Roboty a manipulátory Parametry a aplikace RaM

Prezentace na téma: "Roboty a manipulátory Parametry a aplikace RaM"— Transkript prezentace:

1 Roboty a manipulátory Parametry a aplikace RaM
Katedra elektrotechniky a automatizace Technická fakulta, ČZU v Praze Miloslav Linda Michal Růžička Vladislav Bezouška

2 Obsah přednášky Parametry RAM Konstrukční uspořádání Konstrukce RaM
Prostorové dispozice Aplikace robotů

3 Parametry RAM geometrické charakteristiky (provozní, pracovní prostor)
statické charakteristiky (tuhost) kinematické charakteristiky (struktury, v, a, °, souř.syst.) dynamické charakteristiky (F pohyb. jedn., dyn. tuh.) výkonové charakteristiky (nosnost, účinnost, m=f(a)) provozní charakteristiky (mont.plocha, mcelk. ,Pinst. ,spotř.enerie) charakteristiky spolehlivosti (fyz., mor.životn., stř.doba bezpor.) poměrové charakteristiky (mRAM/mkonstr., Vprov./Vprac., vmax./vjmen.) charakteristika řízení (PTP, CP, počet PTP, čas) charakteristika konstrukce (jedn., univers., modul.;pohon, říz.) cena (st.voln., max.nosn., přesn. poloh., rychl. poh.)

4 Obvyklé parametry RAM počet stupňů volnosti maximální nosnost:
mikro RAM – 0,1kg malé RAM – 0,1 – 10kg střední RAM – 10 – 100kg velké RAM – 100 – 1000kg přesnost polohování: (5 – 0,001)mm rychlost pohybu: rotační 3-8m/s translační 4-4,5m/s

5 Konstrukční uspořádání RAM
jednoúčelové řešení umožňují těsnější přizpůsobení dané aplikaci obtížné či nemožné přizpůsobení jinému pracovišti stavebnicové řešení výhodné z hlediska variability (možnost sestavení více výsledných typů; přiblížení se aplikaci za výhodných ekonomických podmínek) universální řešení obsáhne více aplikací možnost spolupráce s více pracovišti rychle přizpůsobitelný aplikaci vyšší složitost a pořizovací cena

6 Ekonomické zhodnocení dané koncepce při svařování

7 Konstrukce RAM – koncepce 1
sloup posuvné (v ose z) popř. výkyvné (o φz) rameno rotace v rameni φR natáčení pracovní hlavice αV, αH teleskopické rameno

8 Konstrukce RAM – koncepce 2
sloup dvě ramena spojena kloubem rotace v rameni φR umožňuje manipulaci za překážkou

9 Konstrukce RAM – koncepce 3
sloup dvoučlánkové rameno spojené paralelogramem rotace v rameni φR rotace v hlavní ose φz

10 Konstrukce RAM – koncepce 4
sloup hlavní rameno tvořeno dvěma články s vertikálními osami plochý pracovní prostor vysoká přesnost polohování rotace v hlavici φR rotace φZ, φZ´, φZ´´

11 Konstrukce RAM – koncepce 5
prostorový portál - HPS – trojice vzájemně kolmých přímočarých jednotek velký pracovní prostor malé zaclonění pracovního prostoru vlastní konstrukcí manipulace, montáž

12 Konstrukce RAM – koncepce 6
rovinný portál - HPS – trojice vzájemně kolmých přímočarých jednotek především pro obsluhu obráběcích strojů (i situovaných v delších řadách)

13 Automatizované technologické pracoviště - dispozice
technologický prostředek (transformace stavu objektu za součinnosti s manipulačním prostředkem) manipulační prostředek vstupní prostředek (vstup objektu do transformačního bloku) výstupní prostředek (výstup přetvořených objektů)

14 Prostorové dispozice základní konfigurace ATP obráběcí stroj
zásobník polotovarů zásobník opracovaných objektů manipulátor

