LICEUL TEHNOLOGIC SFANTUL PANTELIMON BUCURESTIPROIECT DE PRACTICACalificarea : TEHNICIAN MECATRONIST

Elev:

BORZA COSMIN LAURENTIU Indrumator:

Prof. ing. Barlean Angela

Capitolul I Argument

Capitolul II

Mecatronica-tehnologia viitorului

Capitolul III

Produse si sisteme mecatroniceCapitolul IV

Robotizarea tehnologiilor de asamblare

Specificatii ale procesului de asamblare

Descrierea operatiilor de asamblare

Variabilitatea mediului tehnologic in procesele de asamblare

Studiul miscarilor Flexibilitatea si sarcinile robotizarii asamblarii

Aplicatii ale automatizarii asamblariiCapitolul V Notiuni de igiena si securitatea muncii, reguli de protectie a mediului BibliografieCapitolul I

-Argument-Mecatronica este definit simplu tiina mainilor inteligente . Etimologia acorda fiinei inteligente facultatea de asociaie. A fi inteligent, ntr-un prim sens, este deci, a putea repeta sau crea n mod liber, legturi ntre obiecte. Aceasta este o viziune mai mult sintetic a inteligentei.

Prin extensie, astzi se gsesc i alte conotaii n acest cuvnt: rapiditate,adaptabilitate, facultatea de a analiza, aptitudinea de a nva i de a se perfeciona. Astfel vorbind despre inteligen pentru fiinele non-umane sau pentru maini, n mod explicit sau nu, se face numai prin referin la om. Turing a neles foarte bine aceasta, cnd a elaborat textul: o main este inteligent, daca comportamentul su seamn cu al omului care o poate nlocui .

Inteligena mainilor a fost prevzut de mult vreme n literatur i cu mult naintea apariiei calculatoarelor, a trezit interesul oamenilor de tiin. Astfel prima denumire a fost de

creier electronic i cea de neuroni , pentru a desemna circuitele.

Capitolul IIMecatronica-tehnologia

viitorului

Mecatronica este combinatia sinergetica si sistematica a mecanicii, electronicii si a informaticii in timp real.

Termenul de mecatronica a fost introdus de un inginer de la compania japoneza Yaskawa in 1969. Termenul oficial a aparut in 2005 in Larousse, Franta.

Revolutia informatica, a doua revolutie industriala, a marcat saltul de la societatea industrializata la societatea informationala, generand un val de inoiri in tehnologie si educatie. Japonezi au definit sensul acestor miscari de inoire, brevetand termenul de mecatronica, la inceputul deceniului al 8-lea al secolului trecut. Termenul a fost utilizat pentru a descrie fuziunea tehnologica: mecanica-electronica-informatica.

Mecatronica este rezultatul evolutiei firesti in dezvoltarea tehnologica. Tehnologia electronica a stimulat aceasta evolutie. Dezvoltarea microelectronicii a permis integrarea electromagnetica. In urmatoarea etapa, prin integrarea microprocesoarelor in structurile electromagnetice, aceastea devin inteligente si, asltfel s-a ajuns la mecatronica.

Capitolul III

Produse si sisteme mecatronice

Primele cercetari in domeniul roboticii au fost initiate la inceptul anilor `60. Dupa un avant substantial al aplicatiilor roboticii in domeniul industrial, cu precadere in industria automobilelor, la inceputul anilor `90 s-au conturat multiple aplicatii in domenii neindustriale. Astfel in anul 2000 s-au pus in functiune 98700 unitati de roboti, numarul total ajungand la 749800 de unitati, se estimeaza ca in anul 2008 sunt pusi in functie aproximativ 3-4 milioane de roboti neindustriali.

Domeniile de utilizare pot fii constructiile, reabilitarea bolnavilor, comert, transport si circulatia marfurilor, administratia locala, protectia mediului inconjurator si agricultura, supravegherea, inspectie, protectia de radiatii si interventii in caz de catastrofe, hoteluri si restaurante, in medicina, gospodarii, hobby si petrecerea timpului liber. Pentru a sugera aplicatii concrete in aceste subdomenii, sunt precizate mai departe directiile care pot fi avute in vedere.

