Modulul Sisteme Mecatronice Unitatea de invatare ROBOTII INDUSTRIALI

Modulul: Sisteme Mecatronice Unitatea de invatare : ROBOTII INDUSTRIALI prof. Bogdan Doina-Marilena, Grup Scolar Feldru • STIINTA MASINILOR INTELIGENTE! • Mecatronica este combinaţia sinergeticǎ si sistematicǎ a mecanicii, electronicii si a informaticii în timp real. • Mecatronica - tehnologie compatibilă cu societatea informatională

Mecatronica este rezultatul evoluţiei firesti în dezvoltarea tehnologicǎ. • Sistemul mecatronic industrial este orice mijloc de producţie care încorporate echipamente mecanice, electronice şi informatice, în scopul realizării uneia sau mai multor operaţii tehnologice, într-un proces de fabricaţie.

• Tehnologia mecatronica aduce in centrul atentiei problema informatiei care, este componenta datatoare de ton in raport cu materialul si energia.

ROBOTII • Primele cercetari in domeniul roboticii au fost initiate la inceputul anilor '60. Dupa un avant substantial al aplicatiilor roboticii in domeniul industrial, cu precadere in industria automobilelor, la inceputul anilor '90 s-au conturat multiple aplicatii in domeniile neindustriale (nemanufacturiere). • • S-a estimat ca robotica urmeaza sa joace un rol insemnat in restructurarea civilizatiei mileniului trei. Aceasta afirmatie poate fi usor sustinuta cu cateva date statistice continute in raportul IFR (International Federation of Robotics).

Structura roboţilor Un sistem robotic este constituit din următoarele componente: Mecanice şi electrice (Hardware): • Braţul robotului • Motoare şi componentele acestora • Controller • Consolă de programare (Teach panel) • Mână mecanică sau unelte • Instalaţii pentru asigurarea de siguranţei în exploatare • Sistem intern de senzori şi traductoare • Sistem extern de senzori şi traductoare De programare (Software): • Sistemul de operare al controller-ului • Programele de apliaţie ale utilizatorului • Mediul de programare pentru dezvoltare şi simulare de programe utilizator

DEFINITII ALE ROBOTILOR • Roboţii sunt dispozitive de mişcare cu mai multe axe, aplicabile universal. Mişcările şi traiectoriile mişcării sunt liber programabile şi, dacă este necesar, sunt ghidate de senzori. Roboţii utilizează mâini mecanice, unelte sau alte dispozitive (numite în general end-effectors) pentru a executa manipulări mecanice sau alte funcţii de producţie. • În Japonia, de exemplu, un manipulator comandat manual este considerat robot. • În domeniul roboticii, cei mai interesanţi roboţi sunt numiţi "roboţi inteligenţi". Ei ar trebui să fie capabili să manipuleze obiecte în lumea reală şi să reacţioneze la evenimente externe. În plus, ei trebuie să fie flexibili, de exemplu să-şi modifice comportamentul. Forma şi mărimea robotului nu are importanţă în stabilirea faptului dacă este sau nu inteligent. Cel mai important criteriu este multitudinea de senzori folosiţi de robot.

• • Diagrama numărului de roboţi la 10. 000 de angajaţi. Mai multe organizaţii naţionale şi internaţionale adună şi analizează la intervale constante de timp diverse date despre utilizarea roboţilor în lume. La sfârşitul anului 1997, în lume erau instalaţi aproximativ 711. 500 de roboţi. Dintre aceştia 58 % în Japonia, 10, 8 % în SUA, 9, 4 % în Germania şi 11, 4 % în restul Europei. Numărul de roboţi instalaţi anual este în creştere, dar mulţi roboţi nu sunt instalaţi în puncte de lucru noi ci sunt destinaţi înlocuirii unor roboţi existenţi Diagrama numărului de roboţi utilizaţi la 10. 000 de angajaţi este un indicator important pentru determinarea nivelului de automatizare dintr-o ţară sau dintr-un domeniu economic al unei ţări. În figura se prezintă această diagramă pentru principalele ţări industrializate.

