Podstawy automatyki i robotyki

Podobne dokumenty
Roboty przemysłowe - wybrane pojęcia, budowa, zastosowania, przykłady

Roboty przemysłowe - wybrane pojęcia, budowa, zastosowania, przykłady

Podstawy automatyki i robotyki

Instrukcja z przedmiotu Napęd robotów

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

Podstawy robotyki - opis przedmiotu

Roboty przemysłowe. Cz. II

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

Laboratorium Napędu Robotów

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Roboty przemysłowe. Wprowadzenie

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Bezpieczna obsługa oraz praca robota na stanowisku przemysłowym

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

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Sterowniki programowalne w systemach sterowania urządzeń płynowych Programmable logic controller in control fluid systems

Roboty manipulacyjne i mobilne. Roboty przemysłowe zadania i elementy

Podstawy robotyki wykład I. Wprowadzenie Robot i jego historia

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

ROBOTY PRZEMYSŁOWE LABORATORIUM FANUC S-420F

przedmiot specjalnościowy przedmiot obowiązkowy polski szósty

T13 Modelowanie zautomatyzowanych procesów wytwórczych, programowanie maszyn CNC

nr projektu w Politechnice Śląskiej 11/030/FSD18/0222 KARTA PRZEDMIOTU

Struktura manipulatorów

Elektrotechnika I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Urządzenia i systemy automatyki. Elektrotechnika I stopień ogólno akademicki. stacjonarne. przedmiot kierunkowy

Automatyzacja wytwarzania - opis przedmiotu

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

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

Elektrotechnika II stopień ogólnoakademicki. stacjonarne. przedmiot specjalnościowy. obowiązkowy polski semestr I semestr zimowy

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

4. Chwytaki robotów przemysłowych Wstęp Metody doboru chwytaków robotów przemysłowych Zasady projektowania chwytaków robotów

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Laboratorium z Napęd Robotów

E-2EZA-01-S1. Elektrotechnika II stopień ogólnoakademicki. niestacjonarne. przedmiot kierunkowy. obowiązkowy polski semestr I semestr zimowy.

Podstawy Automatyki. Wykład 8 - Wprowadzenie do automatyki procesów dyskretnych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Podstawy Automatyki. Wykład 8 - Wprowadzenie do automatyki procesów dyskretnych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Sterowniki programowalne Programmable Controllers. Energetyka I stopień Ogólnoakademicki. przedmiot kierunkowy

Zautomatyzowane systemy produkcyjne Kod przedmiotu

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

Research & Development. Zespół R&D

EiT_S_I_RwM_EM Robotyka w medycynie Robotics in Medicine

SYLABUS/KARTA PRZEDMIOTU

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

Urządzenia automatyki przemysłowej Kod przedmiotu

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

PRZEDMIOTY STUDIÓW STACJONARNYCH II STOPNIA

Metody pozycjonowania i programowania

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Zagadnienia egzaminacyjne AUTOMATYKA I ROBOTYKA. Stacjonarne I-go stopnia TYP STUDIÓW STOPIEŃ STUDIÓW SPECJALNOŚĆ

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U. Urządzenia wykonawcze Actuators, design and function

Karta (sylabus) przedmiotu

Komputerowe wspomaganie procesów technologicznych I Computer Aided Technological Processes

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Inżynieria Bezpieczeństwa I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny)

PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI EFEKTY KSZTAŁCENIA

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Mechanika Robotów. Wojciech Lisowski. 5 Planowanie trajektorii ruchu efektora w przestrzeni roboczej

Elektronika i Telekomunikacja I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Teoria maszyn i mechanizmów Kod przedmiotu

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) Polski semestr pierwszy

kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) polski pierwszy letni (semestr zimowy / letni)

CENTRUM KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO

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

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: EAR n Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Urządzenia i systemy automatyki. Elektrotechnika I stopień ogólno akademicki. niestacjonarne. przedmiot kierunkowy

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U. Roboty przemysłowe

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

Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. niestacjonarne. przedmiot kierunkowy. obieralny polski semestr VIII semestr letni. nie. Laborat. 16 g.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Sterowniki PLC. Elektrotechnika II stopień Ogólno akademicki. przedmiot kierunkowy. Obieralny. Polski. semestr 1

