PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA



Podobne dokumenty
Kinematyka manipulatora równoległego typu DELTA 106 Kinematyka manipulatora równoległego hexapod 110 Kinematyka robotów mobilnych 113

Roboty manipulacyjne i mobilne. Roboty przemysłowe zadania i elementy

Politechnika Śląska. Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki. Praca dyplomowa inżynierska. Wydział Mechaniczny Technologiczny

Rok akademicki: 2015/2016 Kod: RME s Punkty ECTS: 12. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Struktura manipulatorów

Lista zagadnień kierunkowych pomocniczych w przygotowaniu do egzaminu dyplomowego magisterskiego Kierunek: Mechatronika

Kiść robota. Rys. 1. Miejsce zabudowy chwytaka w robocie IRb-6.

Roboty przemysłowe. Wprowadzenie

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: RAR s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Tematy prac dyplomowych inżynierskich realizacja semestr zimowy 2016 kierunek AiR

1. STRUKTURA MECHANIZMÓW 1.1. POJĘCIA PODSTAWOWE

Informacje ogólne. ABS ESP ASR Wspomaganie układu kierowniczego Aktywne zawieszenie Inteligentne światła Inteligentne wycieraczki

Laboratorium z Napęd Robotów

PRZEKŁADNIE CIERNE PRZEKŁADNIE MECHANICZNE ZĘBATE CIĘGNOWE CIERNE ŁAŃCUCHOWE. a) o przełożeniu stałym. b) o przełożeniu zmiennym

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Podstawy robotyki wykład I. Wprowadzenie Robot i jego historia

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PRZEKŁADNIE ZĘBATE. Przekł. o osiach stałych. Przekładnie obiegowe. Planetarne: W=1 Różnicowe i sumujące: W>1

MECHANIKA I BUDOWA MASZYN Wiedza i kreatywność to twój sukces.

Research & Development. Zespół R&D

Model symulacyjny robota Explorer 6WD z uwzględnieniem uszkodzeń

Młody inżynier robotyki

PROJEKT TECHNICZNY MECHANIZMU CHWYTAKA TYPU P-(O-O-O)

Roboty przemysłowe. Cz. II

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

MODEL MANIPULATORA O STRUKTURZE SZEREGOWEJ W PROGRAMACH CATIA I MATLAB MODEL OF SERIAL MANIPULATOR IN CATIA AND MATLAB

T13 Modelowanie zautomatyzowanych procesów wytwórczych, programowanie maszyn CNC

PROPOZYCJA PRZEDMIOTÓW WYBIERALNYCH W SEMESTRZE III DLA STUDENTÓW STUDIÓW STACJONARNYCH (CYWILNYCH) nabór 2007 Kierunek MECHANIKA I BUDOWA MASZYN

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

Tematy prac dyplomowych inżynierskich realizacja semestr zimowy 2017 kierunek AiR

Tematy prac dyplomowych magisterskich, realizacja semestr: letni 2018 kierunek AiR

Zastosowania Robotów Mobilnych

MOBILNE STANOWISKO DO BADAŃ DYNAMIKI POJAZDÓW

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Tematy prac dyplomowych magisterskich realizacja semestr Letni 2017 kierunek AiR

Efekty kształcenia na kierunku AiR drugiego stopnia - Wiedza Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania Studia II stopnia (magisterskie)

Komputerowe wspomaganie projektowania- CAT-01

TEORIA MECHANIZMÓW I MANIPULATORÓW

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Siłownik liniowy z serwonapędem

1. Kiść. 1. Kiść 5. Podstawa 2. Przedramię 6. Przewody łączeniowe 3. Ramię 7. Szafa sterownicza 4. Kolumna obrotowa

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Projektowanie systemów mechatronicznych Rodzaj przedmiotu:

Sterowanie napędów maszyn i robotów

ROBOT PRZEMYSŁOWY W DOJU KRÓW

Kinematyka robotów mobilnych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

DROGA ROZWOJU OD PROJEKTOWANIA 2D DO 3D Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMÓW CAD NA POTRZEBY PRZEMYSŁU SAMOCHODOWEGO