Medicina: sisteme robotizate pentru diagnoza prin ecografie, sisteme robotizate pentru interventii neurochirurgicale, telemanipulatoare pentru chirurgie laporoscopica, vehicule ghidate automat pentru transportul bolnavilor imobilizati la pat, vehicule ghidate automat pentru transportul medicamentelor, alimentelor, bauturilor si lenjeriei de schimb, vehicule ghidate automat pentru activitati de curatenie si dezinsectie in spitale, sisteme robotizate pentru pregatirea prin simulare, inainte de operatie, a unor interventii chirurgiale; Constructii: vehicul ghidat automat pentru asfaltarea soselelor, sistem robotizat pentru stropirea betonului in construcia tunelurilor, robot mobil pentru cofraje glisante, excavatoare autonome, sistem robotizat pentru compactarea si nivelarea suprafetelor turnate din beton, sistem robotizat pentru inspectia fatadelor cladirilor, sistem robitizat pentru montarea/demontarea schelelor metalice; Administratia locala: vehicul autonom pentru curatirea zapezii de pe autostrazi, vehicul autonom pentru mentinerea curateniei pe strazi, sistem robotizat pentru inspectia si intretinerea automata a canalelor; Protejarea mediului inconjurator: sistem robotizat de sortare a gunoiului in vederea reciclarii, sistem automat de inspectare, curatare si reconditionare a cosurilor de fum inainte, platforme autonome mobile pentru decontaminarea persoanelor, cladirilor, strazilor, vehicul ghidat automat pentru decontaminarea solului; Agricultura: sistem robotizat de plantare a rasadurilor, sistem robotizat de culegere a frunctelor, sistem robotizat de culegere a florilor, sistem robotizat de tundere a animalelor; Comert, transporturi, circulatie: vehicule ghidate automat pentru intretinerea curateniei pe suprafete mari (peroane de gari, autogari si aerogari), sistem robotizat de curatire automata a fuselajului si aripilor avioanelor, sistem automatizat de alimentare cu combustibil a autovehiculelor; Hoteluri si restaurante: pot fi prevazute cu: sisteme robotizate pentru pregatirea automata a salilor de restaurant, de conferinte, sistem de manipulare automata a veselei, maner mobil pentru transportul bauturilor, ziarelor; Siguranta si paza: robot mobil de paza pe timpul noptii in muzee, robot mobil pentru paza cladirilor si santierelor, vehicul autonom pentru stingerea incediilor, robot mobil pentru detectarea si dezamorsarea minelor, sistem robotizat pentru interventii in spatii periculoase; Gospodarie: pentru hobby si petrecerea timpul liber: robot de supravechere a copiilor pentru diverse intervale de varsta, robot de gestionare si supraveghere generala a locuintei, robot mobil pentru tunderea automata a gazonului, instalatie robotizata pentru curatirea barcilor de agrement si sport. Aspectele prezentate vin sa sprijine intentiile de a demara activitati in domeniul roboticii, unele din acestea putand deveni chiar activitati de succes, care pot constitui adevarate provocari pentru specialisti in robotica sau in domeniile apropriate.

De la stanga la dreapta: robot chirurgical; robot "asistent" medical; robot de asistenta cinematic; robot de supraveghere deplasareCapitolul IV

Robotizarea tehnologiilor de asamblare

1. Specificatii ale procesului de asamblare Operatiile de reunire a elementelor componente ale unui sistem tehnic consuma o parte importanta din munca vie a intreprinderilor construnctoare de masini si aparate, depinzand de factori ca: complexitatea structurala a produsului, cerintele de precizare si acuratete, procedee si tehnologiile de asamblare, echipamente tehnologice disponibile, precum si nivelul de calificare a fortei de munca.

Cota parte din cheltuielile cu forta de munca revenind asamblarii se ridica in conditiile productiei de masa la circa 40% (automobile, frigdere), crescand pana la 60% in cazul productiei de serie mica si a unor sarcini de productie nerepetabile. Cauza acestei situatii se datoreaza mecanizarii si automatizarii foarte reduse in aceasta zona a fabricatiei, in comparatie cu mecanizarea si automatizarea operatiilor de prelucrare.

In cazurile in care procesele de asamblare sunt asistate de linii de transfer, mecanizarea se refera la deplasarea pieselor din post in post, consumul de munca pe operatie de asamblare ramanand practic invariabil. Cercetarile orientate asupra modului de obtinere a structurii produsului arata ca este necesar a se deosebii asamblarea de montare, ca fiind categorii ierarhizate. Asamblarea se deosebeste de montare prin faptul ca montarea leaga intre ele sisteme de elemente asamblate in general pe un element considerat ca baza. In fapt, asamblarea este o necesitate atunci cand conceptia executarii si functionarii unui sistem tehnic impune ca realizarea acestuia sa se faca pornindu-se de la elemente separate.

Din punct de vedere al studiului directiilor de robotizare a proceselor de asamblare, prezinta interes clasificarea operatiilor de asamblare dupa natura legaturii ce se realizeaza intre piese, precum si dupa contintul in micro-elemente de miscare. Daca legatura dintre piese o vom caracteriza dupa posibilitatea de deplasare relativa, vom regasi asamblari prin legaturi rigide, asamblari prin legaturi cinematice si asamblari prin legaturi elastice.