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

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

Roboty przemysłowe. Budowa i zastosowanie, wyd, 2 Honczarenko Jerzy WNT 2010

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

ROBOTY AUTOMATYZACJA PRODUKCJI

Komputerowe wspomaganie projektowania urządzeń płynowych Computer aided design of fluid systems

Praktyka zawodowa. Automatyka i Robotyka I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Roboty manipulacyjne (stacjonarne)

technologicznych Wzornictwo przemysłowe I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. niestacjonarne. przedmiot kierunkowy. obieralny polski semestr VII semestr zimowy. nie

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2015/16 t

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Informacje ogólne. Podstawy Automatyki. Instytut Automatyki i Robotyki

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

E-E-A-1008-s5 Komputerowa Symulacja Układów Nazwa modułu. Dynamicznych. Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy

Elektrotechnika II Stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Sterowniki Programowalne (SP) - Wykład #1 Wykład organizacyjny

AiR_ATW_7/1 Automatyzacja technik wytwarzania Manufacturing Systems Automation

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Transkrypt:

Podstawy automatyki i robotyki Dr inż. Wojciech Muszyński - opiekun przedmiotu Dr inż. Paweł Wachel Dr inż. Zbigniew Zajda Prof. dr hab. inż. Ewaryst Rafajłowicz

Warunki zaliczenia Ocena wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych, ocena sprawozdań i zadanych opracowań - F2 (oceny z lab. w trakcie semestru) Kolokwium pisemne w formie testu wyboru (materiał z wykładów i laboratoriów na koniec semestru) - F1 Ocena zaliczenia kursu P = 0.5F1+ 0.5F2

PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy student: Zna definicje i podstawowe własności systemów statycznych i dynamicznych oraz liniowych i nieliniowych. Zna podstawowe struktury układów regulacji oraz regulatorów liniowych. Zna podstawowe zastosowania robotów mobilnych, rozumie pojęcia samo- lokalizacji i autonomii robota. Ma ogólną wiedzę na temat konstrukcji robotów mobilnych, ich systemów lokomocji, sterowania i zasilania. Zna podstawowe konfiguracje robotów przemysłowych, ich budowę, zdolności manipulacyjne i zastosowania, ma elementarną wiedzę z zakresu sterowania i języków programowania robotów, oraz na temat efektorów i układów sensorycznych stosowanych w robotyce. Ma podstawową wiedzę odnośnie modeli matematycznych obiektów sterowania, metod identyfikacji i symulacji komputerowej. Ma podstawową wiedzę z zakresu doboru regulatorów i nastaw regulatorów, czujników, sterowników przemysłowych, oraz urządzeń wykonawczych.

PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu umiejętności student: Potrafi zaplanować i przeprowadzić eksperyment w celu wyznaczenia dynamiki obiektu sterowania. Potrafi opracować prosty algorytm sterowania w inteligentnym budynku, zakodować algorytm i przetestować w warunkach laboratoryjnych. Potrafi korzystać z dokumentacji technicznej robotów i wykorzystać ją do obsługi, sterowania ręcznego i prostego programowania typowego robota przemysłowego. Umie przeprowadzić proste symulacje liniowych systemów dynamicznych w środowisku MATLAB/Simulink. Umie przeprowadzić proste badania układów automatycznej regulacji w środowisku MATLAB/Simulink. Potrafi uruchomić robota mobilnego oraz przetestować sprawność jego podzespołów, systemu jezdnego i układów sensorycznych. Z zakresu kompetencji student: Rozumie i potrafi stosować zasady BHP w trakcie pracy z urządzeniami automatyki i robotyki w laboratorium i poza nim.

