Upotreba Robota u Suvremenim Fleksibilnim Obradnim Sustavima

7/31/2019 Upotreba Robota u Suvremenim Fleksibilnim Obradnim Sustavima

1/17

VELEUILITE U KARLOVCU

STUDIJ STROJARSTVA

Danijel Strmota

UPOTREBA INDUSTRIJSKIH ROBOTA U FOS

SEMINARSKI RAD

Kolegij: FOS

Mentor: mr.sc. eljko Goja

Karlovac, rujan 2012.


2/17

Saraj

UVOD

1. Podijela robota .......................................................................................................................... 2

1.1.Prema vrsti pogona ................................................................................................................. 2

1.2. Geometrija radnog prostora .................................................................................................. 2

1.3. Naini upravljanja kretanjem................................................................................................. 2

2. Osnovne karakteristike robota: ................................................................................................ 3

2.1.Osnovne kategorije poslova koje roboti obavljaju u FOS su: ................................................. 3

2.1.1. Prijenos radnog materijala i opsluivanje strojeva ......................................................... 3

2.1.2.Procesne operacije ........................................................................................................... 4

2.1.3. Poslovi montae .............................................................................................................. 5

2.1.4. Kontrola proizvoda .......................................................................................................... 6

3. Osnovne izvedbe robota ........................................................................................................... 8

3.1. Kartezijev ili linearni robot..................................................................................................... 8

3.2. Zglobni ili antropomarfni roboti ............................................................................................ 9

3.3. SCARA struktura robota ....................................................................................................... 11

3.4. Heksapodna struktura robota ............................................................................................. 12

4. ZAKLJUAK .............................................................................................................................. 13

LITERATURA .................................................................................................................................... 14

PRIKAZ SLIKA I SHEMA .................................................................................................................... 15


3/17

1

UVOD

Industrijski robot je reprogramabilni, multifunkcijski manipulator projektiran da prenosi

materijale, dijelove, alate ili specijalne naprave kroz razliite programirane pokrete u svrhuobavljanja razliitih zadataka.

Ova definicija iskljuuje mobilne robote koji u danas imaju sve veu primjenu prvenstveno u

transportu i skladitenju.

Svrha i cilj seminarskog rada je u kratkim crtama prikazati upotrebu industrijskih robota u

suvremenim fleksibilnim obradnim sustavima, te njihove osnovne karakteristike i izvedbe.

Pod pojmom industrijski robot najee se podrazumjeva robotski stacionarni manipulator ili

robotska ruka koji zamjenjuje rad ovjeka.

Svaki industrijski robot se sastoji od mehanikog dijela odnosno ruke, to je niz krutih segmenata

povezanih pomou zglobova, upravljakog dijela (kontrolera) i alata za rad odnosno prihvat

(hvataljka ili gripper).

Upotreba industrijskih robota u automatiziranoj proizvodnji a time i u fleksibilnim obradnim

sustavima od svojih poetaka 1950 g. pa do danas je u konstantnom porastu. Na poetku su se

roboti upotrebljavali za rad u podrujima opasnim za ljudsko zdravlje ili u obavljanju monotonih

poslova. Postupno se njihova primjena se iri i na ostala podruj industrijske proizvodnje. Razlog

tomu je poveanje cijene ljudskog rada, unapreenjem tehnologije pada cijena robota, preciznost,

ponovljivost i brzina robota je vrlo visoka i u konstantnom je porastu.


4/17

2

1. Podijela robota

Roboti se razlikuju s obzirom na svoju veliinu, materijale kojima mogu rukovat, motore

kojima pogone segmente, vrste senzorskih sistema, kompjuterske sisteme koji ih

kontroliraju. Opa podijela se vri u odnosu na vrstu pogona, geometriju radnog prostora i

naine upravljanja kretanjem.

1.1.Prema vrsti pogona

Prema vrsti pogona roboti se dijele na:

1) elektrine,

2) pneumatske i

3) hidrauline.

Iako danas ako govorimo o industrijskim robotima uglavnom se misli na elektriki

pogonjene robote.