Domenii de utilizare ale ROBOTILOR • Domenii sunt constructiile, reabilitarea bolnavilor, comert, transport si circulatia marfurilor, administratia locala, protectia mediului inconjurator si agricultura; supraveghere, inspectie, protectia de radiatii si interventii in caz de catastrofe; hoteluri si restaurante; in medicina, gospodarie, hobby si petrecerea timpului liber. In medicina: sisteme robotizate pentru diagnoza prin ecografie, sisteme robotizate pentru interventii neurochirurgicale; vehicule ghidate automat pentru transportul bolnavilor imobilizati la pat; sisteme robotizate pentru pregatirea prin simulare, inainte de operatie, a unor interventii chirurgicale etc. In constructii: vehicul ghidat automat pentru asfaltarea soselelor, sistem robotizat pentru stropirea betonului in constructia tunelurilor; sistem robotizat pentru montarea/demontarea schelelor metalice etc. In administratia locala: vehicul autonom pentru curatirea zapezii de pe autostrazi; vehicul autonom pentru mentinerea curateniei pe strazi; • Protejarea mediului inconjurator: sistem robotizat de sortare a gunoiului in vederea reciclarii; vehicul ghidat automat pentru decontaminarea solului etc. In agricultura: sistem robotizat de plantare a rasadurilor; sistem robotizat de culegere a fructelor; sistem robotizat de culegere a florilor; sistem robotizat de tundere a oilor etc. • In comert, transporturi, circulatie: vehicule ghidate automat pentru intretinerea curateniei pe suprafete mari (peroane de gari, autogari si aerogari); sistem robotizat de curatire automata a fuselajului si aripilor avioanelor; etc. Hotelurile si restaurantele pot fi prevazute cu: sisteme robotizate pentru pregatirea automata a salilor de restaurant, de conferinte; sistem de manipulare automata a veselei; etc. • Pentru siguranta si paza: robot mobil de paza pe timpul noptii in muzee; robot mobil pentru paza cladirilor si santierelor; vehicul autonom pentru stingerea incendiilor; etc. • Robotica militara : stringere de info, depistarea tintelor, recuperarea si dezarmarea focoaselor active, curatarea mediilor toxice, deminare, spionaj, etc.

STIATI CA? • Din cele mai vechi timpuri omul a încercat să construiască mecanisme care să imite cât mai fidel comportamentul unor vieţuitoare sau mecanisme care sa ii usureze munca in anumite domenii. • In mod obişnuit un robot este o maşină care, într-o • anumită măsură, imită omul fie ca înfăţişare, fie ca posibilităţi de acţiune. Robotul este un mecanism automat care se poate substitui omului pentru a efectua unle operatii, fiind capabil să-şi modifice singur ciclul de execuţie (prin detecţie fotoelectrica, servomotoare, etc). • Asimov a enunţat, în 1940, cele trei legi fundamentale care trebuie să fie respectate de un robot pentru îndeplinirea (realizarea, finalizarea) sarcinilor în deplină siguranţă. • (L 1) Un robot nu are voie să lezeze o fiinţă umană • • sau să permită, prin neintervenţie, să fie agresată o fiinţă umană. (L 2) Un robot trebuie să execute ordinele (comenzile) primite de la o fiinţă umană, cu excepţia acelora care contravin primei legi. (L 3) Un robot trebuie să-şi protejeze propria existenţă, în măsura în care această protejare nu contravine primelor două legi. ◊ Robot cu braţ articulat cu 5 articulaţii

SISTEME DE COORDONATE • În robotică, pe lângă sistemele de coordonate carteziene, se foloseşte frecvent Sistemul de Coordonate al Articulaţiilor (sau Sistemul de Coordonate Robot). � In acest sistem, pentru un robot cu 6 articulaţii, o poziţie din spaţiu este definită de 6 valori ale articulaţiilor robotului. • Panoul de comandă al robotului (teach panel) este gândit să poată utiliza toate aceste sisteme de coordonate. Se poate comanda robotul să realizeze mişcări în sistemul de coordonate cartezian sau în sistemul de coordonate al articulaţiilor. La o mişcare în sistem de coordonate cartezian sunt implicate toate articulaţiile robotului.

ROBOTI DE COMPANIE • Iţi plac pisicile sau câinii şi ai vrea să ai un animal de companie, dar nu ai timp să îl îngrijeşti? Sau ţi-e teamă că nu te va asculta si va trebui să alergi cu câinele pe stradă din pom în pom? Ia-ţi un robot de companie! Se mulţumeşte cu baterii şi nu trebuie să-l scoţi afară la 5 dimineaţa. Nici nu trebuie să fie un animal de companie convenţional. Poţi să-ţi alegi o focă, un dinozaur sau chiar un pui de robot. Rămâne la latitudinea ta • Aibo, cel mai bun robot al omului • Căţelul Aibo este produs de Sony , sau mai bine spus a fost, pentru că, din păcate, Sony a decis să nu-l mai producă. Aşa că dacă îl vrei cu tot din-adinsul va trebui să găseşti pe cineva care unul şi vrea să-l vândă.

TIPURI DE ROBOTI

ROBOTI INDUSTRIALI

SUCCES IN NAVIGAREA SPRE SOCIETATEA CUNOASTERII !