Literatura podstawowa 1. Greblicki W., Teoretyczne podstawy automatyki, Oficyna Wydawnicza PWr., Wrocław 2001. 2. Halawa J. Symulacja i komputerowe sterowanie dynamiki układów sterowania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2007. 3. Klimesz J., Solnik W., Urządzenia automatyki, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1991. 4. Łysakowska B., Mzyk G., Komputerowa symulacja układów automatycznej regulacji w środowisku MATLAB/Simulink, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2005. 5. Siemens, SIMATIC S7-1200 w przykładach. Siemens, Warszawa 2011. 6. J.-C. Latombe, Robot motion planning, Kluwer Academic Publishers 1993. 7. Zdanowicz R., Podstawy robotyki, Wydawnictwo Politechniki Ślaskiej, Gliwice, 2011 8. pod red. Morecki A, Knapczyk J., Podstawy robotyki: teoria i elementy manipulatorów i robotów, Warszawa, WNT, 1993

Roboty przemysłowe - wybrane pojęcia, budowa, zastosowania, przykłady dr inż. Wojciech Muszyński Katedra Cybernetyki i Robotyki K-7 wojciech.muszynski@pwr.wroc.pl

Mechanizacja, Automatyzacja, Robotyzacja Mechanizacja polega na zastępowaniu w procesie produkcyjnym pracy fizycznej człowieka przez pracę maszyn. Automatyzacja polega na zastępowaniu człowieka w sterowaniu ręcznym, urządzeniami pracującymi bez bezpośredniego udziału człowieka. Robotyzacja polega na automatyzacji pracy produkcyjnej, lub innych procesów za pomocą manipulatorów i robotów.

Robotyka Dziedzina nauki i techniki, zajmująca się problemami mechaniki, sterowania, programowania, projektowania, zastosowań i eksploatacji robotów i manipulatorów Robotyka teoretyczna Robotyka ogólna Robotyka przemysłowa Robotyka mobilna Robotyka medyczna i rehabilitacyjna Robotyka usługowa

Trochę innych danych statystycznych

Przyszłość to

A także

Oraz

Robot przemysłowy Wg normy ISO ITR 8373 Manipulacyjny robot przemysłowy jest automatycznie sterowaną, programowaną, wielozadaniową maszyną manipulacyjną o wielu stopniach swobody, posiadającą zdolności manipulacyjne i/lub lokomocyjne, stacjonarną lub mobilną, dla różnorodnych zastosowań przemysłowych.

Robot przemysłowy Wg A. Moreckiego Robot to urządzenie techniczne przeznaczone do realizacji niektórych czynności manipulacyjnych i lokomocyjnych człowieka, mające określony poziom energetyczny, informacyjny i sztucznej inteligencji (autonomii działania w pewnym otoczeniu) Wg H.J.Warnecke Robot to urządzenie przeznaczone do automatycznej manipulacji z możliwością wykonywania programowalnych ruchów względem kilku osi, zaopatrzone w chwytaki lub narzędzia i skonstruowane specjalnie do zastosowań w przemyśle.

Istotne cechy robotów przemysłowych Wielozadaniowość Automatyczność działania Programowalność Posiadanie wielu stopni swobody Roboty przemysłowe to podklasa robotów.

Przykładowy robot IRB 1400 Manipulator Panel sterowania i panel operatora Szafa sterownicza

Standardy, normy Na początku lat 80-tych rozwój standardów robotyki dla przemysłu Głównie bezpieczeństwo, tzw. Robot Safety Standard Norma ISO 8373 wprowadza definicje pojęć i odpowiadających im terminów dotyczących robotów przemysłowych i manipulatorów przemysłowych.: manipulacja manipulator robot

Podstawowe określenia Manipulacja - tok czynności w przemysłowym procesie produkcyjnym, polegający na: uchwyceniu określonego obiektu manipulacji, transportowaniu, pozycjonowaniu lub orientowaniu tego obiektu względem przyjętej bazy, oraz przygotowujący ten obiekt do wykonywania na nim lub za jego pomocą operacji technologicznych. Manipulator (przemysłowy) urządzenie przeznaczone do wspomagania lub całkowitego zastąpienia człowieka przy wykonywaniu czynności manipulacyjnych w przemysłowym procesie produkcyjnym, sterowane ręcznie lub automatycznie za po mocą własnego układu sterującego stałoprogramowanego lub zewnętrznego układu sterującego. Robot (przemysłowy) urządzenie automatyczne przeznaczone do wykonywania czynności manipulacyjnych w przemysłowym procesie produkcyjnym, mające układ ruchu składający się, co najmniej z trzech zespołów ruchu i własny programowalny układ sterujący.

