MECHANIZMY ROBOTÓW M A N I P U L A T O R Y

Transkrypt

1 MECHANIZMY ROBOTÓW M A N I P U L A T O R Y

2 sterowanie Manipulator mechaniczny układ przeznaczony do realizacji niektórych funkcji ręki ludzkiej. Manus (łacina) - ręka układ mechaniczny Karel Capek R.U.R. (Roboty Universalna Rossuma) 1922

3 Prawa robotów : Isaac Asimov w roku 1942 stworzył trzy prawa robotów i przedstawił je w fantastycznym opowiadaniu Zabawa w berka (Runaround). 1. Robot nie może skrzywdzić człowieka, ani przez zaniechanie działania dopuścić, aby człowiek doznał krzywdy. 2. Robot musi być posłuszny rozkazom człowieka, chyba że stoją one w sprzeczności z Pierwszym Prawem. 3. Robot musi chronić sam siebie, jeśli tylko nie stoi to w sprzeczności z Pierwszym lub Drugim Prawem.

4 Ewolucja MANIPULATOR KOPIUJĄCY -małe siły (napędza operator), - małe odległości (długi łańcuch kinemat błędy) servo computer

5 Ewolucja operator steruje za pomocą przycisków (brak czucia ) servo computer

6 Ewolucja Serwonapędy operator czuje siłę servo computer

7 Ewolucja servo computer Robot współczesny

8 ZASTOSOWANIA: PRACA W SRODOWISKU NIEBEZPIECZNYM: PROMIENIOWANIE, SKAŻENIE ZAGROŻENIE EKSPLOZJĄ WYSOKIE CIŚNIENIE GŁĘBIA UCIĄŻLIWE I POWTARZALNE OPERACJE TECHNOLOGICZNE MONTAZOWE, SPAWALNICZE, OBRÓBCZE,... MEDYCYNA, OCHRONA ZDROWIA REHABILITACJA ZABIEGI OPERACYJNE OPIEKA NAD NIEPEŁNOSPRAWNYMI INNE

9 Producenci: ABB KUKA Panasonic Motoman Mitsubishi FANUC

10 Roboty przemysłowe

11 Roboty mobilne

12 Manipulator do inspekcji mostów i wiaduktów

13 Roboty - obrabiarki

14 Manipulator medyczne i rehabilitacyjne

15 Struktura RUCHY LOKALNE EFEKTOR RUCHY REGIONALNE Robot przemysłowy LOKOMOCJA KORPUS

16 CZUJNIKI JEDN. STERUJ. NAPĘDY MANIP. EFEKTOR OTOCZ. CZUJNIKI układy mechaniczne

17 Ogólny schemat strukturalny manipulatora:

18 Rozwiązania możliwe układ 3D uniwersalny:,, orientacja efektora (3 st. swobody) x,y,z pozycja efektora (3 st. swobody) Wymagana ruchliwość: W = (+ 1 na chwyt) W= 6 (+1 na chwyt) 2 < W < 20

19 Manipulatory specjalne W > 6

20 Manipulatory przemysłowe: szeregowe oraz równoległe O strukturze otwartych łańcuchów kinematycznych O strukturze zamkniętych łańcuchów kinematycznych

21 Manipulator W=3 schematy strukturalne Założenia: Schemat ogólny, tylko pary 1 klasy (p 2,3,4,5 =0) : R i/lub T W = 6(n-1) - 5p 1 W = 3 n = 4 p 1 = 3 B C A T T T R T R R R B C T T T R R R R R R T T T T R R T A 3T 2TR T2R 3R TRT R2T RTR 2RT

22 3T

23 2TR

24 TRT

25 R2T

26 2RT

27 RTR

28 T2R

29 3R

30 Podstawowe schematy 3D TTT

31 Podstawowe schematy 3D RTT RRT

32 Podstawowe schematy 3D SCARA RRR

33 Przykłady struktur manipulatorów (rozwiązania komercyjne)

34 Manipulatory - udźwig

35 SRTEFA ROBOCZA

36 ABB IRB 140

37

38 ABB IRB 340

39 ABB IRB 940

40

41 Motoman

42

43 Kąt i współczynnik serwisu

44 Kąt i współczynnik serwisu kąt serwisu: C współczynnik serwisu k: k C 2 F F K 0 k 1

45 k = 1

46 k = 1 k = 0

47 Manewrowość (redundancja) n = 4 p 1 = 3 p 2 = 0 W = 3(n-1) - 2p 1 - p 2 W = 3 W = 4 n = 5 p 1 = 4 p 2 = 0 M = 3(n-1-1) - 2p 1 - p 2 M = 0 M = 1

48 Manewrowość (redundancja)

49 Efektory (chwytaki) - schematy

50

51

52

53

54 Efektory (chwytaki) - rozwiązania

55 Efektory (chwytaki) trzy palce

56

57 Manipulatory równoległe Manipulatorami równoległymi nazywa się układy, w których człon bierny (efektor, chwytak) jest połączony z podstawą kilkoma niezależnymi łańcuchami kinematycznymi.

58 Ogólny schemat manipulatora równoległego

59 Manipulatory równoległe Zastosowania Wyspecjalizowane obrabiarki ABB IRB 940 Tricept TMC 845

60 Manipulatory równoległe Zastosowania Manipulatory montażowe Manipulatory pakujące ABB IRB 340 FANUC M-1iA

61 Manipulatory równoległe Zastosowania Układy pozycjonujące Hexapod PI M-850 Pathfinders Hexvantage

62 Manipulatory równoległe Zastosowania Symulatory ruchu

63 Manipulatory równoległe Zastosowania Medyczne i rehabilitacyjne Badawcze i rozwojowe Politechnika Wrocławska I-16MR 3R6C

64 Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Duża sztywność układu Duża dokładność realizowanych ruchów Duża nośność

65 Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Mała masa członów ruchomych. Platforma może poruszać się ze znacznymi prędkościami i przyspieszeniami. Napędy są umieszczone przy podstawie.

66 Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Mała strefa robocza ABB IRB 340

67 Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Mała strefa robocza ABB IRB 940 Tricept

68 Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Mała strefa robocza FANUC F200

69 Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Występowanie położeń osobliwych B1 12' 11 12'' C1 4 P C2 22' 21 C3 22'' 31 32'' A3 A1 O A2 C1 P C3 B1 12' C1 P C3 B3 B1 4 C2 B2 B '' 4 C2 A3 B2 A3 A1 O A2 A1 O A2

70 Hexapod PI M-850 Tricept TMC 845

71 Manipulatory równoległe Ogólne własności manipulatorów równoległych: - duża sztywność układu, - duża dokładność realizowanych ruchów, - duża nośność, - mała masa członów ruchomych, - platforma może poruszać się ze znacznymi prędkościami i przyspieszeniami, - napędy są umieszczone przy podstawie, - stosunkowo mała strefa robocza - występowanie położeń osobliwych członów, Zastosowanie: - wyspecjalizowane obrabiarki, - manipulatory montażowe, - manipulatory pakujące, - manipulatory pomiarowe, - układy pozycjonujące, - symulatory ruchu - inne.

72 Pathfinders Hexvantage ABB IRB 940

73 Politechnika Wrocławska I-16 MR 3R6C

74 ABB IRB 340

75 ABB IRB 940 Tricept

76 FANUC F200