Politechnika Poznańska Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

WPŁYW USTALENIA I MOCOWANIA KORPUSÓW PRZEKŁADNI TECHNOLOGICZNIE PODOBNYCH NA KSZTAŁT OTWORÓW POD ŁOŻYSKA

Laboratorium Napędu Robotów

Zastosowanie silników krokowych jako napęd robota mobilnego

Tematy prac dyplomowych magisterskich kierunek MiBM

Sterowanie napędów maszyn i robotów

GM System przedstawia: Projektowanie części maszyn w systemie CAD SOLID EDGE na wybranych przykładach

Projekt konstrukcyjny i wykonanie prototypu mechanizmu Jansena. The construction project and making the prototype of the Jansen mechanism

Roboty przemysłowe - wybrane pojęcia, budowa, zastosowania, przykłady

SPECYFIKACJA TECHNICZNO-HANDLOWA OPROGRAMOWANIA DO PRAC KONSTRUKCYJNYCH 3D (razem 6 licencji)

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechanika i Budowa Maszyn Studia pierwszego stopnia. Podstawy konstrukcji maszyn II

TEORIA MECHANIZMÓW I MANIPULATORÓW

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Podstawy robotyki Rodzaj przedmiotu: Zaliczenie Język wykładowy:

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

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

ROBOTY AUTOMATYZACJA PRODUKCJI

MODUŁ 3. WYMAGANIA EGZAMINACYJNE Z PRZYKŁADAMI ZADAŃ

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI KATEDRA AUTOMATYKI. Robot do pokrycia powierzchni terenu

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

PL B1. Manipulator równoległy trójramienny o zamkniętym łańcuchu kinematycznym typu Delta, o trzech stopniach swobody

Podstawy robotyki - opis przedmiotu

Informacje ogólne. ABS ESP ASR Wspomaganie układu kierowniczego Aktywne zawieszenie Inteligentne światła Inteligentne wycieraczki

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania. Studia: II stopnia (magisterskie)

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/18

Kierunkowe efekty kształcenia wraz z odniesieniem do efektów obszarowych. Energetyka studia I stopnia

znormalizowanych jednostek posuwowych.

Egzamin 1 Strona 1. Egzamin - AR egz Zad 1. Rozwiązanie: Zad. 2. Rozwiązanie: Koła są takie same, więc prędkości kątowe też są takie same

Deski. Butelki. Bloczki. Zgrzewki Kanistry Szyby

Spis treści Przedmowa

PL B1. Mechanizm pedipulatora do ustawiania pozycji modułu napędowego, zwłaszcza robota mobilnego

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

POLITECHNIKA POZNAŃSKA. Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania MECHATRONIKA. Profile dyplomowania Konstrukcje Mechatroniczne

TEORIA MASZYN MECHANIZMÓW ĆWICZENIA LABORATORYJNE Badanie struktury modeli mechanizmów w laboratorium.

R 1. Robot o równoległej strukturze kinematycznej i czterech stopniach swobody. Pracownia Nauki Programowania i Aplikacji Robotów Przemysłowych

Lista zagadnień kierunkowych pomocniczych w przygotowaniu do egzaminu dyplomowego inżynierskiego Kierunek: Mechatronika

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Podstawy robotyki Rodzaj przedmiotu: Zaliczenie Język wykładowy:

Narzędzie informatyczne do modelowania, zarządzania i dokumentowania procesów systemu zarządzania jakością

MODELOWANIE I SYMULACJA UKŁADÓW PNEUMATYCZNYCH, HYDRAULICZNYCH I ELEKTRYCZNYCH za pomocą programu komputerowego AUTOSIM 200

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki dr hab. inż. Piotr Suchomski mgr inż. Stanisław Iszora mgr inż. Włodzimierz Sakwiński dr inż.