In timp ce asamblarile rigide conduc spre procedee de asamblare ca: nituire, insurubare, sudare, lipire, serare, faltuie, impanare etc., asamblarile prin legaturi cinematice si cele elastice nu conduc catre procedee definite pe baza unui principiu tehnologic, ci catre procedee ce se pot descrie numai prin secvente de miscare si conditii de realizare a acestora ;

O analiza dupa criteriul precizie arata, conditii severe impuse asamblarilor, in special celor de tip cu legaturi cinematice;

Un alt aspect care complica problema automatizarii asamblarii consta in combinarea operatiilor de montare propriu-zise cu operatii de transferuri si manipulari, reglari si masuratori.

2. Descrierea operatiilor de asamblare

Pentru descrierea operatiilor de asamblare prin miscari si microelemente de miscare, activitatea manuala de asamblare poate fi caracterizata prin:

Secventa logica de operatii elementare, legate intre ele prin relatii binare de tip inainte-dupa; Operatii elementare reprezentate de catre miscarea unei piese spre o piesa fixa, care formeaza sistemul de referinte al miscarilor;

Un ansamblu de secvente de functii matematice care exprima pozitia piesei ce se asambleaza in functie de timp.

Metodele de reprezentare a miscarilor pieselor de asamblat vor putea fi deterministe, stochiste, sau adaptive, acestea corespunzand in fapt un indiciu despre felul si complexitatea structurii comenzii sistemului.

Pentru miscarile de asamblare simple (model determinalistic) cunoasterea functiei f (t) este suficienta; daca miscarea de asamblare depinde de elemente accidentale, un model stochastic ar putea fi descris cu functia f (t, r) in care r este valoarea stochastica. Cand miscarea de asamblare va fi cunoscuta prin situatia de pornire si scopul de atins, dar desfasurarea sa va depinde de factorii care se schimba in timp, comanda miscarii va necesita informatii multiple din sistem, astfel incat sa poata fi determinata o succesiune de decizii pentru fiecare faza de combinatii a informatiilor aprioric stabilite si a celor culese din sistem. Modelul miscarii este de tip adaptiv, iar functia va trebui sa fie f (t, r, P) in care P va fi reprezentat de un model de informatii.

Miscarile procesului de asamblare se pot determina in functie de descrierea operatiilor necesare asamblarii. Un numar mai mare de operatii poate fi descris printr-un numar relativ restrans de miscarii si elemente de miscare, procesul caracterizandu-se mai mult prin succesiunea si numar de operatii, decat prin variabilitatea structurala a tipurilor elementelor de miscare. Cele mai des intalnite operatii ale unui proces de asamblare se prezinta astfel: pozitionarea la statie de prelucrare a piesei ; recunoasterea piesei de prelucrat ; transferul spre statia de asamblare ; orientarea piesei ; pozitionarea piesei pentru asamblare ; miscarea pentru asamblare ; verificare ; transmiterea informatiilor privind executarea sarcinii ; revenirea la pozitia initiala ; transfer al ansamblului.

Faptul ca asamblarea implica cel putin doua elemente din care unul poate fi considerat ca element de referinta al priocesului, conduce intotdeauna la existenta mai multe statii de preluare si la o anumita succesiune a prelucrarilor.

Pentru ca asamblarea sa se realizeze pe o piesa de baza, procesul de asamblare se va compune din cicluri aferente acesteia, precum si din cicluri aferente pieselor de asamblat. Durata totala a precesului va fi conditionata de posibilitatea suprapunerii acestor cicluri.

Aceste particularitati conduc la utilizarea robotilor de montaj avand mai multe brate cu functionare independenta, care pot sa realizeze cicluri cu suprapunere in timp.3. Variabilitatea mediului tehnologic in procesele de asamblare

O serie de considerente, bazate pe cercetarea variabilitatii mediului tehnologic al robotului, permit stabilirea unor directii pentru micsorarea complexitatii constructive si de comanda. Astfel, proiectarea subansamblelor pentru a putea fi realizate intr-o singura pozitionare a piesei de baza, sau intr-un numar limitat de pozitii, care se deduc simplu, succesiv, perminte simplificarea atat a constructiei bratului, cat si a programarii si coordonari ciclurilor.

Acelasi efect il are si conceperea acestora de tip succesiv stratificat, astfel incat elementele sa se compuna functional in plan si apoi intr-o succesiune de planuri accesibile, decat intr-o singura directie de asamblare.

Respectarea unei anumite simetrii, atat in configuratia elementelor, cat si in cea a pozitiilor relative necesare obtinerii ansamblului, pot conduce, de asemenea, la micsoararea numarului de grade de libertatea robotului, cat si la simplificarea comenzilor de orientare pentru pozitionarea la montaj. Dispunerea reciproc convenabila a statiilor de alimentare si a celor de predare, precum si dezvoltarea unor dispozitive mai simple atasate acestor statii, care sa permita orientarea corespunzatoare si prezentarea pieselor, conduc la simplificarea dispozitivului de prehensiune si a cerintelor pentru pozitionarea initiala si finala.

