження Ради національної безпеки України в системі забезпечення національної безпеки. Це випливає із Закону України Про Раду національної безпеки.подає пропозиції Президентові України щодо .визначення стратегічних національних інтересів України концептуальних підходів та напрямів забезпечення національної безпеки і оборони у політичній економічній соціальній військовій науковотехнологічній екологічній інформаційній та інших сферах проектів державних програм доктрин .
23057. Стратегія національної безпеки України: основні положення та проблеми формування 38 KB
  Стратегія національної безпеки України: основні положення та проблеми формування. ТЕМА: Стратегія національної безпеки Стратегія чітко вивірений шлях і напрям досягнення мети. Стратегія національної безпеки це система державнополітичних рішень головних напрямків діяльності у сфері безпеки послідовна реалізація яких забезпечує досягнення мети головна лінія що дозволяє забезпечити безпеку на певний період спрямована на досягнення середньострокових та довгострокових інтересів. В НАТО змінено пріоритет безпеки на поширення зони...
23058. Загрози національній безпеці України у політичній сфері та шляхи їх нейтралізації 40 KB
  Загрози національній безпеці України у політичній сфері та шляхи їх нейтралізації. Загрози у внутрішньополітичній сфері: порушення з боку органів державної влади та органів місцевого самоврядування Конституції і законів України прав і свобод людини і громадянина в тому числі при проведенні виборчих кампаній недостатня ефективність контролю за дотриманням вимог Конституції і виконанням законів України; можливість виникнення конфліктів у сфері міжетнічних і міжконфесійних відносин радикалізації та проявів екстремізму в діяльності деяких...
23059. Загрози національній безпеці України в економічній сфері та шляхи їх подолання 38 KB
  Загрози в економічній сфері: істотне скорочення внутрішнього валового продукту зниження інвестиційної та інноваційної активності і науковотехнічного та технологічного потенціалу скорочення досліджень на стратегічно важливих напрямах інноваційного розвитку; ослаблення системи державного регулювання і контролю у сфері економіки; нестабільність у правовому регулюванні відносин у сфері економіки в тому числі фінансової фіскальної політики держави; відсутність ефективної програми запобігання фінансовим кризам; зростання...
23060. Загрози національній безпеці України в соціальній сфері та шляхи їх подолання 22 KB
  Загрози у соціальній та гуманітарній сферах: невідповідність програм реформування економіки країни і результатів їх здійснення визначеним соціальним пріоритетам; неефективність державної політики щодо підвищення трудових доходів громадян подолання бідності та збалансування продуктивної зайнятості працездатного населення; криза системи охорони здоров'я і соціального захисту населення і як наслідок небезпечне погіршення стану здоров'я населення; поширення наркоманії алкоголізму соціальних хвороб; загострення демографічної кризи;...