Teoria sprężystości i plastyczności 1W E (6 ECTS) Modelowanie i symulacja ruchu maszyn i mechanizmów 1L (3 ECTS)

ECTS - program studiów kierunku Automatyka i robotyka, Studia I stopnia, rok akademicki 2015/2016

005/I8/ARi/13/Z. 002/I8/ARi/13/Z

Projektowanie systemów zrobotyzowanych

Badanie powtarzalności pozycjonowania robota IRp-6

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

MOBOT RoboSnake. Moduł wieloczłonowego robota

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Podstawy konstrukcji maszyn Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:

IRB PODSUMOWANIE:

Walce do zwijania blach DOKUMENTACJA TECHNICZNO RUCHOWA

Zagadnienia kierunkowe Kierunek mechanika i budowa maszyn, studia pierwszego stopnia

Podstawy Konstrukcji Maszyn II Machine Desing. podstawowy obowiązkowy polski V

Transkrypt:

KATEDRA WYTRZYMAŁOSCI MATERIAŁÓW I METOD KOMPUTEROWYCH MACHANIKI PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA Analiza kinematyki robota mobilnego z wykorzystaniem MSC.VisualNastran PROMOTOR Prof. dr hab. inż. Tadeusz Burczyński OPIEKUN Dr inż. Wacław Kuś WYKONAŁ Piotr Jarczyk

Wprowadzenie Cel pracy Celem pracy było zaprojektowanie robota mobilnego, wykonanie modelu w programie CAD, oraz szczegółowa analiza kinematyki w programie MSC. Visual Nastran. Założenia konstrukcyjne Konstrukcja robota ma umożliwić bezpieczne przemieszczanie przedmiotów o niedużych gabarytach. Powinien być mobilny i pokonywać odległości powyżej 200m; mieć ruchliwość, która pozwoli manipulować przedmiotem w małych i ciasnych pomieszczeniach.

Wstęp Robot z definicji Robot to urządzenie techniczne przeznaczone do realizacji niektórych funkcji manipulacyjnych i lokomocyjnych człowieka, mające określony poziom energetyczny, informatyczny i inteligencji maszynowej. Pedipulator z siłownikami Manipulator z siłownikami Informacja wewnętrzna Komputer Otoczenie Zadanie Schemat blokowy robota.

Wstęp Spotkać można wiele definicji robota, każda z nich jest mniej lub bardziej szczegółowa. Definicja wg normy ISO ITR 8373 jest następująca: manipulacyjny robot przemysłowy jest automatycznie sterowaną, programowaną, wielozadaniową maszyną manipulacyjną o wielu stopniach swobody, posiadającą własności manipulacyjne lub lokomocyjne, stacjonarną lub mobilną. Klasyfikacja manipulatorów: Klasyfikację robotów przemysłowych można prowadzić na podstawie różnych, podanych dalej kategorii. Roboty przemysłowe można klasyfikować, biorąc pod uwagę zasadnicze cechy budowy, rodzaj sterowania lub inne kryteria podziału np. dokładność pozycjonowania, mobilność. Poniżej przedstawiono przykładowe klasyfikacje robotów.

Wstęp Klasyfikacja robotów ze względu na sterowanie - Robot sekwencyjny - Robot realizujący zadane trajektorie - Robot adaptacyjny Klasyfikacja robotów ze względu na budowę jednostki kinematycznej - monolityczne -modułowe - pseudomodułowe

Klasyfikacja robotów ze względu na rodzaj napędu

Wstęp Klasyfikacja robotów ze względu na strukturę kinematyczną i jej budowę

Wstęp Klasyfikacja chwytaków

Wstęp Przykładowa budowa i sposób przeniesienia napędu chwytaków: Sposoby realizacji napędu: a) dźwigniowy, b) klinowy, c) jarzmowy, d) zębaty, e) cięgnowy (łańcuchowy).

Modelowanie robota Modelowanie robota w programie Catia Po doborze elementów robota i wybraniu powyższej konstrukcji rozpoczęto modelowanie w programie Catia. W pierwszej kolejności przystąpiono do odwzorowania poszczególnych elementów tj. silników, przekładni, łożysk, kół, profilu ramion. Następnym krokiem było zamodelowanie platformy mobilnej wraz z potrzebnymi elementami do zamocowania kół, przekładni i silników W kolejnym etapie zamodelowano mechanizm obrotnicy i potrzebne elementy mocujące i dołączono do modelu platformy mobilnej.

Modelowanie robota W dalszym procesie stworzono ramiona robota wraz przegubami łączącymi, w których zamocowano silniki i przekładnie napędzające poszczególne ramiona. Mechanizm ten dołączono do modelu platformy mobilnej wraz z obrotnicą. Ostatnim krokiem było zamodelowanie chwytaka i połączenie go z wcześniejszym modelem, po czym uzyskano efekt końcowy tj. model całego robota.