Regulile pentru economia de miscare, cunoscute si aplicate in ergonomie, sunt valabile, cel putin partial si la rationalizarea mediului, in vederea structurarii robotului. Astfel, rationamentele anterioare pot fi de fapt cuprinse in grupele: economia miscarii in folosirea corpului ; amenajarea locului de munca ; economia miscarii in conceperea sculelor, aparatelor si utilajelor.

4. Studiul miscarilor O analiza a miscarilor tip permite regasirea urmatoarelor categorii: intinde mana, deplaseaza, roteste, intoarce, apuca, da mana, apasa, potriveste, desprinde. Aceasta definitie pleaca de la structura existenta a partii hand si defineste miscarile atat in raport cu acesta, cat si cu sarcinile de lucru compatibile cu acest tip de hand.

In acelas timp, caracterizarea miscarii este orientata spre studiul economiei miscarilor, combinata cu criteriile de randament, cu limitarile tip oboseala si precizie variabila, pe care operatorul uman le prezinta.

O descompunere in microelemente a acestor miscari permite descrierea numai prin succesiune de translatii si rotatii, iar gruparea functionala a acestora poate fi definita sub forma unor miscari sintetice, pentru descrierea sarcinii de productie in micro-miscari, decat ca o necesitate absoluta in proiectarea procesului.

In tehnica asamblarii, miscarea potriveste poate fi tradusa ca miscarea sintetica pozitioneaza pentru asamblare. Aceasta miscare are ca scop realizarea coincidentei necesare montajului intre doua piese si va comandata prin masurarea diferentelor de coincidenta. Asemanarea cu reglajul fin al acestei miscari face sa se gaseasca urmatoarele caracteristici:

Succesiuni de miscare de amplitudine mica;

Miscari componente din cel putin grupule :

Deplasare de tip transfer

Deplasare de tip orientare

Ca faze se pot defini:

Deplasarea in aproprierea punctului de pozitionare;

Angajarea primara si angajarea secundara prin care piesa se aduce in pozitia finala;

Orientare, prin care piesa se aduce intr-o pozitie convenabila cu ajutorul miscarilor de rotatie si alinierea, in scopul realizari cincidentei strict necesare efectuarii montajului.

Ultimele doua faze se termina prin a asigura conditiile realizari operatiei urmatoare, asamblarea propriu-zisa, si ca atare, vor trebui urmate de o operatie de control si comanda a inceperii operatiei de montaj. Va trebui sa deosebim, de asemenea, miscarile ansamblului dispozitiv de ghidare dispozitiv de prehensiune, miscarile bratului sau numai miscarile dispozitivului de prehensiune.

In timp ce principiul combinarii miscarilor pentru scurtarea duratei ciclului este recomandat din punct de vedere al productivitatii, aceasta conduce la complexitatea constructiva si a softului, un echilibru convenabil trebuind realizat pe baza criteriilor economice.

5. Flexibilitatea si sarcinile robotizarii asamblarii Problema robotizarii asamblarii apare ca un raspuns la cerintele de crestere a productivitatii prin automatizarea flexibila, in conditiile cand mediul de asamblare prezinta o variabilitate importanta.

Diferitele masini specializate de asamblare si montaj sunt un raspuns al variabilitatii mici a mediului, fiind specifice unor operatii avand caracter de serie mare.

Vom vorbi de robotii in asamblare de cate ori o instalatie cu suficienta flexibilitate cinematica va putea realiza sarcini de asamblare diferite, ca urmare a aptitudinilor pe care le are de a fi programata.

O discutie asupra termenului de flexibilitate (adaptabilitate) este necesara pentru a defini cerinte catre o astfel de instalatie. Se poate regasi cel putin urmatoarele aspecte de adaptabilitate necesare:

Adaptabilitatea la varietatea produselor (V P) care revine in general la o problema de apucare;

Adaptabilitatea in manipulare (), adica a da posibilitatea de a reproduce rapid functii complexe de trasae a curbelor;

Adaptabilitatea de timp () reprezentand aptitudinea de a raspunde unor succesiuni asincrone in mediul periferic al robotului;

Adaptabilitatea pozitionala externa, manifestata ca aptitudinea de a raspunde la variabilitatea pozitionala aleatoare a echipamentului periferic si a componentelor de asamblat ();

Adaptabilitatea pozitionala interna ca abilitatea de a selecta diferite pozitii intr-un univers cunoscut de dispozitive.

Cuantificarea cerintelor pentru fiecare din aceste categorii va indica o anumit complexitate a robotului si ca atare o anumita configuratie a hardului si a softului.