15 Struktura pracoviště

16 ATS – první řád více technologických pozic
paralelně uspořádané (samostatné vstupy, výstupy) zvýšení výkonu jednoho typu technologické operace paralelní provoz různých typů technologických operací společné využití manipulačního prostředku limitováno dosahem manipulátoru

17 ATS – druhý řád několik technologických prostředků
společný manipulátor společný vstup a výstup omezení v dosahu manipulátoru uplatnění při několika na sebe navazujících operacích

18 ATS – třetí řád větší počet technologických prostředků (linie, kruh)
společný manipulátor (rozšířené manipulační možnosti) samostatné vstupy a výstupy paralelní realizace stejných technologických operacích realizace několika na sobě nezávislých techn. operací

19 ATS – čtvrtý řád větší počet technologických prostředků (linie, kruh)
společný manipulátor (rozšířené manipulační možnosti) společný vstup a výstup realizace na sebe navazujících technologických operacích

20 Hodnocení prostorové dispozice
referenční prostor Vr – prostor ve tvaru kvádru, ohraničující pracoviště instalovaný objem Vi – objem konstrukce prostředku pracovní prostor Vf – využitelný pro realizaci činnosti (hlavice s přenášeným předmětem) operační prostor Vo – prostor, který opisují pohyblivé části (rameno) provozní prostor Vc – prostor pro provoz zařízení Vc =Vi U Vf U Vo

21 Vc -> min. Vf -> max. Vo -> min. Vf / Vi ->max. Vf ∩ Vi ->max. Vo ∩ Vf ->min.

22 Vztah Vc a Vr w velké – kompaktní charakter pracoviště (maximálně zaplněný prostor, problematické zásahy na pracovišti (prvky s větší spolehlivostí, nečetné zásahy do pracoviště)) w malé – členitý charakter pracoviště

23 Využití pracovního prostoru
Va – akční prostor prostředku ηat = Vat / Vft – prostor. využití prac. prostoru techn. prostředku ηam = Vam / Vfm – prostor. využití prac. prostoru manip. prostředku

24 Využití pracovního prostoru
Vat ∩ Vft ≠ 0 – funkční podmínka realizovatelnosti operace ηa – vyšší v případě projektu bez předpokládaných změn parametrů objektů ηa – nižší v případě projektu s předpokládanými změnami parametrů objektů (funkční rezervy umožňující změnu výrobního programu); vyšší cena

25 Systémy pro svařování svařovací robot + polohovací manipulátor –› svařovací hlavice nesena robotem svařovací automat + polohovací robot –› hmotnost svařence menší než svařovací hlavice (menší robot)

26 Systémy pro svařování koncepce 1: robot + dvojnásobný polohovací manipulátor (dva oddělené pracovní prostory bezpečnostní přepážkou) koncepce 2: stabilní průmyslový robot + dvojice translačně přestavitelných polohovacích manipulátorů (svařování rozměrnějších objektů)

27 Systémy pro svařování koncepce 3: robot umístěný na transportním modulu + dva stabilní polohovací manipulátory

28 Systémy pro povrchové úpravy
tryska nesena hlavicí objekt je stabilní či polohován manipulátorem manipulace dopravníky (závěsy, podlahové dopravníky) odsávání, vzduchotechnika, boxy

29 Systémy pro montáž Automaty + montážní linky – seriová výroba
roboty – malé série 30-35% pracnosti

30 Aplikace - Paletizace

31 Aplikace – Bodové svařování

32 Aplikace – Řezání vodou

33 Aplikace – Obsluha obráběcího stroje

34 Aplikace – Montáž sedaček

35 Literatura [1] Talácko, J.: Automatizace výrobních zařízení. ČVUT Praha, 2000 [2] Sciavicco, L., Siciliano, B.: Modelling and Control of Robot Manipulators. University of Naples, Italy, 1996, ISBN [3] Spong, M., Hutchinson, S., Vidyasagar, M.: Robot Modelling and Control. 2006, ISBN [4] GE Fanuc Automation, Charlottesville, USA: dostupné z < [cit ] [5] GE Fanuc Automation, Charlottesville, USA: dostupné z < [cit ]