Seminarski Rad - Robotika

Karakteristike robota1. broj osa 2. maksimalna masa tereta3. brzina kretanja4. prostorna rezolucija5. tačnost6. ponovljivost7. dohvat i hod8. orijentacija alata9. radna okolina

Broj Osa – za svaki robot karakteristična je broj osa rotaciskog i translatornogkretanja njihovih segmenata. Kretanje robota se odvija u trodimentionalnom prostoru , iprve tri ose se koriste za određivanje pozicije ručnog zgloba, dok preostale ose određujuorijentaciju vrha manipulatora. Manipulator ima šest osi i može dovesti vrh manipulatora ubilo koju poziciju unutar radnog prostora. Ako manipulator ima više od šest osi, tada sevišak osi može koristiti za izbegavanje porepreka unutar prostora.

Maksimalna masa tereta – Brzina robota zavisi od tipa robotai njegoveprimene a kreće se u područiju od 10cm/s do 10m/s. Najveću brzinu postižu veliki robotičija je ruka proširena na maksimalnu udaljenost od vertikalne ose robota. Roboti sahidraulicnim pogonom su brži od robota sa električnim pogonom. Brzina robota određujekoliko robot može brzo obaviti zadati radni ciklus.

Prostrana rezolucija – je najmanji priraštaj kretanja u kome robot može podelitisvoju radnu jačinu- Ona zavisi od dva faktora : rezolucije upravljačkog sistema i robotskemehaničke nepreciznosti. Upravljačka rezolucija je određena upravljačkim sistemimapozicije robota i njegove povratne sprege unutar koje ulazi sistem za merenje. To jesposobnost regulatora da podeli ukupno kretanje za pojedini zglob u individualnepriraštaje.

Tačnost – je mera sposobnosti robota da dovede hvataljku u proizvoljan položaj uradnom prostoru tj, razlika između željene i moguće pozicije.

Ponovljivost – je mera sposobnosti robota da vrh manipulatora ponovo dovede uisti položaj. Greška koja može nastati pri ponovnom vraćanju u isti položaj je manja od1mm, a javlja se zbog zazora zupčanika i elastičnosti segmenata.

Dohvat i hod – Horizontalni dohvat je maksimalna udaljenost koju može dostićiručni zglob merena od vertikalne ose oko koje robot rotira, dok horizontalni hod pretstavljaukupnu udaljenost od vertikalne ose po kojoj se ručni zglob može kretati. Razlika izmeđuhorizonatlnog dohvata i hoda je minimalna udaljenost rućnog zgloba od glavne vertikalneose. Dohvat je uvek veći ili jedan hodu.

Vertikalni dohvat je maksimalna udaljenost ručnog zgloba oda robota baze, avertikalni se hod slično može definisati kao ukupna vertikalna udaljenost po kojoj se ručnizglob kreće. Pri tome je vertikalni hod manji ili jednak vertikalnom dohvatu.

Orijentacija alata – Oblik radnog prostora određen je pomoću tri ose robota, apreostale tri ose određuju orijentaciju koju završni mehanizam može uraditi.

Radna okolina - Radna okolina robota zavisi od zadatka koji robot izvršava.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

Pogonski sistemi

Pogonski sistemi koji se najčešće koriste u robotici su :1. različite vrste elektromotora

a) jednosmerne strujeb) sinhroni motori naizmenične strujec) asihroni motori naizmenične strujed) koračni elektro motori

2. hidraulični pogoni3. pneumatski pogoni

Pogon robota je najčešće električni, elektromotorima jednosmerne struje i ređeelektromagnetima. Tada je neophodno da se obrtno kretanje prilagodi potrebnom kretanju.Zbog toga se elektromotori sprežu sa nekim vrstama prenosnika zbog prilagođavanjabrzine najčešće obrtanja.

Ponekad se primenjuje i hidraulični pogon robota, kada se koristi hodraulični cilindriili hidraulični motori.

Pogonski motori deluju većinom u zglobovima mehanizama izazivajući pomeranja uzglobovima. Tako, pokrećući zglobove motori pokreću ceo robot. Jedan od pretsavnikatakvih motora je magmotor , a koriste se i razni mirko motori .


Elektro motori jednosmerne struje

Dobra upravljivostelektromotora jednosmerne struje činiih pogodnim za primenu u slučajevimakada se zahteva precizno kretanje.Najbolji rezultat se postiže ako sekoristi motor bez četkica jer se timeizbegavaju problemi koji potiču odmehaničke komutacije.

Sinhronimotori

naizmeničnestruje Ovo motori su

najkvalitetnijielekticni pogoni. Lak je za upotrebu i ima odlične pogonskekarakteristike.