Daca valorile pentru si sunt mici, iar valorile pentru se pot reduce din punct de vedere al cerintelor de prehensiune (pastrandu-si in acelas timp un nomenclator larg de produse), se obtin masini automate de asamblare cu o anumita flexibilitate la care o comanda program simplificata este suficienta.

Cu toate ca operatiile de timp manipulare in procesul de asamblare sunt numeroase, nu intotdeauna robotii de asamblare se prezinta sub forma robotilor de manipulare. Astfel asamblarile unor familii de relee cu lamele sunt realizate de o masina, in care transferul lamelor si a placii corpului releu in posturi se realizeaza de catre carucioara de culgere si asezare, iar obtinerea familiilor simetrice releu stanga si releu dreapta prin balansarea masei in posturile de montaj.

Sistemul de comanda primeste urmatoarele informatii principale:

Adresa depozitului fiecarui arc si destinatia sa (tipul placii de releul); Pozitiile caruciorului pentru operatia de schimbare a placii releului; Codul specific pentru placa necesara de montaj; Numarul de cod al placii pentru afisarea la operator Aceasta instalatie automata reuseste sa asambleze cu o viteza de 3 secunde pe lamele fata de 6 secunde cat realiza operatorul uman, cateva sute de tipuri de repede putand fabrica simultan 36 de variante. Asamblarea incorecta este complet inlaturata si nu necesita perioada de invatare.

6. Aplicatii ale automatizarii asamblari Aplicatii extinse ale robotilor de asamblare sunt cunoscute sub forma robotilor pentru asamblare rigida prin sudura, utilizati in constructia automobilelor. Introducerea acestora in liniile de asamblare a permis crestera productivitatii si flexibilitatii acestora din punct de vedere al succesiuni tipurilor de caroserii de asamblat.

Daca aceste aplicatii sunt bine cunoscute si clasificate in categoria robotilor industriali de generatia I, realizarea unor roboti de asamblare pentru aparate cu legaturi cinematice sau elastice constituie o directie de dezvoltare a tehnologiilor robotizate.

Cercetarile efectuate arata preocupari catre robotizarea unor operatii partiale de asamblare in constructia subansamblelor de aparate, cum ar fi masaini de scris, micromotoare, aspiratoare, aparate electrice pentru comanda circuitelor si altele.

Caracteristica este astfel existenta unor roboti pentru sarcini usoare de asamblare. Sunt cunoscute aplicatii din domeniul fabricatiei masinilor de scris electrice pentru care s-au realizat 3 familii de roboti: roboti pentru asamblarea unei taste ; robotii pentru asamblarea unor lanturi cinematice ale claviaturii ; robotii pentru pozitionarea tastelor la claviatura.

Tasta este alcatuita din 4 elemente, iar stabilitatea ansamblului se asigura printr-o presare usoara. Robotul are 2 brate cu 2 dispozitive de prehensiune. Alimentarea cu piese a dispozitivului de prehensiune prezinta cele mai dificile probleme si limiteaza autonomia robotului. Alimentatoarele sunt de tip vibrator, iar caile de alimentare s-au scurtat la maximum pentru evitarea blocajelor. Piesele sunt culese permanent din acelasi loc, sarcina de prezentare a piesei pentru prehensiune fiind a dispotivelor de alimentare.

Pentru diferitele tipuri de piese variatia pozitiei de culegere se face dupa o singura directie, ceea ce simplifica cerintele cinematice care se formuleaza fata de dispozitivul de prehensiune.

In figura alaturata este reprezentata compunerea subansamblului tasta:

1. Placa

2. Ghidaj

3. Resort

4. Inchizator

In tabelul urmator se prezinta ciclu de asamblare, cu operatiile repartizate pe brate.

Robotul pentru asamblarea lantului cinematic pe clavicula are ca sarcina asamblarea a doua leviere printr-o presiune usoara si introducerea acestui subansamblu in pozitia corespunzatoare din structura mecanismului.

Repartizarea operatiunilor de asamblare pe bratele robotului

*Operatiile se refera la reperele din desenul de mai sus

Asamblarea levierelor se realizeaza intr-un dispozitiv specific de fixare la capetele dispozitivelor cu alimentatoare si retin in dispozitivul de fixare cu ajutorul unui clichet. Robotul elibereaza clichetul, scoate subansamblul, il pozitioneaza prin rotire pentru asamblare si il asambleaza in claviatura la pozitia necesara.

Ciclul functional al fiecarui brat consta din: eliberarea clichetului, culegerea subansamblului, rotirea 90 de grade, deplasarea in pozitia necesara asupra claviaturii, introducerea subansamblului la pozitie in claviatura , eliberarea subansamblului, reintoarcerea la statia de culegere.

