PODSTAWY ROBOTYKI
PR W 1.2
1
Rozwój robotów
1. Przyczyny rozwoju robotów
Pierwsze roboty pojawiły się w amerykańskim przemyśle samochodowym na początku
lat sześćdziesiątych, a ich początkowy rozwój był powolny. W połowie lat sześćdziesiątych
tylko dwie firmy amerykańskie: Unimation i American Machine and Foundry Co
produkowały kilka typów robotów przemysłowych. Jednakże już w 1975 r. ponad 100
producentów, rozsianych na całym świecie (w tym 50 w Japonii), produkowało ok. 200
różnych typów robotów przemysłowych, od małego robota japońskiego firmy Seiko o
udźwigu 0,02 kg, stosowanego przy produkcji zegarków, do dużego robota Unimate 4000
firmy Unimation o udźwigu 180 kg. U podstaw tego rozwoju leżały trzy grupy czynników.
1.1. Czynniki techniczne
postęp w konstrukcji elementów automatyki (silniki wykonawcze o korzystnym
stosunku mocy do masy, wzmacniacze o małym gabarycie, opanowanie metod masowej
i taniej produkcji minikomputerów i mikrokomputerów) sprawił, że produkcja robotów
stała się technicznie możliwa i ekonomicznie opłacalna;
wzrost zapotrzebowania w różnych gałęziach nowoczesnego przemysłu na
manipulowanie przedmiotów niemożliwych do manipulowania ręcznego ze względu na
zbyt wysoką temperaturę, dużą masę, niedogodne kształty, promieniotwórczość,
obecność szkodliwych wyziewów, pyłów, agresywnych cieczy i por, atmosferę
pozbawioną tlenu;
dążenie do zapewnienia wysokiego i jednolitego standardu wyrobów wynikające ze
zwiększającej się konkurencji na rynkach zbytu.
1.2. Czynniki ekonomiczne
instalowanie kapitałochłonnych maszyn (np. obrabiarek sterowanych numerycznie)
zmusza do maksymalnego ich wykorzystywania przy pracy ciągłej przez całą dobę, co
jest praktycznie możliwe tylko przy obsłudze tych maszyn przez roboty;
wzrost kosztów pracy ludzkiej sprawiający, że robot dla wielu prac staje się operatorem
tańszym niż człowiek;
w gałęziach przemysłu charakteryzujących się częstą zmianą profilu małoseryjnej
produkcji stosowanie wysoko wyspecjalizowanych automatów produkcyjnych jest
nieopłacalne. Roboty dzięki możliwości ich programowania mogą być bardzo szybko
dostosowane do automatyzacji odmiennej produkcji przy wykorzystaniu maszyn
uniwersalnych i stąd stwarzają one możliwość automatyzacji i związanego z nią
wzrostu efektywności ekonomicznej tych gałęzi przemysłu;
roboty znajdują również zastosowanie przy produkcji masowej (wielkoseryjnej)
wypierając z niej szereg kosztownych wąsko wyspecjalizowanych automatów
produkcyjnych, jak np. automaty do malowania, spawania, szlifowania. Jest to
spowodowane tym, że czas moralnego zużywania się produktów wielkoseryjnych staje
się coraz krótszy, co częstokroć czyni nieopłacalnym projektowanie i konstruowanie
automatów nawet do produkcji wielkoseryjnej;
zintegrowane systemy transportu wewnątrzzakładowego lub oddziałowego są z reguły
przystosowane do ściśle określonego profilu produkcji, a zmiana ich sposobu
funkcjonowania jest niezwykle kosztowna. Zastosowanie robotów na stykach pomiędzy
(…)
… ustawienia ramion około 0,1 mm.
2) Roboty klasy 2, programowane metodą krokową, z analogową nadążną regulacją
położenia ramion.
Dla robotów tych kolejność i kierunek ruchów napędów poszczególnych osi
manipulatora określa się również za pomocą programatora sekwencyjnego. Jednakże zasięg
ruchu jest zadawany przez nastawę potencjometru wartości zadanej położenia danej osi
ruchu; napięcie z tego potencjometru…
… jest nie większa niż uzyskiwana dla robotów klasy 1. Rozwiązanie to umożliwia
jednak kolejne ustawianie tego samego ramienia w różnych miejscach jednego programu na
różnych wartościach zadanych położenia. Uzyskuje się to przez kolejne przełączania różnych
potencjometrów wartości zadanej do układu regulacji nadążnej położenia tego ramienia.
Możliwości takiej nie mają w zasadzie roboty klasy 1.
Do klasy 2 można również zaliczyć roboty, dla których wartości zadane położenia dla
poszczególnych osi ruchu są przechowywane w postaci cyfrowej w pamięci, lecz
wykorzystywane dopiero po przetworzeniu na postać analogową.
3) Roboty klasy 3, programowane metodą uczenia, z cyfrową regulacją nadążną
położenia ramion.
Programowanie metodą uczenia polega na wprowadzaniu współrzędnych kolejnych
punktów trajektorii ruchu ramion…
… (minikomputera lub mikrokomputera), który:
w trakcie uczenia wczytuje z określoną prędkością współrzędne punktów trajektorii do
pamięci;
przy sterowaniu wyprowadza kolejno te współrzędne z pamięci jako wartości zadane
dla poszczególnych układów regulacji nadążnej położenia ramion manipulatora.
Roboty klasy 3 umożliwiają uzyskiwanie dokładności ustawiania ramion o wartościach
ułamków milimetra. Na rys. 1 i 2…
…
Przykładem robota generacji 1,5 może być opracowany w 1972 r. przez japońską firmę
Hitachi i eksploatowany przez nią w przemyśle robot Hi-T-Hand Expert 2, realizujący częstą
czynność montażową polegającą na wprowadzeniu sworznia do tulei. Czynnością, przy
9
średnicy sworznia około 20 mm i tolerancjach pasowania w granicy 7...32 µm jest czynnością
skomplikowaną, wykonywaną normalnie…
… i 3
Roboty te są wyłącznie obiektami intensywnych prac badawczych, zwanych często badaniami
nad tzw. sztuczną inteligencją.
Roboty generacji 2,5 i 3 są wyposażone w zdolności rozpoznania złożonych kształtów i
klasyfikacji złożonych sytuacji, a ich system sterowania ma za zadanie m.in. wyposażenie ich
w umiejętność radzenia sobie w sytuacjach zawierających elementy nieokreśloności i
nowości…
…. W wielu przypadkach realizacja zadania wymagała
14
dodatkowych działań pomocniczych: np. w pewnej sytuacji Shakey „stwierdził”, że jeżeli
przysunie równię pochyłą znajdującą się w pomieszczeniu/to będzie mógł po niej wjechać na
platformę, na której znajdowała się poszukiwana skrzynka, po czym będzie mógł po tejże
platformie zepchnąć ją w dół.
Rys. 15. Robot Shakey generacji 2,5 wykonany w Stanford Research Institute…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)