Różnice między manipulatorem a robotem manipulator (jako samodzielne urządzenie ) wykonuje zamknięty cykl ruchów powtarzalnych na ogół ma sztywny program (z reguły zmiana programu pracy manipulatora wymaga fizycznych zmian w jego konstrukcji) sztywny program współpracy z ewentualnymi urządzeniami technologicznymi robot może realizować dużą liczbę różnorodnych czynności manipulacyjnych za pomocą sygnałów generowanych w programowalnym układzie sterowania najczęściej czynności powtarzalne, ale mogące ulec zmianie odpowiednio do zmiany programu, stanu środowiska lub podanej informacji cykl ruchów manipulacyjnych lub (i) lokomocyjnych wykorzystanie układów wejść/wyjść dla współpracy z urządzeniami technologicznymi, układami sensorów, systemami komunikacji

Manipulatory, pedipulatory Manipulator automatyczny urządzenie o niezmiennym programie wykonywanych ruchów. Manipulator zdalny (teleoperator) manipulator posiadający własny napęd i zdalnie sterowany przez operatora człowieka. Manipulator ręczny manipulator wprawiany w ruch siłą mięśni operatora. Pedipulator maszyna krocząca, dwu lub więcej nożna, o różnym stopniu autonomiczności

Sposoby instalowania roboty przemysłowe wolnostojące portalowe (bramowe) zintegrowane z urządzeniem stacjonarne mobilne z obrabiarką z wózkiem

Łańcuch kinematyczny manipulatora Para kinematyczna dwa ogniwa połączone przegubem (połączeniem ruchomym) ogniwo 2 ogniwo 1 przegub Łańcuch kinematyczny manipulatora połączenie pewnej liczby par kinematycznych Łańcuch kinematyczny może w ogólności składać się z 3 odcinków: odcinek globalny odcinek regionalny odcinek lokalny

Łańcuch kinematyczny manipulatora odcinek lokalny (L) Odcinek lokalny realizuje zadania orientowania i chwytania obiektu manipulowanego Z C odcinek regionalny (R) Odcinek regionalny realizuje podstawowe działania manipulacyjne odcinek globalny (G) Odcinek globalny realizuje działania lokomocyjne robota B X A Y

Łańcuch kinematyczny manipulatora Zespoły ruchu oznacza się X, Y, Z, A, B, C odpowiednio do oznaczeń osi współrzędnych i rodzaju ruchu, dodając indeks G, R, L w zależności od odcinka łańcucha kinematycznego w którym występują. Z C Przykładowo, syntetyczny zapis struktury łańcucha kinematycznego, dla robota obok będzie następujący: {C R, B R1, B R2, A L1, B L1, A L2 } B X A Y

Odcinek regionalny jako definiujący typ robota W zależności od konfiguracji odcinka regionalnego, jako odcinka odpowiedzialnego za zadania i działania manipulacyjne wyróżniamy: roboty kartezjańskie roboty cylindryczne roboty sferyczne roboty antropomorficzne roboty typu SCARA roboty typu platforma Stewart a (hexapody) roboty typu tripody

Robot kartezjański - PPP 3 przeguby pryzmatyczne kształt przestrzeni roboczej

Robot cylindryczny - OPP 1 przegub obrotowy 2 przeguby pryzmatyczne kształt przestrzeni roboczej

Robot sferyczny - OOP 2 przeguby obrotowe 1 przegub pryzmatyczny kształt przestrzeni roboczej

Robot antropomorficzny - OOO 3 przeguby obrotowe kształt przestrzeni roboczej

Robot SCARA - OOP 2 przeguby obrotowe 1 przegub pryzmatyczny kształt przestrzeni roboczej

Robot Scara

Robot typu tripod 3 równoległe ramiona

Robot typu platforma Stewart a (heksapod) 6 osi przestrzeń robocza

Robot typu platforma Stewart a (heksapod)