Pentru a reduce cantitatea de memorie necesara si a simplifica programarea, s-au folosit urmatoarele programare: culegerea pieselor si controlul, aruncarea pieselor din cauza unei culegeri defectate sau a defectelor piesei, introducerea si controlul, executarea unei succesiuni de introducere.

Problema specifica a robotului pentru montarea tastei pe claviatura consta din seria mica a claviaturii de acelasi fel care trebuie asamblata. Pentru asamblarea fiecarei claviaturi, bratul robotului la cadrul claviaturii si il depinde pe o masa de asablare. Tastele sunt alimentate la robot cu ajutorul unui cadru pivotant. Claviatura se monteaza pe o masa transfer. Fiecare mana a bratului culege doua taste simultan. Pentru asamblarea fiecarui model este scris un subprogram separat al listei operatiilor, trecerea de la tip de claviatura la altul, reducandu-se la trecerea comenzii la un subprogram specific. Aceasta se poate efectua de personalul de deservire prin simpla imprimare a unui numar pe claviatura unii teleimprimator sau prin dotarea dispozitivului cu sisteme de recunoastere a tipului de claviatura.

In urmatorul tabel se prezinta principalele date ale celor trei roboti, comparativ cu asamblarea manuala.

Exemplu

Unitate R I R II R IIIA. Durata de asamblare robotizata

proiectata

s1716086

B. Durata de asamblare robotizata

Efectuata in exploatares2017094

C. Durata de asamblare manuala de

referintas75304193

D. Coeficientul de productivitate

= / -3,71,82,04

E. Interventia operatorului in ciclul

Automat =t/1 s172032

F. Ritmul de productiePiese/ora9002142

G. Numarul de piese asamblate/ciclu-410846

H. Timp de piesa asamblatas13,32,02

R I, II, III = roboti de asamblare Problema realizarii subansamblurilor, a caror functionare se bazeaza pe miscari de translatie si rotatie, reclama dezvoltarea aptitudinilor senzoriale ale robotilor pentru recunoasterea, orientarea si pozitionarea tridimensioanala a acestora.

O realizare experimentala a unei tehnologii robotizate de asamblare se refera la asamblarea periilor pe suport pentru un micromotor. Sistemul de asamblare experimental consta dintr-un robot cu camera TV montat pe bratul acestuia si o masina simpla de asamblare, precum si din dispozitive de alimentare cu piese si dispozitive de comanda, conform figurii de mai jos.

Asamblarea automata a periilor pe suproti pentru un micromotor cu ajutorul unui robot folosind senzori video cu camera TV

1 dispozitiv de alimentare cu perii ; 2 sistem de depozitare perii ; 3 perii ; 4 magazii de suporti ; 5 masina de asamblat periile in suporti ; 6 robot ; 7 camera TV ; 8 tablou comanda.

Robotul efectueaza localizarea si manipularea pieselor de asamblat, iar parte mecanica efectueaza operatia de introducere. Functionarea sistemului se realizeaza in 6 trepte si anume:

Treapta 1 se ia suportul port-perie de pe stativ, se transporta la masina de asamblat si se fixeaza ;Treapta 2 se deplaseaza piesa la pozitia de alimentare robot in dispozitivul de alimentare ;Treapta 3 se determina pozitia si orientarea periei cu ajutorul camerei TV ;Treapta 4 se ia peria din dispozitivul de alimentare, se transporta in masina de asamblare si se introduce in port-perie ;Treapta 5 daca periile sunt introduse, se trece la treapta 6, daca nu, se reia treapta 2 ;

Treapta 6 se elibereaza port-peria si se transforma la stativul cu port-perii.

Cu toate ca acest experiment a demonstrat posibilitatea folosirii unei singure camere TV, montata pe bratul robotului, precum recunoasterea tridimensionala a mediului, precum si capacitatea de functionare a sistemului robot/masina simpla de asamblat, sub raportul vitezei de executie sistemului este inferior operatorului uman. Asamblarea completa a celor 4 perii pe suport necesita circa 60 de secunde, in timp ce un lucrator realizeaza oeparatia in aproximativ 6 secunde.

Sistem robotizat pentru asamblarea precisa a pistoanelor in cilindri:

1 robot principal ; 2 robot auxiliar ; 3 dispozitiv de alimentare cu cilindri ;

4 dispozitiv de alimentare cu pistoane

Dezvoltari ale robotilor de asamblare sunt ocazionate de operatiile de montaj care cer precizie inalta, ca, de exemplu, introducerea pistoanelor in cilindri cu o precizie de aproximativ 20 de microni. Un astfel de robot pentru asamblare precis, utilizand senzori, este prezentat in figura de mai sus.

Instalatia se compune dintr-un sistem integrat al robotului principal, robot auxiliar si dispozitivul de alimentare cu piese.

Robotul auxiliar apuca cilindrul si il fixeaza in pozitia de lucru.

