4 Modul 4 Manipularea Robotizata

7/26/2019 4 Modul 4 Manipularea Robotizata

1/70

ROBOTICA

Bogdan MOCAN

Departamentul Ingineria Proiectrii si Robotica

e-mail: [email protected]

Robotizarea fabricaiei I

Modul 4 Manipularea in aplicaii industriale robotizate

ROBOTICA

1


2/70

Robotizarea Fabricatiei I

ROBOTICA

Conf.Dr.Ing. Bogdan MOCAN 2

2016 Bogdan Mocan Toate drepturile rezervate autorului.

Acest material este protejat n conformitate cu legile privind drepturile de autor

(Legea nr.8/1996 cu toate modificrile ulterioare). Nicio parte a acestui material nupoate fi reprodus, sub nici o form i prin nici un mijloc, fr permisiunea n scris dinpartea autorului.

Pentru utilizarea exclusiv a studenilor care au participat la cursulRobotizarea Fabricaiei I".


3/70


ROBOTICA

Conf.Dr.Ing. Bogdan MOCAN

Manipularea in procese industriale

robotizate

Punctul de plecare n concepia unui sistem deproductie automatizat/ robotizat este nelegereaprocesului industrial.

Implementarea unui proces robotizat necesitconcentrarea asupra manipulrii ca un factorimportant al procesului.


4/70


ROBOTICA



robotizate

Poziiile i traiectoriile din procesul de manipulare suntindependente de structura cinematic a robotului.

Este necesar ca n procesul de concepie i selectare arobotului s se fac mai nti o analiz static aspaiului necesar manipulrii i apoi s se determinecerinele mecanice i dinamice corespunztoare.


5/70


ROBOTICA



robotizate

O descriere spaial a poziiilor relative i a orientrilorpiesei i a sculein timpul procesului asigur o baz ndescrierea cerinelor manipulrii.

Poziiile sculei i ale piesei trebuie descrise relativ lasistemele de referin adecvate !!!!

n cazul proceselor dependente de traiectorii trebuieluate n considerare toate traiectoriile sau cel puinpuncte discrete de-a lungul traiectoriilor.


6/70


ROBOTICA



robotizate

Precizia poziionrii i a deplasrii pe traiectorie este unalt aspect de luat n considerare.

Sarcina util, reaciunile forelor n fiecare poziie i de-a lungul traiectoriei, acceleraia i puterea disponibildin cuplele cinematice conductoare sunt aspectedinamice importante.


7/70Robotizarea Fabricatiei I

ROBOTICA



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: paletizare-depaletizare



ROBOTICA



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale:paletizare- depaletizare

Paletizarea necesit, de regul 4 axe comandate demicare: 3 pentru pozitionare i a 4-a pentru micarea deorientare pronaie-supinaie;

Montarea roboilor se poate face pe sol sau, dac spaiulde lucru necesar este mai mare, montarea roboilor se

poate face pe un piedestal;

Dispozitivul de prehensiune cel mai utilizat este cel cuventuz, dar uneori sunt necesare dispozitive de

prehensiune speciale.



ROBOTICA



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: paletizare-depaletizare

n cazul unor sarcini utile mari, robotul trebuie echipat cusisteme de echilibrare ale sarcinii utile, gravitaional i

dinamic;

Poziiile pe euro-palet sunt nvate sau programaterelativ la o poziie de referin, astfel ca ntreg irul de

poziii s poat fi translatat la renvarea poziiei dereferin;

Monitorizarea procesului se face prin verificarea striisenzorilor de proximitate sau a celor de vacuum.



ROBOTICA



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: paletizare-depaletizare exemple de structuri de roboti



ROBOTICA



robotizate




ROBOTICA



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: paletizare-depaletizare exemple de structure de roboti

O O C



ROBOTICA



robotizate


ROBOTICA



ROBOTICA



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: paletizare-depaletizare celule prototip virtual

ROBOTICA



ROBOTICA



robotizate


ROBOTICA



ROBOTICA



robotizate

Picking packing Palletizing

ROBOTICA



ROBOTICA



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: preluareapiesei de pe conveior

ROBOTICA



ROBOTICA



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: preluareapiesei de pe conveior exemple de conveioare

