Functiile si structura robotului industrial

Functiile si structura robotului industrial

Un robot industrial are, in general, patru functii mai mult sau mai putin dezvoltate si impletite intre ele, si anume:

functia de actiune asupra mediului inconjurator prin intermediul unor organe fizice, de regula mecanice, denumite efectori, cum ar fi: efectori de apucare, manipulare, de ridicare, de sudura etc.;

functia de perceptie, in scopul culegerii de informatii asupra mediului inconjurator, prin intermediul unor senzori sau traductori (de temperatura, de forma, de greutate, de presiune, de volum etc.), precum si prelucrarea electronica a acestor informatii, in vederea identificarii, clasificarii etc.;

functia de comunicare care asigura schimbul de informatii: robot <-> operator uman sau cu alti roboti, inclusiv pentru instruirea robotului;

functia de decizie care asigura in principal organizarea interactiunii primelor trei functii.

Pentru realizarea acestor functii, un robot industrial are urmatoarea structura: sistemul de actionare, mecanic (cinematic), senzorial, de comanda si programare (fig.2.9).

Sistemul mecanic al robotului asigura posibilitatea ca acesta sa execute diversitatea miscarilor necesare pentru a se actiona asupra mediului inconjurator (pe baza comenzilor primite de la sistemul de comanda). Cinematica sistemului mecanic asigura performance dictate de domeniile de aplicatii (viteza, precizie etc.)

Structura mecanica are un caracter antropomorf, fiind alcatuita dintr-un corp fix (piedestal) pe care se implanteaza bratul (bratele) - organul de executie propriu-zis. In anumite cazuri, piedestalul poate fi mobil, fund dotat cu roti, §enile sau picioare 'mecanice'.

Sistemul de actionare utilizeaza motoare electrice, hidraulice sau pneumatice, care ofera posibilitatea si puterea necesara robotului de a efectua miscari mecanice.

Sistemele de actionare trebuie sa asigurare un raport: putere de iesire/masa cat mai ridicat. In acelasi'timp, este necesar ca acceleratia si deceleratia miscarii sa fie cat mai rapida. Practic, se accepta ideea unui compromis intre viteza de raspuns obtinuta si eficienta sistemului de actionare, care depinde, la randul ei, de dimensiunile si masa robotului.

Sistemul senzorial al robotilor poate fi definit in sens larg ca reprezentand un ansamblu de elemente specializate pentru transpunerea proprietatilor fizico-chimice ale diferitelor obiecte in informatii utile executarii anumitor operatiuni.

Proprietatile fizice ale obiectelor pot fi de natura electrica, magnetica, optica, mecanica etc.

In general perceptia se realizeaza in doi pasi: conversia sau transpunerea proprietatilor fizice intr-un semnal de obicei electric si pasul urmator, prelucrarea semnalului respectiv in vederea obtinerii informatiei utile.

Avantajul principal al echiparii robotilor cu senzori rezulta din posibilitatea folosirii in timp real a informatiei senzoriale, in vederea executarii unor miscari diferite in medii necunoscute sau partial cunoscute aprioric. Din aceasta cauza apare necesara echiparea cu senzori a structurilor mecanice. Informatia senzoriala se refera la proprietatile fizico-chimice ale mediului de lucru, precum si la interactiunea structurii mecanice cu mediul inconjurator.

Senzorii mai utilizati la echiparea structurilor mecanice sunt senzori de forta, densitate, termici, de culoare, de transparenta optica etc.

Informatia senzoriala este folosita in sistemul de comanda pentru localizarea modelului mediului de lucru etc. In general, informatia de pozitie, viteza, acceleratie a corpurilor componente ale structurii mecanice nu este considerata ca informatie senzoriala. Ea este strans legata de structurile de comanda ale pozitiei si vitezei fiecarui grad de libertate. Informatia despre mediul de lucru si obiectele din mediu este considerata ca informatie senzoriala.

Sistemul de comanda si programare are rolul de a genera si de a transmite comenzi catre sistemul mecanic al robotului (prin intermediul sistemului de actionare), pentru ca acesta sa efectueze miscarile dorite cu performante bune (viteza, precizie etc.).

In prezent, sistemele de comanda sunt echipate cu minicalculatoare, microcalculatoare, sisteme multiprocesor si programele aferente acestora.

Sistemul de comunicare cu operatorul uman are rolul de a asigura o comunicare cat mai comoda si eficienta intre robot si operatorul uman, in scopul de a transmite robotului dorintele operatorului (de exemplu, ce operatii sa fie executate de robot si cum sa le execute) iar robotul sa comunice operatorului anumite informatii speciale pentru ca acesta sa decida. Robotii industriali din generatia a 3-a pot dispune si de sistem de comunicare cu operatorul uman prin viu grai, robotul putand intelege comenzile ce ii sunt transmise pe cale vocala.

Orice robot industrial cuprinde in structura sa, sub o forma sau alta, toate cele

cinci sisteme componente mai sus amintite, a caror complexitate si performance sunt diferite, in functie de tipul de robot industrial utilizat.