1.2. Geometrija radnog prostora

Podjela robota s obzirom na geometriju radnog prostora je:1) Pravokutna

2) Cilindrina

3) Sferna

4) Rotacijska

1.3. Naini upravljanja kretanjem

Postoje dva osnovna naina kretanja vrha robota:

1) Od toke do toke (Point to Point)

2) Kontinuirano kretanje po putanji (Continuous path)


5/17

3

Kod kretanja od toke do tokevrh manipulatora se kree po tokama u radnom prostoru pri emu

nije bitna putanja izmeu toaka, ali je vana tonost pozicioniranja

Pri kontinuiranom kretanju vrh robota se mora kretati po unaprijed odreenoj putanji pri emu je

bitna i putanja kretanja i tonost.

2. Osnovne karakteristike robota:

Uz osnovnu podjelu robot takoer ima brojne specifine karakteristike, a neke od njih su:

Broj osi robota (broj stupnjeva slobode), koje mogu bilti transacijske ili rotacijske

Maksimalni teret kojim robot moe manipuliratikree se u rasponu od nekoliko

kilograma pa do nekoliko tona. Danas postoje elektrini roboti vrlo brzo i preciznomanipulirati teretom od dvije tone.

Maksimalna brzina kretanja

Tonost

Ponovljivost robota je njegova sposobnost da se uvijek pozicionira u odreenu toku

Dohvat i hod (radni prostor robota)

2.1.Osnovne kategorije poslova koje roboti obavljaju u FOS su:

Podijela poslova kojiobavljaju industrijski roboti ufleksibilnim obradnim sustavima dijeli se na

etiri osnovne skupine

2.1.1. Prijenos radnog materijala i opsluivanje strojeva

Jedna od osnovnih karakteristika koje roboti obavljaju u FOS je prijenos radnog materijala i

opsluivanje strojeva koje podrazumjevaju :

-prijenos materijala s jedne transportne trake na drugu

-promjenu alata na stroju ili slaganje alata u spremnik

-paletizaciju i depaletizaciju proizvoda


6/17

4

-utovar i istovar skladita

-pakiranje proizvoda

-uzimanje sirovca postavljanje istog u stroj za obradu te vaenje gotovog proizvoda i

njegovo odlaganje na transportnu traku ili u spremnik

Neke od karakteristika prijenosa radnog materijala i oposluivanja strojeva biti e prikazane u

nastavku pomou Slike 1 i Slike 2.

Slika 1. Automatsko posluivanje obranog centra Slika 2. Slaganje alata na obradnom centru

pomodu robota

2.1.2.Procesne operacije

esto je potrebno na proizvodu obaviti dodatnu obradu prije prelaska sljedeu operaciju. U ovomsluaju robot radi na samom proizvodu, obino se tu radi o prljavim poslovima u atmosferama

opasnim po ljudsko zdravlje. Upotrebom robota u ovim poslovima postiu se velike utede jer im

nije potrebno osigurati posebne radne uvijete, a zbog preciznosti i ponovljivosti broj loih

komada se svodi na minimum. Posao se obavlja kontinuirano 24 sata.


7/17

5

Pod procesne operacije spadaju poslovi farbanja, pjeskarenja, ispuhivanja, zavarivanja, bruenja,

poliranja, buenja, struganja, ljepljenja itd..

Automatsko lakiranje karoserije i robotska stanica za zavarivanje kao poslovi procesne operacije

prikazani su na Slici 3 i Slici 4.

Slika 3. Automatsko lakiranje karoserije Slika 4. Robotska stanica za zavarivanje

2.1.3. Poslovi montae

Kod montae robot uzima dio i montira ga na zato predvieno mjesto.To su takozvani pick and

place poslovi pri kojima do izraaja dolazi velika preciznost i brzina robota.Obino se kodtakovih poslova dio koji se montira mora dovesti u odreeni poloaj za prihvat. To se ostvaruje ili

slaganjem dijelova u spremnike tako da su oni unaprijed ispravno pozicionirani i takvi se

dopremaju do robota za montau ili upotrebom naprave za pozicioniranje.

Kao pomoni ureaji kod montae sitnih dijelova esto se koriste vibratori. To su ureaji koji

vibracijom uvijek pozicioniraju komade na istu stranu tako da ih robot pri montai moe

jednostavno prihvatiti.