ROBOTICA



ROBOTICA



robotizate


ROBOTICA


24/70

Robotizarea Fabricatiei I Conf.Dr.Ing. Bogdan MOCAN


robotizate


ROBOTICA


25/70



robotizate

exemple deconveioare

ROBOTICA


26/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: structuraunei celule robotizate cu conveior

1 Controler KR C2

2 Robot

4 Opiunea de msurare rapid

5 Cablul rezolverului

6 Rezolver

7 Cablul pentru comutatorul

de sincronizare

8 Comutator de sincronizare

9 Conveior

6

5

9

3 4

8

7

ROBOTICA


27/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: structura uneicelule robotizate cu conveior

Xr, Yr Sistem de referin ataat bazei

robotului;

Xc, Yc Sistem de referin al conveiorului;

Xp, Yp Sistem de referin al pieselor, n relaie

cu conveiorul;

P1, P2, P3 Puncte de calibrare pentru sistemul

de referin al conveiorului;

P4, P5, P6 Puncte de calibrare pentru sistemul

de referin al piesei.

Sincronizarea conveior-ului liniar cu robotul

ROBOTICA


28/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: structura uneicelule robotizate cu conveior

Sistem de viziune folosit pentru sincronizarea miscarii robotului cu conveiorul

ROBOTICA


29/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: impachetarea

mpachetarea este o combinaientre paletizare i operaii

de tipul asamblrilor robotizate. n pachet se pot gsi piesecare nu sunt identice.

Sunt necesare 3-6 grade de mobilitate la robot.

mpachetarea de obiecte diferite ca form, mrime i alteproprieti fizice pot complica mult micarea robotului ipot necesita schimbri ale dispozitivului de prehensiune.

ROBOTICA


30/70



robotizate


Dac este necesar o capacitate de producie mare la

mpachetare, se utilizeaz cte un robot dedicat tipului depachet.

Tipul de programare

utilizat este prin nvare.

ROBOTICA


31/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale:impachetarea

ROBOTICA


32/70



robotizate


ROBOTICA


33/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: manipulareapieselor din vrac

Planificarea produciei ntr-o celul robotizat urmrete

gsirea unui compromisntre:

a reduce variaia poziiilor pieselor i

costul sistemului de senzori necesar compensriivariaiilor reziduale obligatorii ale poziiilor pieselor.

ROBOTICA


34/70



robotizate


Piesele ajung, de regul la celule ntr-o manier repetitiv,

fie c suntnmagazinaten acumulatoare speciale, fie csunt transportate prin buncre vibratoare ce livreazpiesele cu o orientare precis.

ROBOTICA

l d l


35/70



robotizate


ROBOTICA

l d l


36/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: echiparea cusenzori

ROBOTICA

M l d l


37/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale:schimbatoare de scule

ROBOTICA

M i l i i d i l


38/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale:schimbatoare de scule

ROBOTICA

M i l i i d i l


39/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: vopsirea

ROBOTICA

M i l i i d t i l


40/70


Mecanismele de orientare suntspecial proiectate pentru micri

agere i rapide; pistoalele de vopsire s-au

mbuntit;

economie de vopsea i solvent;

permit schimbarea rapid a culoriivopselei;

Iniial, roboii de vopsire reproduceaumicrile operatorilor.


robotizate


ROBOTICA

M i l i i d t i l


41/70


Azi, programarea robotilor serealizeaza off-line

simulri ale procesuluipentru optimizareamicrilor robotului

Monitorizarea: grosimii stratului de

vopsea

gradul de acoperire alsuprafeelor.


robotizate


ROBOTICA

M i l i i d t i l


42/70


Vopsirea este o aplicaieimportant n industria deautomobile.

Traiectoriile pe care sedeplaseaz capul de vopsire suntuneori curbe complexe i acestatrebuie manipulat cu vitezecontrolate.


robotizate


ROBOTICA

M i l i i d t i l


43/70


Muli roboi de vopsire sunt specialproiectai pentru aceast aplicaie:

au spaiu de lucru mare, sarcini utile mici, repetabilitatea putnd fi mare.

Roboii de vopsire au 6 grade demobilitate, uneori cu o ax de

orientare suplimentar.

