Łukasz Przywarty

15.03.2009 r.

nr albumu: 171018

Podstawy automatyki i robotyki

Sprawozdanie z zajęć w laboratorium 010

1. Podstawowe informacje o robocie IRB-1400.

IRB-1400 jest robotem przemysłowym, produkowanym przez firmę ABB 

od 2002 roku (następcą IRB-1400 jest robot IRB-1410). IRB-1400 składa się 

z dwóch podstawowych części: manipulatora (ramienia) oraz sterownika (szafa 

sterownicza,   panel   sterowania).   Manipulator   posiada   6   stopni   swobody  

a   poszczególne   osie   są   napędzane   silnikami   prądu   zmiennego.   Robot  

(z zainstalowanym chwytakiem, którego uczelniany robot nie posiada) może 

przemieszczać ładunki o łącznej wadze do 5 kg na odległość 1,44 m. IRB-1400 

posiada   złącza   RS232,   RS422   oraz   2   złącza   CAN   przeznaczone   do   obsługi 

sensorów zewnętrznych, jak i złącza umożliwiające podłączenie zewnętrznych 

siników. Robot może być programowany w trybie online – poprzez uczenie – 

oraz offline w języku Rapid  (programy są wczytywane przez  sterownik  przy 

użyciu   dysku   3.5”).   IRB-1400   posiada   3   tryby   sterowania:   automatyczny, 

ręczny – tryb sterowania osiami - 'jogging' (przełącznik 3 osie/3 osie) - oraz 

ręczny – 100% szybkości. Robot ma szeroki zakres zastosowań – może służyć 

do wykonywania operacji montażu, malowania, spawania itd.

2. Kryteria klasyfikacji robotów przemysłowych.

Istnieje   wiele   definicji   robotów   przemysłowych.   Według   definicji   ISO 

manipulacyjny   robot   przemysłowy   jest   automatycznie   sterowaną, 

programowalną,   wielozadaniową   maszyną   manipulacyjną   o   wielu   stopniach 

swobody,   stacjonarną   lub   mobilną.   Każda   definicja   w   różnym   stopniu 

uwzględnia cechy charakteryzujące te urządzenia. Zalicza się do nich:

–

Możliwość wykonywania czynności głównych lub pomocniczych.

–

Kilka niezależnych stopni swobody.

–

Programowalność   (możliwość   odtwarzania   wcześniej   wykonanych 

ruchów)

–

Zmiany programu w zależności od potrzeb.

Roboty można podzielić na klasy ze względu na:

–

Rodzaj zasilania:

✗

elektryczne – najczęściej spotykane,

✗

pneumatyczne – przy wykorzystaniu sprężonego powietrza lub innego 

gazu,

✗

hydrauliczne – stosowane w przypadku pracy z dużym obciążeniem

–

Mobilność:

✗

stacjonarne – na stałe przymocowane do podłoża,

✗

mobilne.

–

Posiadanie nadmiarowości ruchowej:

✗

nieredundantne – bez nadmiarowości ruchowej,

✗

redundantne   –   zastosowanie   duplikacji   ruchów   w   celu   podniesienia 

poziomu bezpieczeństwa.

–

Ilość stopni  swobody (pierwsze trzy nie  są stosowane  w prod. 

przemysłowej):

✗

I klasa – 11 stopni swobody,

✗

II klasa – 10 stopni swobody,

✗

III klasa – 9 stopni swobody,

✗

IV   klasa   –   8   stopni   swobody   –   wykorzystanie   par   postępowo-

obrotowych,

✗

V   klasa   –   7   stopni   swobody   –   wykorzystanie   par   obrotowych

i postępowych,

–

Rodzaj zastosowanych przegubów:

✗

rotacyjne - obrotowe,

✗

translacyjne - przesuwane,

✗

mieszane.

–

Sztywność przegubów i ramion:

✗

sztywne,

✗

elastyczne.