Roboty proste i złożone (dymensyjne) Roboty proste pozycjonowane zderzakowo np. PR-02 Roboty złożone (dymensyjne) pozycjonowane do dowolnego położenia w przestrzeni roboczej np. IRb, IRp, IRB

Robot prosty o budowie modułowej PR02 Moduły ruchu regionalnego: Liniowe - MA, MB Obrotowy - MD Moduły ruchu lokalnego: Liniowy MC Obrotowy ME Chwytak - MF

Przykładowe roboty modułowe Toshiba Cartesian Robot BA-II Series 4 Axis (X-Y-Z-R)

Przykładowe roboty złożone monolityczne Seria robotów Kuka

Przykładowe roboty złożone monolityczne Seria robotów firmy Fanuc

Najmniejszy i największy robot Fanuc Porównanie wielkości najmniejszego i największego robota M -2000iA/1200: Światowy rekord 1200 kg, duży zasięg M -2000iA/900L: 900 kg, Bardzo długie ramie LR Mate 200iC

Przykładowe roboty złożone monolityczne Seria RP Roboty precyzyjne Seria RH Roboty SCARA Dokładność powtarzalności x/y...± 0,005 mm

Przykładowe roboty złożone monolityczne Robot serii Y - Misubishi Robot montażowy - Motoman

Roboty współpracujące coboty (Collaborative Robot)

Roboty współpracujące - coboty Fanuc CR-35iA Collaborative Robot

Roboty współpracujące - coboty

Roboty współpracujące - coboty

Struktura układu sterowania System sterowania Uklad sterowania robota Sterowniki napedów manipulatora i oprzyrzadowania technologicznego robota System napedowy Naped oprzyrzadowania technologicznego robota (chwytak, glowica narzedziowa...) Sensory wewnetrzne Napedy ogniw lancucha kinematycznego robota Sensory wewnetrzne Przedmiot manipulowany Sensory zewnetrzne Otoczenie robota

Schemat funkcjonalny układu sterowania robota pozycjonowanie w układzie otwartym Energia pomocnicza Zegar Układ logiczny Sterownik Element wykonawczy Oś robota Przetwornik położenia Pamięć programu Sygnały wej/wyj z otoczenia

Schemat funkcjonalny układu sterowania robota pozycjonowanie w układzie zamkniętym Energia pomocnicza Zegar Układ logiczny Sterownik Element wykonawczy Oś robota Przetwornik położenia, prędkości... Pamięć programu Sygnały wej/wyj z otoczenia

Generacje robotów - generacja I Roboty I generacji to roboty nie posiadające czujników zewnętrznych. Oznacza to, że sterowanie odbywa się w układzie otwartym bez sprzężenia zwrotnego od otoczenia. Zaprogramowane na wykonanie pewnej określonej sekwencji czynności z możliwością przeprogramowania w celu adaptacji do nowego zadania. W momencie wystąpienia różnic zaprogramowanego środowiska z rzeczywistym otoczeniem robot pierwszej generacji staje się zupełnie bezradny.

Struktura robota I generacji Sygnał nastawczy + - Regulator napędu Obiekt sterowania (manipulator) Trajektorie ruchu Interfejs pomiarowy Sensory wewnętrzne

Generacje robotów - generacja II Roboty II generacji to urządzenia, które wyposażone są w zamknięty układ sterowania ze sprzężeniem zwrotnym od otoczenia. Posiadają czujniki lub układy czujników zewnętrznych. Czujniki zewnętrzne umożliwiają wykrywanie zmian w otoczeniu robota oraz elastyczne reagowanie na te zmiany.

Struktura robota II generacji Planer trajektorii + - Regulator napędu Obiekt sterowania (manipulator) Interfejs pomiarowy Sensory wewnętrzne Otoczenie (scena robota) System adaptacji Przetwarzanie, rozpoznawanie Sensory zewnętrzne

Generacje robotów - generacja III Roboty III generacji wyposażone są w zamknięty układ sterowania oraz czujniki, dzięki którym robot ma możliwość dokonywania złożonych pomiarów parametrów otoczenia. Roboty tej generacji wykazują spore możliwości percepcji panujących warunków a co za tym idzie adaptacji do nich. Rozwój tych robotów jest ściśle związany z badaniami nad sztuczną inteligencją z wykorzystaniem systemów wizyjnych oraz sieci neuronowych wspomagających sterowniki, sterowaniem głosem, czy z programowaniem w językach wysokiego poziomu.