Robotul principal, preia pistonul ce urmeaza a fi introdus si realizeaza aceasta operatie.

Legatura intre dispozitivul de ghidare si cel de prehensiune se realizeaza prin intermediul unui dispozitiv de complianta care este prezent in figura alaturata, cu arcuri lamelare transversale, prevazute cu timbre tensiometrice. Acest dispozitiv constituie un senzor care poate sesiza deplasarile relative pe trei directii.

Dispozitiv de complianta: 1 - arc lamelar ; 2 senzori Comanda este asigurata de un releu secvential, instructiunile pentru executarea miscarilor si indicatiilor senzorului la executia corecta a miscarilor si indicatiile senzorului la executia corecta a miscarilor fiind memorate.

Comanda de introducere este divizata in 3 faze: contact, cautare, introducere propriu-zisa.

Secventele oepratiunii de introducere: A piston ; B cilindru ;

1 contact ; 2 cautare ; 2 potrivire ; 3 introducere. In prima faza, pistonul este adus in contact cu suprafata fontala a cilindrului in timpul cautarii, pistonul in pozitie de contact este deplasat rectiliniu spre centrul alezajului. El se inclina, datorata flexibilitatii incheieturii, atunci cand partial se afla deasupra acestui alezaj. Arcul lamelar din dispozitivul de complianta actioneaza trangand. In acest timp, senzorul sesizeaza terminarea operatiei.

Automatizarea flexibila a montajului, prin introducerea tehnologiile robotizate, se afla inca la inceput, dar prezinta un vast camp de cercetare, cu o deosebita importanta economica.

Alcatuirea unor sisteme de masini adaptabile la conditiile mediului de asamblare si montaj, in paralel cu o proiectare corespunzatoare a produselor orientate spre facilitarea automatizarii acestei parti a procesului de fabricatie va perminte imbunatatiri substatiale in viitorul a indicatorilor tehnico-economici ai sistemelor de fabricatie industriala.

Capitolul IXNotiuni de igiena si securitatea muncii, reguli de protectie a mediului1.1. Norme de protectie a muncii in atelierele de montaj.

In atelierele de montaj si intretinere se iau o serie de masrui, in scopul protectiei impotriva accidentarilor si pentru evitarea deteriori organelor de masini.

Printre aceste masuri, putem enumera:

-temperatura din interiorul atelierului trebuie sa fie optima pentru desfasurarea activitatii (temperatura ridicata micsoareaza atentia si perceptia, iar cea scauzata micsoreaza mobilitatea lucratorilor)

-masuri de mecanizare si automatizare, in special a operatiilor grele si cu risc crescut de accidentari

-curatarea aerului de gaze, praf si aburi, prin ventilatie

-ateliere de reparatii si intretinere trebuie sa fie bine illuminate, atat ziua, cat si noaptea

-protejarea instalatiilor electrice impotriva electrocutarii si legarea aparatelor si instaltiilor la pamant

-verificarea inainte de utilizare a instalatiilor de ridicat (cabluri, lanturi, scripeti)

-ancorarea masinilor si a instalatiilor in timpul transportului

-evitarea stationarii muncitorilor in raza de actiune a macaralelor

-mecanismele de ridicat si transportat sa fie manevrate numai de personalul calificat in acest scop

-respectarea regulilor prescrise pentru personalul care manevreaza substantele necesare spalarii pieselor (manusi, masti de gaze, interzicerea folosrii flacarii deschise, departea de locurile de sudare)

-verificarea starii utilajelor si a dispozitivelor folosite

-indepartarea aschiilor de pe masini

-respectarea regulilor de depozitare a pieselor

Echipamentul individual de protectie reprezinta totalitatea mijloacelor cu care este dotat fiecare participant in procesul de munca si constituie un element foarte important in protejarea impotriva factorilor de risc.

Echipamentul se acorda obligatoriu si gratui tuturor salariatilor, precum si altor categorii participante la procesul muincii, in confirmatate cu Normativul-cadru de acordare si utilizare a echipamentului individual de protective, elaborate de Ministerul Muncii, Solidaritatii Sociale si Familiei si aprobat prin Ordibnul nr 225/1995. Pe baza acestuia, angajatorul este obligat sa intocmeasca lista itnerna de dotare cu EIP (echipament individual de protective) adevat executarii sarcinilor de munca in conditii de scuritate.

Prevenirea accidentelor de munca si a bolilor profesionale se face prin introducerea pe piata si doar prin utilizarea acelor echipamente individuale de protective care mentin sanatatea si care asigura securitatea utilizatorulor, fara a afecta sanatatea sau securitatea altor personae, animale domestic sau bunuri, atunci cand sunt intretinute adecvat si tulizate confirm scopului prevazut.