U koliko elementi stiu do robota nepravilno orijentirani tada je potreban vizualni sistem koji

kamerom snimi dio za montau. Pomou posebnog programa za obradu slike dobiju podatci o

orijentaciji i poloaju dijela,oni se prosljeuju robotu tako da se on ispravno pozicionira za

prihvat montanog dijela. Takvi sistemi se nazivaju machine vision sistem. Predstavljaju velik


8/17

6

iskorak u fleksibilnoj proizvodnji, jer pri promjeni proizvoda nije potrebno mijenjati naprave za

pozicioniranje ve je dovoljno promjeniti alat za prihvat proizvoda i snimiti ispravnu poziciju

novog dijela.

Slika 5. Robot za montau elektronikih komponenti

Slika 6. Vibrator

2.1.4. Kontrola proizvoda

Kontroliraju se geometrijske osobine, teina, dimenzija, kvaliteta povrine ili funkcionalnost

proizvoda (ispitivanje tranzistora, namotaja ice, kontrola sijalica)

Podrazumjeva automatsko ispitivanje proizvoda i njihovo automatsko odstranjivanje u koliko ne

zadovoljavaju zadanim specifikacijama . Vri sepomou razliitih vrsta sensora (kamere, laseri ,

vage ultrazvuk, razliiti taktilni sensori itd...)


9/17

7

Prednosti upotrebe robota su poboljana tonost mjerenja, poveana brzina mjerenja,

automatsko pamenje i obrada podataka, mogunoast raznovrsnog prikazivanja podataka, vrlo

jednostavna integracija u CIM koncept.

Slika 8. Laserska kontrola dimenzija

Slika 7. Robot opremljen ticalom za

ispitivanje dimenzija


10/17

8

3. Osnovne izvedbe robota

U ovom poglavlju opisat emo neke od osnovnih konstrukcijskih izvedbi industrijskih robota,a u

njih spada Kartezijev ili linearni robot, zglobni ili antropomarfni roboti, SCARA i heksapodni.

3.1 Kartezijev ili linearni robot

- Obino ima tri translacijske osi

- Najee se koriste kao portalni roboti za posluivanje jednog ili vie obradnih centara.

- Opsluivanje se vri odozgo

- Na glavnu os mogue je montirati vie nezavisnih osi

U nastavku na Shemi 1. prikazan je jedan od karatezijevih robota, te na Slici 9. primjer gdje

kartezijski robot opsluuje vie CNC obradnih centara.

-

Shema 1. Opsluivanje obradnog centra portalnim robotom


11/17

9

Slika 9. Primjer gdje kartezijski robot opsluuje vie CNC obradnih centara

3.2. Zglobni ili antropomarfni roboti

To su najee upotrebljavani industrijski roboti kojima se moe isvravati irok spektar poslova.

Postoje izvedbe sa etiri, est ili vie stupnjeva slobode kretanja

1) etveroosni zglobni roboti

Uglavnom se koriste za operacije depaletiziranja i paletiziranja. Pomou mehanikih

poluga glava za prihvat alata se odrava parelelno s postoljem robota. Primjenjuju se

najvie u prehrambenoj industriji.

Slika 10. Prikaz etveroosnog zglobnog robota


12/17

10

2) estoosni roboti

Sa njima se najee sreemo u industriji. Njihova velika fleksibilnost i veliki raspon

nosivosti te povoljna cijena ini ih osnovnim industrijskim robotima za sve vrste

poslova. Izrazito im je velika primjena u zavarivanju i manipulaciji. Postie se

velikafleksibilnost u proizvodnji upotrebom ureaja za brzu izmjenu hvataljke, robot

se automatski u nekoliko sekundi moe pripremiti za prihvat i obradu novog

proizvoda.

Shema 2. Prikaz stupnjeva slobode kretanja kod estoosnog robota

Primjer automatske linije za zavarivanje asije automobilapri emu istovremeno radi nekoliko

desetaka estoosnih robota. Upotreba ove vrste robota je vrlo velika u auto industriji.