Struktura robota III generacji Planer trajektorii + - Regulator napędu Obiekt sterowania (manipulator) Trajektorie ruchu Interfejs pomiarowy Sensory wewnętrzne Otoczenie (scena robota) Interpreter Przetwarzanie, rozpoznawanie Sensory zewnętrzne Programowanie off-line

Zadania układu sterowania robotem Podstawowe zadania układów sterowania Komunikacja z operatorem możliwość sterowania ręcznego napędami przez operatora możliwość wprowadzania programu działania robota możliwość zapamiętania programu reagowanie na działania operatora Sterowanie zespołami napędowymi sterowanie zespołami ruchu pozycjonowanymi w całym zakresie przemieszczeń sterowanie zespołami pozycjonowanymi zderzakowo sterowanie chwytakami sterowanie głowicami narzędziowymi komunikacj a z otoczeniem Podstawow e zadania układu sterowania sterowanie napędami Komunikacja z układami sensorycznymi sterowania urządzeniami zewnętrz. Sterowanie urządzeń zewnętrznych włączanie i wyłączanie urządzeń zewnętrznych dwustanowych (sterowanie binarne) sterowanie wejść i wyjść technologicznych

Zadania układu sterowania robotem Zadanie podstawowe: pozycjonowanie (położenie i orientacja) Zadania pomocnicze: oczekiwanie na spełnienie warunku ustalanie kolejności dalszego działania obliczanie parametrów, nastaw, współrzędnych sterowanie wejściami i wyjściami transmisja danych

Sposoby programowania pozycjonowania Sterowanie punktowe PTP (point-to-point) Sterowanie wielopunktowe MP (multi-point) Sterowanie ciągłe CP (continous path)

Programowanie pozycjonowania PTP PTP Point-to point Trajektoria po której robot wykona ruch z punktu początkowego do końcowego w trybie odtwarzania programu P k P p Trajektoria po której robot jest przestawiany z punktu początkowego do końcowego w trybie sterowania ręcznego

Ruch punkt po punkcie

Ruch punkt po punkcie

Programowanie pozycjonowania CP CP Continious Path R Trajektoria pomiędzy punktem początkowym i końcowym jest np. łukiem okręgu o promieniu R, lub linią prostą w zależności od typu aproksymacji. P k P k P p Aproksymacja kołowa Trajektoria po której robot wykona ruch z punktu początkowego do końcowego w trybie wykonywania programu Aproksymacja liniowa P p

Ruch liniowy dokładny

Ruch po łuku okręgu

Ruch reorientujący

Programowanie pozycjonowania MP MP Multi-point P k P k, P p Trajektoria po której robot jest przestawiany z punktu początkowego do końcowego w ruchu sterowania ręcznego P p Trajektoria po której robot wykona ruch z punktu początkowego do końcowego w trybie wykonywania programu

Sposoby programowania Ręczny (sekwencyjny) matryce programowe, krzywki, zderzaki, dźwignie, zmiana nośnika programu Półautomatyczny (przez uczenie) nauczanie, samouczenie Automatyczny komputerowo off-/on-line, z wykorzystaniem systemu komputerowego z językiem programowania wysokiego rzędu

Układy sterowania i rodzaje zadań Klasa układu (algorytm pozycjonowania) Sterowanie punktowe PTP Sterowanie ciągłe CP Sterowanie wielopunktowe MP Liniowe, procesowo niezależne Liniowe, procesowo zależne Rozgałęzione, procesowo zależne Rozgałęzione, procesowo zależne Liniowe, procesowo zależne Rozgałęzione, procesowo zależne Przełączanie urządzeń dwustanowych + Rodzaj zadania Możliwość kształtowania drogi Oczekiwanie na spełnienie warunków + + Ustalenie kolejności dalszego działania + + + + + + + + + + + + + +