–

Przynależność do generacji robotów:

✗

I generacji – roboty odtwarzające,

✗

II generacji – roboty wyposażone w system sensoryczny,

✗

III generacji – roboty wyposażone w system wizyjny,

✗

IV generacji – roboty o sterowaniu adaptacyjnym,

✗

V generacji – roboty inteligentne.

–

Poziom inteligencji (JRA):

✗

urządzenia sterowane ręcznie,

✗

roboty o stałej/zmiennej sekwencji ruchów,

✗

roboty odtwarzające,

✗

roboty sterowane numerycznie,

✗

roboty inteligentne.

–

Poziom języka programowania:

✗

systemy uczone przez prowadzenie,

✗

systemy programowane na poziomie robota,

✗

systemy programowalne na poziomie zadania.

–

Własności geometryczne:

✗

Konfiguracja   kartezjańska   (PPP):   zmienne   przegubowe   są 

współrzędnymi kartezjańskimi końcówki roboczej względem podstawy. 

Zastosowanie: montaż na blacie stołu, transport materiałów.

✗

Konfiguracja cylindryczna (OPP): 1. przegub jest obrotowy i wykonuje 

obrót względem podstawy.

✗

Konfiguracja  antropomorficzna   (OOO):   manipulatory  składające  się  

z trzech przegubów obrotowych.

✗

Konfiguracja   sferyczna   (OOP):   powstaje   w   wyniku   zastąpienia  

3. przegubu obrotowego przegubem pryzmatycznym.

✗

Konfiguracja   SCARA   (OOP):   różni   się   od   sferycznej   wyglądem  

i obszarem zastosowań (montaż, sortowanie elementów).

✗

Manipulatory   równoległe   o   zamkniętym   łańcuchu   kinematycznym: 

idea odpowiednio zaprojektowanych trzech ramion i platformy.

–

Obszar zastosowań:

✗

roboty spawalnicze, malarskie, montażowe,

✗

roboty do przenoszenia materiałów i załadunku,

✗

roboty do utylizacji i zabezpieczania odpadów itd.

–

Budowę jednostki kinematycznej:

✗

jednostki monolityczne: stała, niezmienna konstrukcja mechanizmu,

✗

jednostki   modułowe:   złożone   zgodnie   z   potrzebami   z   gotowych 

zespołów,

✗

jednostki   pseudomodułowe:   o   stałej   strukturze   kinematycznej,  

z możliwością wymiany niektórych zespołów ruchu.

Oprócz wymienionych powyżej klas, istnieje również klasyfikacja ogólna. 
Wyróżnia się następujące klasy robotów przemysłowych:

–

Robot sekwencyjny, który ma sekwencyjny układ sterowania.

–

Robot   realizujący   zadaną   trajektorię.   Realizuje   ustaloną   procedurę 

ruchów   sterowanych   wg   instrukcji,   które   specyfikują   daną   pozycję 

(zwykle uzyskiwaną przez interpolację) oraz żądaną prędkość w danym 

położeniu.

–

Robot   adaptacyjny   –   z   sensorycznym,   adaptacyjnym   lub   uczącym   się 

układem sterowania.

–

Teleoperator   –   robot   ze   zdalnym   sterowaniem   realizowanym   przez 

operatora lub komputer.

–

Robot inteligentny – nie programuje się im faz wykonania zadania, tylko 

zadaje się określoną czynność.

3. Bibliografia

–

Literatura:

✗

Craig J.J., „Wprowadzenie do Robotyki”, WNT, Warszawa, 1995,

✗

Skrócona instrukcja obsługi IRB-1400.

–

Prezentacje multimedialne:

✗

Janusz-Bielecki M., „Zastosowanie robotów”,

✗

Nawrocka A., „Wprowadzenie do robotyki”,

✗

Praca zbiorowa - IMNiTP Koszalin, „Robotyka i napędy”.

–

Strony internetowe:

✗

http://www.robotyka.com/teoria_spis.php

 

 

 .