Din cauza pericolului de explozie, pnla apariia motoarelor de c.c. fr perii,roboii folositi in domeniu erau cu

acionare hidraulic.


robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale:vopsirea

ROBOTICA

M i l i i d t i l


44/70


Programarea traiectoriilor de

parcurs se poate realiza prindeplasarea efectorului final cughidare manual

dar i prin programare offline.


robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale:vopsirea

Captura din programul de simulare pentru validarea programelor de micarea robotului pe parcursul procesului de vopsire.

ROBOTICA

Ma i larea i rocese i d striale


45/70


Unele aplicaii de pulverizare decompui, de exemplu n strat

protector n industria electronic, sepot realiza i cu roboi mici,nespecializai.

Plcile de circuite integrate potnecesita, din partea roboilor i aprogramrii, o dexteritate foartemare n pulverizare!


robotizate


ROBOTICA



46/70


Depunerea de compui se refer la

depunerea unui strat de materialfluid pe o suprafa.

Exemple de aplicaii sunt: acoperiri de protecie a caroseriilor,

lipirea parbrizelor,

lipirea subansamblelor,

depunerea de past de cositorit,

decorarea bomboanelor i a prjiturilor.


robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: depunereade compui

ROBOTICA



47/70


Precizia de deplasare i cantitatea

de material depus sunt critice.

Deplasarea pe traiectorie trebuie sfie lin, precizia de poziionare i

viteza de deplasare a efectoruluifinal pe traiectorie sunt cerineimportante ale aplicaiei.

Manipularea in procese industrialerobotizate


ROBOTICA



48/70


Numrul de grade de mobilitate

ale robotului este variabil, de la 3la 6, n funcie de aplicaie,sarcina util este mic.

Viteza de deplasare a punctuluicaracteristic al robotului depindede dinamica procesului dedepunere/lipire.


robotizate


ROBOTICA



49/70


Un program de robot care depunemastic de-a lungul marginilor unuiparbriz cuprinde poziii nvate i

necesit o bun precizie derepetabilitate dinamic pe traiectorie.

n fabricarea plcilor de circuite

integrate, traiectoriile se pot schimbafoarte frecvent, iar metoda teach-indevine neeconomic, n consecin sepot aplica metode de programareoffline.


robotizate


ROBOTICA



50/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: prelucrari definisare

Prin comparaie cu mainile unelte de strunjit i frezat, un robotstandard are rigiditate mult mai mic (de 2050 ori), dar dexteritatemult mai mare.

Rigiditatea unui robot serial nu este aceeai n toate poziiilespaiului su de lucru i pentru un robot cu sarcin util mare acestapoate varia ntre 200700 [N/mm].

Roboii pot prelucra piese (prin rectificare, lustruire, polizare etc.) cucondiia ca forele din scula de lucru s poat fi reduse la valoriacceptabile pentru un anumit model de robot.

Se obtin rezultate bune mai ales pentru tiere i prelucrri definisare a suprafeelor. Micrile secveniale ale robotului trebuiegenerate automat, ceea ce nseamn corelarea cu geometria piesei.

ROBOTICA



51/70



robotizate


Roboii utilizai sunt de dimensiuni medii saumari, din cauza greutii efectorului final i areaciunii din partea sculei, care se adaug lasarcina util propriu-zis.

O parte din sarcina util se rezerv pentru acontracara efectul vibraiilor i al ncrcriiciclice din timpul procesului.

ROBOTICA



52/70



robotizate


Precizia de poziionare a TCP-ului robotuluieste mai puin important dect orientarea iviteza relativ scul-pies.

n general, suprafeele complexe, cu raze derotunjire mari, necesit o mai mare precizie de

deplasare a robotului pe traiectorie.

De multe ori sunt necesare 6 grade demobilitate la robot

ROBOTICA



53/70



robotizate


Pentru operaia de finisarerobotizat manipularea obiectuluieste o variabil de control aprocesului.

Trebuie controlat situarea piesei,apsarea piesei fa de scul,viteza de micare relativ scul-

pies i traiectoria sculei.

Piesele mici sunt lustruite cuscule fixate pe sol sau cu bandabraziv pe role antrenate;pentru piesele mari scula este

montat pe robot.

ROBOTICA



54/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: procesul detaiere cu laser si cu jet de apa sub presiune

Laser: tierea cu laser se bazeaz petopirea local a materialului sub raza laserpn la starea de gaz. Procedeul esteadecvat tierilor de foi de tabl subiri depn la 15 mm grosime.