Klasyfikacja robotów przemysłowych Roboty przemysłowe Stopień złożoności uniwersalny specjalny Liczba stopni swobody od 4 do 7 od 3 do 8 Struktura kinematyczna kartezjański cylindryczny sferyczny Napęd pneumatyczny hydrauliczny elektryczny Rodzaj programowania ręczne punkt po punkcie P-T-P ciągłe CP Układ sterowania sekwencyjny numeryczny adaptacyjny

Klasyfikacja robotów przemysłowych Roboty przemysłowe Zdolności lokomocji stacjonarny mobilny Udźwig kilka kg kilkadziesiąt kg kilkaset i więcej Budowa kinematyczna modułowy pseudomodułowy monolityczny Generacja I generacja II generacja III generacja Dokładność pozycjonowania precyzyjne średnio precyzyjne mało precyzyjne

Układy sterowania a programowanie Układy sterowania robotów sterowanie teleoperatorów sterowanie sekwencyjne sterowanie numeryczne przekaźnikowe PLC hardwarowe mikroprocesorowe Obsługa Programowanie Obsługa ręczna Programowanie ręczne Programowanie PTP Programowanie CP

Układy sterowania a zadania sterowania Układy sterowania robotów sterowanie teleoperatorów sterowanie sekwencyjne sterowanie numeryczne przekaźnikowe PLC hardwarowe mikroprocesorowe Zadania sterowania Sterowanie w osiach dyskretnych Pozycjonowanie w osiach serwonapędowych Koordynacja pracy serwonapędów Sprawdzanie stanu wejść Sterowanie wyjściami Możliwość rozgałęzień programu pracy

LOGO Nazwa modelu i/lub serii LOW MEDIUM HIGH HEAVY 5 20 kg 30 70 kg 100 240 kg ponad 300 kg parametr wartość dotyczy nie dotyczy zastosowania info dziedziny zastosowań podział ze względu na dopuszczalne obciążenie PLAN PREZENTACJI

IRB 140 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras zasięg 810 mm; obciążalność 6 kg QuickMove: 250; 250; 260; 360; 360; 450 [ /s] dokładność ±0.03 mm mocowalny pod dowolnym kątem 6 stopni swobody

IRB 1410 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zasięg 1.44 m; obciążalność 5 (+ 18) kg mocowalny pod dowolnym kątem 6 stopni swobody zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

IRB 1600 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

IRB 2400 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zasięg 1.5-1.8 m; obciążalność 7-20 kg szybkość: axis 1-3: 150; 4,5: 360; 5: 450 [ /s] dokładność ±0.06 mm 6 stopni swobody zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

KR 5 arc LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 5 kg Supplementary load 12 kg Max. reach 1412 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,1 mm Weight 127 kg Mounting positions Floor, ceiling

KR 6 (arc) LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 6 kg Supplementary load 10 kg Max. reach 1611 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,1 mm Weight 235 kg Mounting positions Floor, ceiling

KR 15 SL LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 15 kg Supplementary load 10 kg Max. reach 1503 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,1 mm Weight 315 kg Mounting positions Floor, ceiling

KR 16 (KS, L6, L6 KS, L6 ARC) LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 16-6 kg Supplementary load 30-10 kg Max. reach 1610-2101 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,1 mm Weight 235-245 kg Mounting positions Floor, ceiling, wall, variable

M-16iB Series LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

M-6iB Series LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

ARC Mate LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

Obciążalność [kg] 6 8 20 5 6 16 6 10 20 Szybkość/Powtarzalność/Zasięg duża szybkość 0.03 0.05 mm 0.9 2 m Uwagi modele wielozadaniowe (IRB 140) w kilku wersjach modele wyspecjalizowane (IRB1600) 0.01 mm 1.4 2 m wiele wyspecjalizowanych wersji duża szybkość 0.08 mm 1 2 m wiele wersji modeli wyspecjalizowanych (malowanie, spawanie) i wielozadaniowych

