#02 Základné pojmy a štruktúra

V danom príspevku si objasníme základné pojmy z oblasti priemyselnej robotiky a základnú štruktúru zapojenia robota. Štruktúra zapojenia priemyselných robotov Priemyselný robot pozostáva z nasledovných zložiek:

  • Manipulátor
  • Riadenie robota
  • Ručný programovací prístroj
  • Spojovacie vedenia
  • Softvér
  • Voliteľná výbava, príslušenstvo
štruktúra zapojenia robota

1- Manipulátor                    3- Riadenie robota 2- Spojovacie vedenia        4- Ručný programovací prístroj (Teach pendant)

Napriek tomu, že v praxi je zaužívaný pojem "priemyselný robot", v teoretickej rovine hovoríme o manipulátore. Na obrázku č.1 ide následne o 6-osí manipulátor. Spojovacie vedenie nám následne prepája robota (manipulátor) priamo s riadením (riadiacou skriňou), ktorej súčasťou je riadenie pohonov (meniče), komunikačné zbernice  a predovšetkým riadiace PC. Práve to považujeme za srdce celého robota. Užívateľský program je jeho súčasťou, pričom jednotlivé príkazy programu sú transformované na "povely" pre robota čo má vykonávať.  Ak teda zadáme v programe "choď na pozíciu X,Y,Z", riadiace PC spracuje požiadavku a vyšle signály do sekcie riadenia pohonov. Programovanie môžeme realizovať viacerými spôsobmi. Danej problematike sa venujeme osobitne v príspevku o programovaní (programovanie priemyselných robotov). Jednou z možností je však programovanie prostredníctvom ručného programovacieho prístroja "Teach pendant-u".

Teach pendant:

Načo nám slúži? Pomocou teach pendant-u dokážeme obslúžiť a naprogramovať celého robota. Vieme vytvoriť potrebnú konfiguráciu robota, vytvoriť vlastný program, manuálne navádzať robota na požadované pozície, naučiť  ho aké trajektórie ma vykonávať a uviesť tak robota do prevádzky. Dôležitou súčasťou Teach pendant-u je takzvaný "Deadman switch". Ide o tlačidla na zadnej strane teach pendant-u, ktoré ak chceme pohybovať robotom v manuálnom režime, musia byť osobou obsluhujúcou robota zatlačené (Viď nasledujúci obrázok). Po zatlačení sú aktivované pohony robota. V prípade straty vedomia, úrazu a podobne operátor automatický tlačidlá uvoľní, čím sa deaktivuje pohon robota, a teda robot v tom momente zastaví.

teach pendantMechanické spracovanie robotov

Mechanická časť manipulátorov je najčastejšia tvorená ramenom a zápästím s chápadlom. Úlohou manipulátora je zaistiť polohovanie robotom uchopeného predmetu v priestore. Z mechaniky je známe, že poloha a orientácia telesa v priestore je charakterizovaná šiestimi údajmi. Väčšinou ide o tri hodnoty [x, y, z] súradníc nejakého referenčného bodu telesa v základnom kartézskom súradnicovom systéme a 3 uhly [α, β, γ] natočenia nejakého referenčného systému s telesom pevne spojeným. Hovoríme, že voľné teleso má v priestore šesť stupňov voľnosti. Aby manipulátor dokázal uchopené teleso voľne polohovať, musí mať taktiež najmenej šesť stupňov voľnosti. Mechanicky je to realizované takzvanými kĺbmi poháňanými pohonmi.

Efektor Dôležitou a neoddeliteľnou súčasťou robota je koncový efektor. Ide o akúsi "ruku" prostredníctvom ktorej robot vykonáva požadované operácie (manipulácia, zváranie, lakovanie a iné). V mnoho prípadoch ide o špecifické efektory navrhnuté konštruktérmi. Príklad manipulačného efektora môžeme pozorovať na nasledovnom obrázku. (Viac o danej problematike sa dočítate v príspevku: tu)

efektor

Stupne voľnosti, kĺby a ramená robota.

Stupne voľnosti: Na nasledujúcom videu si môžeme pozrieť princíp funkčnosti robota.

zdroj:

  • http://www.globalrobots.com
  • www.amtekcompany.com
  • http://deltaengin.ru/
  • http://www.accs.cz/
  • www.directindustry.com
  • http://densorobotics.com/
  • https://www.behance.net
  • ŠOLC F., ŽALUD Ľ. 2002. Robotika,Vysoké učení technické v Brně, 2002.