Modelowanie robota Platforma mobilna (widok z boku).

Modelowanie robota Platforma mobilna (widok z dołu)

Modelowanie robota Mechanizm obrotowy

Modelowanie robota Ramiona robota

Modelowanie robota Chwytak

Modelowanie robota Widok robota z boku

Modelowanie robota Widok robota z przodu

Modelowanie robota Modelowanie robota w programie MSC.VisualNastran Proces modelowania w programie MSC Visual Nastran, rozpocząłem od zaimportowania poszczególnych części robota z modelu wykonanego w programie Catia. Aby możliwe było zaimportowanie modelu konieczne jest przekonwertowanie plików zapisanych w postaci *.CATPart na *.stp; co umożliwił to powyższy program. Stworzyłem model platformy mobilnej, i kolejno dołączałem poszczególne elementy wraz z napędami tj. obrotnicę, ramiona, w ostatniej fazie chwytak. Przedstawiają to poniższe rysunki.

Modelowanie robota Platforma mobilna z obrotnicą

Modelowanie robota Platforma mobilna z obrotnicą i ramionami

Modelowanie robota Kompletny model robota

Analiza kinematyki W procesie analizy kinematyki w programie MSC. Visual Nastran postanowiłem sprawdzić poprawność działania mechanizmu, a także czy doboru poszczególnych elementów napędzających tj. przekładni i silników jest odpowiedni. Do analizy przyjęto następujące wielkości parametrów: -Prędkość obrotowa napędów 45 [deg/s] -Siła obciążająca robota 30[N] - Współczynnik tarcia między podłożem a układem jezdnym robota 1,5

Analiza kinematyki Ruch, w którym przeprowadzono analizy

Analiza kinematyki Analiza platformy mobilnej

Analiza kinematyki Analiza napędu obrotnicy

Analiza kinematyki Analiza napędu ramion I, II i III

Analiza kinematyki Analiza napędu ramion II i III

Analiza kinematyki Analiza napędu ramienia III

Analiza kinematyki Analiza chwytaka

Analiza kinematyki

Podsumowanie i wnioski Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie robota mobilnego, oraz analiza kinematyki w programie MSC Visual Nastran. W procesie projektowania skorzystano z programu Catia, w którym wykonano model rzeczywisty robota, na podstawie dostępnych na rynku elementów. Program ten jest doskonały do projektowania w przestrzeni 3D. Prostota obsługi, szybkość tworzenia elementów 3D, łatwość wprowadzania modyfikacji spowodowała, że to w nim zaprojektowano robota. Kolejnym krokiem było zaimportowanie modelu wykonanego w Cati do programu MSC Visual Nastran.

Podsumowanie i wnioski Program po głębszym poznaniu umożliwia szczegółową analizę skomplikowanych mechanizmów. Można w nim tworzyć także proste model 3D, lecz do budowy złożonych konstrukcji trzeba skorzystać z osobnego środowiska CAD. Mimo tego import modeli z innych programów i sposób łączenia w jeden spójny mechanizm nie jest trudny. Proces analizy, łatwość zmiany parametrów oraz przejrzysta forma przedstawiania wyników jest jego dużym atutem. W programie tym przeprowadzono analizy sił i momentów działających na poszczególne napędy robota. Wykazano dzięki temu czy dobrany napęd zapewnia warunki poprawnego działania konstrukcji.

Podsumowanie i wnioski Pozwoliło to także stwierdzić czy etap projektowania teoretycznego pokrywa się z rzeczywistością. W większości przypadków wyniki analiz wykazały poprawność procesu projektowania teoretycznego. Dzięki tej analizie można wykazać poprawność działania konstrukcji, co pozwala na wyeliminowanie błędów już w procesie projektowania. Oba środowiska tj. Catia i MSC Visual Nastran stają się strategicznym oprogramowaniem w procesie projektowania w biurach konstrukcyjnych. W niniejszej pracy zostały przedstawione różne analizy, które ukazują wykorzystanie w praktyce powyższego oprogramowania i zarazem ich szerokie zalety.