Tierea cu ap subpresiune: un jetsubire de ap sub presiune este format la

curgerea printr-o diuz de 0,2-1 mm ieste utilizat la tierea nemetalelor.

ROBOTICA



55/70



Analiza manipulrii n aplicaii industriale: procesul detaiere cu plasma, cu jet abraziv si cutite

Jet abraziv: materialele de tiat cuacest procedeu sunt de duritate i

tenacitate mare. Tierea secaracterizeaz prin precizie marepentru grosimi de material de la 25 la150 mm.

Tierea cu plasma: materialul metaliceste topit de un arc electric ivaporizat. Aplicaiile se adreseaztierii modelelor din foi de tabl.

Cuite: sunt utilizate o varietate detipuri de cuite, unele asistateultrasonic pentru tierea materialelor

nemetalice.

ROBOTICA



56/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: procesul detaiere cu jet de apa, laser, jet abraziv, plasma, laser

taiere cu jet de apa

taiere cu plasma

taiere cu laser

ROBOTICA



57/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: masurare siinspectie

Aplicaiile robotizate de inspectie acoper undomeniu larg in ceea ce priveste manipularea:

de la situare-meninere a efectorului

final, la micri de meninere a contactului

pe o traiectorie continu.

n unele cazuri structura cinematic a robotuluieste utilizat ca un dispozitiv spaial de

msurare, prinncorporarea senzorilor saucalibrelor ca efectoare finale ale robotului.

ROBOTICA



58/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: masurare siinspectie

1. Dac robotul nu se mic n timpul msurrii,la aceste coordonate trebuie adugate erorile de

poziionare ale robotului.

2. Dac robotul a fost adus n poziia de home,erorile de poziionare sunt de aceeai mrime cuerorile de repetabilitate.

3. Dac robotul se mic n timpul msurrii,erorile sunt mai mari din cauza ntrzieriiintroduse de citirea valorilor de la traductoareledin cuplele cinematice conductoare.

ROBOTICA



59/70



Analiza manipulrii n aplicaii industriale:cooperareantre roboi

Noiunea de cooperare ntre roboi presupune: sincronizarea micrilor pe traiectorie continu

sincronizarea i coordonarea geometric a traiectoriilor.

Aceste forme de cooperare sunt numite: sincronizare i cuplare geometric.

Micrile sincronizate pe traiectorie sunt posibile cnd sistemele cinematice separate

sunt combinate.

Un robot urmrete micrile fa de flana unui al doilea robot direct sau indirect.

ROBOTICA



60/70



robotizate

Analiza manipulrii n aplicaii industriale: cooperareantre roboi

Trebuie s fie ndeplinite trei condiii pentru a putea vorbi despre cooperare intreroboti:

selectarea robotului master, care specific micrile independente;

calibrarea coordonatelor roboilor unul fa de cellalt LK_ROOT (urmat. slide);

stabilirea lanului cinematic ntre roboi.

Sistemul de coordonate ataat piesei pentru robotul slave este relativ, prin LK_Offset,la sistemul de coordonate ataat flanei (1) a robotului master.

ROBOTICA



61/70



robotizate


calibrarea coordonatelor

roboilor unul fa decellalt LK_ROOT

ROBOTICA



62/70



robotizate


Exemple de aplicatii robotice

de cooperare

ROBOTICA



63/70



robotizate



de cooperare

ROBOTICA



64/70



robotizate



de cooperare

ROBOTICA



65/70



robotizate



de cooperare

ROBOTICA



66/70



robotizate



de cooperare

ROBOTICA



67/70



robotizate



de cooperare

ROBOTICA



68/70



robotizate


Exemple de aplicatii

robotice de colaborativi

ROBOTICA


69/70


Rezumat

Manipularea in procese industriale robotizate paletizare depaletizare

structura unei celule robotizate cu conveior

impachetarea

preluarea piesei de pe conveior

prelucrari de finisare

cooperarea ntre roboi

ROBOTICA

b d


70/70

ntrebri& discuii

4 Modul 4 Manipularea Robotizata

Documents

Transcript of 4 Modul 4 Manipularea Robotizata