Kod ovih motora je ključno je formiranje obrtnog magnetnog polja sto jekarakteristika za sve motore najizmenične struje

Asinhroni motori naizmenične strujeJednostavne su konstrukcije i imaju dobru momentnu karakteristiku, ali su veoma

složeni za upotrebu zbog toga se ređe primenjuju. Kod njih je karakteristično da rotorsadrži kratko spojno elektično kolo.

Koračni motori Jedna veoma specifična vrsta motora su takozvani koračni motori, koji se kreću u


vidu direktnih uglova pomeranja – koraka. Brojim ovih koraka se može upravljati, na tajnačin ostvarujemo i upravljanje položajem i nije potrebna povratna spega. Ova vrstamotora se koristi kod robota manje nosivosti.

Hidraulični pogoni Hidraulicni pogonski sistem sastoji se od cilindara sa klipom (kao izvršnim organom)

i pumpe kao izvora pritiska.Ovi motori nam omogućavaju da povećamo vrednost sile ili momenata bez

reduktora, zbog toga imaju siroku primenu.

Pneumatski pogoni Pneumasti pogon zasnima se na pokretanju klipa u cilindru pomoću kompresovanog

vazduha.Ovaj sisem radi sa znatno nižim pritiscima nego hidraulički. Prilično se retkokoristi kod primene robota.

Prenosni sistemi kod robotaPrenosni sistemi nam omogućavaju da obrtno kretanje prevedemo u translatorno

kretanje i obrnuto. Imamo više vrsta prenosnih parova


1. Zupčasti prenosnici2. Lančani i kaišni prenosnici3. Reduktori

a) Hermoniski reduktorb) Cikloidni reduktorc) Zupčasti reduktor

Zupčasti prenosnici

Cilindrični zupčasti parovi omogućavaju prenos između paralelnih vratila

Konusni zupčasti parovi ostvaruju prenos između vratila čije se ose seku

Zupčanik i zupčasta letva kao prenosni par omogućavaju transformaciju obrtnogkretanja i momente u translatorno kretanje i odgovarajuću silu

Pužni prenosnici služe za prenos momenata između vratila sa mimoilaznim osama

Lančani i kaišni prenosnici


Lančani prenosnici služe za prenos momenata između udaljenih paralelnih vratila. Postoje tri grupe lančanih prenosnika :

1. Teretni2. Vučni3. Pogonski

Kaišni (remeni) prenosnici – prenos se ostvaruje pomoću dva kaiša učvršćenana vratilima i kaiša uvučenog na njih. Postoje dva oblika prenosa : prenos saklinastim kaišem i prenos sa zupčastim kaišem.

Precirkularni prenosnici – Ovaj prenosnik se sastoji od zavojnog vretena tačnodefinisanog koraka i recirkularne navrtke koja ima sopstveni sistem kuglica. Ovimprenosnim sistemom se postiže ravnomerni rad bez proklizavanja, visokapouzdanost, mali stepen habanja, preciznost i ostvarenje velikih prenosnih odnosa.Uglavnom služi za prenos glavnog kretanja

Reduktori - su vrsta prenosnika koji nam omogućavaju povećanje momenata na uštrp brzine. Postoji više vrsta reduktora a to su :

1. zupčasti2. harmonski3. cikloidni

Senzorski sistemirobota


Senzorski sistemi su uređaji koji vrše složena merenja. Postoje više grupa senzora :1) merni pretvarači 2) senzori za merenje položaja i brzine3) senzori dodira i sile4) senzori blizine i rastojanja5) ostala merenja

Merni pretvaračiImamo dve vrste mernih pretvarača A/D konvektore i D/A konvetore. A/D konvektori

dobijenu analognu informaciju pretvaraju u digitalni koji upravljačka jedinica može da primi.Druga vrsta kovetora tako zvani D/A konvetori, digitalni oblik informacije koju dobijajupretvaraju u analogni oblik preko čega se upravlja određenim sistemom

Senzori položaja i brzine ose pomeranjaNajvažnija merenja pri upravljanju tehničkim sistemima su merenje dužine i ugla

pomeranja pokretnih delova kao i merenje brzine ovih pomeranja. Da bi smo izvršiliželjena merenja senzore morao postaviti na odgovarajućim mestima. Postoje dva načinaza postavljanje senzora, jedan od načina je pričvršćivanje za osovinu motora, a druginačin je postavljanje između delova čije međusobno pomeranje želimo da izmerimo.

Vrste senzora za pomeranjeSenzori za pomerenje na omogućavaju da izmerimo pomeranje u vidu translatornog

i ugaonog pomeranja. U ovu grupu senzora se ubrajaju : potenciometar, rezolver,apsolutni i inkrementalni enkoder

Potenciometar – je senzor pomoću koga merimo translatorna i ugaonapomeranja. Sastoji se od otpornika i klizača. Princip merenja zasnovan je na linearnojzavisnosti električne otpornosti provodnika od njegove dužine.