IRB 4400 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

IRB 4400 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

KR 30, KR 60 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 30-60 kg Supplementary load 35 kg Max. reach 2033 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,15-0,20 mm Weight 665 kg Mounting positions variable

KR 40 PA, KR 50 PA LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 40, 50 kg Supplementary load 20 kg Max. reach ~2 m Number of axes 4, 2 Repeatability ±0,25 mm Weight 700 kg Mounting positions floor

M-710iC/50 & M-710iC/70 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

M-420iA LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

Obciążalność [kg] 30-60 30-60 50-70 0-100 Powtarzalność/Zasięg 0.07 0.1 mm 1.6 m 0.15 0.25 mm 2 m 0.05 0.07 mm 1.8 2 m Uwagi Każda z firm produkuje kilka modeli w różnych wersjach w dwóch zasadniczych kategoriach: wielozadaniowe (6 stopni swobody) pakowanie/palety/linia produkcyjna (do 4 st. swobody) MEDIUM

IRB 6620 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zasięg 2.2 m; obciążalność 150 kg szybkość: 100, 90, 90, 150, 120, 190 [ /s] dokładność ±0.1 mm 6 stopni swobody zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

IRB 6640 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

IRB 6660 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

KR 100 comp, KR 100 HA LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 100 kg Supplementary load 100 kg Max. reach 2.4-3 m Number of axes 6 Repeatability ±0,15 0.10 mm Weight 1200 kg Mounting positions floor

KR 180-2, 180 L150-2, 180 L130-2 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 180/150/130 kg Supplementary load 100 kg Max. reach 2700/2900/3100 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,12 mm Weight 1200 kg Mounting positions floor

KR 240-2 (Series 2000) LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 240/210/180 kg Supplementary load 100 kg Max. reach 2700/2900/3100 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,12 mm Weight 1200 kg Mounting positions floor, ceiling

R-2000iA Series LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

Obciążalność [kg] 90-235 100-210 100-240 Powtarzalność/Zasięg 0.07 0.1 mm 2.2 3.2 m Uwagi bogata oferta modeli wielozadaniowych 0.10 0.15 mm 2.4 3.10 m bogata oferta modeli wyspecjalizowanych i wielozadaniowych 0.18 0.3 mm 2.6 3.5 m modele ogólnego przeznacznia HIGH

IRB 7600 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

KR 360-2 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 240/280/360 kg Supplementary load 50 kg Max. reach 3326/3076/2826 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,15 mm Weight 2300-2400 kg Mounting positions floor, ceiling

KR 500-2 LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 340/420/500 kg Supplementary load 50 kg Max. reach 3326/3076/2826 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,15 mm Weight 2300-2400 kg Mounting positions floor, ceiling

KR 1000 titan LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras Payload 1000 kg Supplementary load 50 kg Max. reach 3202 mm Number of axes 6 Repeatability ±0,2 mm Weight 4700 kg Mounting positions floor

M-410iB Series LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

M-900iA Series LOW MEDIUM HIGH HEAVY zgrzewanie spawanie, lutowanie montaż formowanie wtryskowe obsługa maszyn podawanie materiałów, manipulowanie sortowanie, wybieranie, pakowanie gratowanie skrawanie klejenie, uszczelnianie szlifowanie, polerowanie, obróbka powierzchmiowa malowanie ładowanie, rozładowywanie obsługa pras

Obciążalność [kg] 150-500 100-1000 160-700 Powtarzalność/Zasięg 2.5 3.5 m 0.15 0.20 mm 2.8 3.3 m 0.3 0.4 mm 2.6/2.8/3.1 m HEAVY

Bibliografia B. Siciliano and O. Khatib, Editors, Handbook of Robotics, Springer-Verlag, 2008 R. Zdanowicz, Robotyzacja dyskretnych procesów produkcyjnych, Gliwice, 2011 Porównanie robotów przemysłowych ABB, Fanuc, Kuka opracował Tomasz Kurowski w ramach seminarium Robotyzacja, grudzień 2007 http://www.abb.com/robotics http://www.kuka.com/ http://www.fanuc.robotics.com/