Slika 11. Primjer automatske linije za zavarivanje asije automobila


13/17

11

3) Roboti koji imaju vie od 6 osi

Radi se o posljednjoj generaciji industrijskih robota,potrebljavaju se u aplikacijama

montaesloenih proizvoda

Slika 12. Prikaz etrnaestoosnog i devetoosnog robota

3.3. SCARA struktura robota

Imaju tri ili dva rotacijska i jedan translacijski zglob. Kod takvih vrsta robota osi svih triju

zglobova su vertikalne. Osnovna upotreba je kod montae sitnih dijelova i kod razvrstavanja.

Imaju malu nosivost ali su vrlo brzi i precizni.

Slika 13. SCARA robot


14/17

12

3.4. Heksapodna struktura robota

Vrlo brzi roboti nosivosti od nekoliko kilograma. Koriste se za poslove razvrstavanja, za montau

sitnih dijelova ili u predrambenoj industriji.

Slika 14. Heksapodni roboti


15/17

13

4. ZAKLJUAK

Industrijski roboti se jo nazivaju robotski manipulatori ili robotske ruke, a razlikuju s obzirom na

svoju veliinu, materijale kojima mogu rukovat, motore kojima pogone segmente, vrste

senzorskih sistema, kompjuterske sisteme koji ih kontroliraju.

Industrijski robot je ureaj koji moe manipulirati dijelovima, alatima, pomagalima te

prilagodljivim promjenama programa obavljati razliite proizvodne zadae.

Zbog poveanja fleksibilnosti proizvodnje, prilagoavanja brzim promjenama trinih zahtjeva,

upravljanja kvalitetom proizvodnje, prilagodbi raznim inaicama i koliini proizvoda jeftiom i

brzom promjenom konfiguracije proizvodnog pogona i smanjenja trokova proizvodnje upotrebaIndustrijskih robota predstavlja neizostavni dio u modernim fleksibilnim obradnim sustavima.

Tomu pridonose trendovi smanjenja cijena industrijskih robota, te veliki broj izvedbi koje su

prilagoene razliitim zadatcima, upotreba novih tehnologija poput machine vision-a kao i

trend da se programiranje robota uini krajnjem korisniku to jednostavnijim.


16/17

14

LITERATURA

1) Obradni sustavi : fleksibilni obradni sustavi / Roko Cebalo, Damir Ciglar, Antun Stoi

, 2. izmijenjeno izdanje,Zagreb : vlast. nakl. , 2005

2) Predavanja / prof. eljko Goja

3) Uvod u robotiku / Mr sc. Jasmin Velagi

4) Internet


17/17

15

PRIKAZ SLIKA I SHEMASlika 1. Automatsko posluivanje obranog centra Slika 2. Slaganje alata na obranom centru.... 4

Slika 3. Automatsko lakiranje karoserije Slika 4. Robotska stanica za zavarivanje .. 5

Slika 6. Robot za montau elektronikih komponenti................................................................................... 6

Slika 7. Vibrator ............................................................................................................................................ 6

Slika 8. Robot opremljen ticalom za ispitivanje dimenzija ........................................................................... 7

Slika 9. Laserska kontrola dimenzija............................................................................................................. 7

Slika 10. Primjer gdje kartezijski robot opsluuje vie CNC obradnih centara ........................................... 9

Slika 11. Prikaz etveroosnog zglobnog robota ............................................................................................ 9

Slika 12. Primjer automatske linije za zavarivanje asije automobila......................................................... 10

Slika 13. Prikaz etrnaestoosnog i devetoosnog robota .............................................................................. 11

Slika 14. SCARA robot ................................................................................... Error! Bookmark not defined.

Slika 15. Heksapodni roboti ........................................................................................................................ 12
http://c/Users/Danijel/Desktop/Seminar%20FOS/Upotreba%20robota%20u%20suvremenim%20fleksibilnim%20obradnim%20sustavima.docx%23_Toc334123114http://c/Users/Danijel/Desktop/Seminar%20FOS/Upotreba%20robota%20u%20suvremenim%20fleksibilnim%20obradnim%20sustavima.docx%23_Toc334123114http://c/Users/Danijel/Desktop/Seminar%20FOS/Upotreba%20robota%20u%20suvremenim%20fleksibilnim%20obradnim%20sustavima.docx%23_Toc334123114

Documents

Upotreba Robota u Suvremenim Fleksibilnim Obradnim Sustavima