Rezolver – je specijalizovana vrsta senzora za merenje brzine, pozicije i smeraobrtanja vratila motora. Sastoji se iz statora i rotora. Meri se ugao okretanja rotora gde se


dobija analogna informacija o položaju rotora.

Apsolutni enkoder – Sastoji se iz kućišta (statora) i obrtnog dela (rotora) koji jenapravljen u obliku diska. Obrtni deo – disk meri ugao obrtanja ulazne osovine za koju jepričvršćen. Informacija na izlazu iz enkodera je digitalnog oblika i direktno može bitiupućena na upravljački računar.

Inkrementalni enkoder – je optički uređaj za merenje ugla. Takođe se sastoji odkućišta i obrtnog diska čiji ugao pomeranja merimo. Stim što na disku nalazi putanja nakojoj se smenjuju prozirna i neprozirna polja kao što je prikazano na slici.

Vrste senzora za merenje brzineOvi senzori služe za merenje ugaonih brzina obrtanja u zglobovima. U koliko je


pomeranje zgloba translatorno, njegovo pomerenja se ne meri direktno već se pretvara uodgovarajuće obrtanje koje se može izmeriti. U ovu grupu senzora spadaju :tahogenerator i digitalni takogenerator

Tahogenerator – je senzor za merenje brzine. Konstrukcija mu je ista kao kodmotora jednosmerne struje. Na izlazu se nalazi napon čija je vrednost proporcionalnabrzini dela koji merimo. Informacija se dobija u analognoj formi

Digitalni tahogenerator – ovo je zapravo interkrementni enkoder. Vrednost kojuenkoder dobija podeli se sa vremenom Δt dobija se ugaona brzina ω.

Senzori dodira i sile Senzori dodira u binarni uređaji , namenjeni su merenju vrednosti sile i momenata.

U ovu grupu spadaju : binarni senzori dodira , senzori sile sa materjalima koji reaguju namehanička naprezanja, merne trake, indukativni i kapacitivni pretvarači.

Binarni senzori dodira – po karakteristikama ova vrsta senzora je skup različitihvrsta mikroprekidača koji signaliziraju dodir sa nekim predmetom. Njačešće se koriste kaosenzori hvatanja predmeta i imaju veoma široku primenu u industriji.

Senzori sile sa materjalima koji reaguju na mehanička naprezanja –Najčešće se koriste materjali koji menjaju specifičnu električnu otpornost kada su izloženimehaničkom naponu i deformacijama – SILICIJUM. Većinu pripadnika ove grupe senzoradaju informacije u analognom obliku.

Merne trake – su senzori sile koji se najčešće koriste. Sila se meri direktno, naosnovu iymerene deformacije materjala i informacija se dobija u analognoj formi

Indukativni i kapacitivni pretvarači – Kod inuktivnih pretvarača merenje sile sevrši na osnovu promene induktivnosti kalema.

Kod kapacitivnih pretvarača merenje sile se vrši na osnovu promene kapacitivnostikondenzatora.

Senzori blizine i rastojanjaOva grpa senzora detektuje prisustvo nekod predmata koji se nalazi u njihovoj zoni


detektovanja. Veličina ove zone je kod svakog sentora drugačija. Njegova radnakarakteristika najčešće nije binarna pa se uz prateću elektroniku njihova karakteristikapretvara u binarnu. U ovu grupu spadaju : indukativni senzori, kapacitivni senzori, ultrazvučni senzori i lasersko merenje

Indukativni senzori – detektuju prisustvo metalnih predmeta na osnovu promeneinduktivnosti,

Kapacitivni senzori – detektuju prepreke na osnovu promene kapacitivnosti

Ultrazvučni senzori – detektuju blizinu predmeta na osnovu zvučnog talasa. Akoje blizina prepreke poznata merenjem vremena od ispuštanja do prijema zvučnog talasamože se utvrditi i rastojanje prepreke.

Merenje rastojanja pomuću lasera – Udaljenost nekog predmeta meri se nabazi emitovanja laserskih talasa. Laserski daljinar se sastoji od predajnog i prijemnogoptičkog sistema i merača vremena.

Pomoću dodatnih sistema moze se dobiti celovita vizelna informacija.


Ostala merenja :

Merenje ubrzanja – Vrši se pomoću akcelerometra na osnovu inercialne sile

Merenje temperature – Vrši se pomošu metalnih termometara i termotora

Brzina pokretnog objekta - Vrši se pomoću ultra zvučnog sistema na bazi Doplerovog efekta

Prostorna orijentacija - Vrši se pomoću žigoskopskih sistema


Documents

Seminarski Rad - Robotika