Utilizarea EIP este permisa daca:

=este conform reglementarilor tehnice aplicabile

=este corespunzator riscurilor pe care le previne, fara a induce el insure un risc suplimentar

=raspunde conditiilor existende de locul de munca

=tine seama de cerintele ergonomice si de sanataet ale angajatului

=este adaptat conformatiei purtatorului

In cazul dereglarii sau degradarii normale a acetuia, respective al pierderii calitatii de protectie, se acorda obligatoriu un nou echipament.

Degradarea sau pierderea lui, inainte de termenul de utilizare prevazut, din vina purtatului, atrage raspunderea acestuia prin prejudiciul cauzat, potrivit legii (art 13. Legea nr.90/1996, republicata)

1.2. Reguli generale de protective a muncii si PSI pentru elevi, in activitatile din laborator

1. Hainele folosite in timpul lucrarilor partice sa fie simple, sa nu contine material volante care sa poata incurca efectuarea lucrarii. In timpul lucrarilor practice effectuate manula, este de dorit sa nu se poate inel proeminent. Parul lung trebuie sa fie legat. Purtarea halatului alb in timpul lucrarilor practice este obligatorie.

2. In laborator nu se admite decat comportament civilizat, atentia fiind indreptate asupra lucrari effectuate. Nu se luicraeza decat cu apare a corar functionare este bine cunoscuta. De asemenea este interiza folosirea altor instalatii decat cele destinate lucrarilor din ziua respective. In toate cazurile cand prevederile lucrarilor practice o cer sau atunci cand apar orice fel de complicatii in timpul lucrarii, trebuie consultat profesorul.

3. Trebuie pastrata ordinea la punctul de lucru. Dupa fiecare etapa a exprimentului trebuie sa se faca ordine. In timpul folosirii intrumentelor ascutite, a obiectelor de sticla etc., este necesara o atentie deosebita.

4. in timpul lucrarilor practice se folosesc rareori substante corozive. In cazul in care acestea ajung pe piele sau mucoase trebuie imediat inlaturate cu o carpa moale si apoi spalate cu apa din abundenta.

5. Robinetele de gaz vor fi manipulate doar de catre professor.

6. Sa nu se blocheze usirle de iesire si nici caizle de acces dintre mesele de laboratorm, deoarece, in cazul unui incendiu, s-ar ingreuna evacuarea. In laborator trebuie adus numai echipamentul necesar. Nu trebuie depozitate genti pe mese, pentru ca ingreuneaza munca si pot fi distruse.

BIBLIOGRAFIE

1. Internet studii de caz http://telerobot.mech.uwa.edu.au/

2. The publication World Robotics 2000 - Statistics, Market Analysis, Forecasts, Case Studies and Profitability of Robot Investment

3. Statistical Division - United Nations Economic Commissionfor Europe (UN/ECE) Palais des Nations Geneva , Switzerland

4. International Federation of Robotics (IFR), Stockholm, Sweden

5. Tehnologie si inovare tehnologica Prof. Victor Parausanu / Prof.Dr.Ing. Ileana Ponoran

6. Cioar T. Tehnici experimentale n ingineria mecanic, Editura Politehnica,Timioara, 1999

7. Constantinescu I., Dne G. Metode noi pentru calcule de rezisten, Editura tehnic, Bucureti, 1989

8. F. Filip, B. Barbat : Informatica Industriala- Noi Paradigme si Aplicatii, EdituraTehnica, 1999, Pag. 335-351

9. Puente, 2003 S. Puente Mendez, F. Torres, R. Aracil : Non-Destructive Disassembly Robot Cell for Demanufacturing Automation, Preprints of IFAC International Workshop on Intelligent Assembly and Disassembly, October 9-11, 2003, Pag.43-49, BUCURESTI

10. Zaharie, 2001 D. Zaharie&Co : Sisteme Informatice pentru Asistarea Deciziei, Editura DualTech,Bucuresti, 2001

11. D.Catrina s.a.-Masini-unelte cu comanda numerica, vol.Isi II, 1993, Bucuresti

12. Fl.Ionescu s.a.-Mecanica fluidelor si actionari hidraulice si pneumatic, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti, 1980

13. A.Ciocarlea-Vasilescu-Tehnici de masurare in domeniu, Editura CD Press, Bucuresti,2007

14. A.Ciocarlea-Vasilescu-Asamblari mecanice, Editura CD Press, Bucuresti,2007

15. O.Spornic-Senzori si traductoare, Editura CD Press, Bucuresti,2007

16. A. Ghionea- Masini-unelte.Lucrari practice, Editura AGIR, 2006

17. D.Dick s.a.-Mecatronica, manual pentru clasa a XI-a,Editura Delta Publishing House, 2004

18. Internet- Romtos ; RegieLive

RA

Operatii *

Brat II

Operatii *

Brat I

Culege piesa No 1

Depune piesa No 1 pe

Dispozitivul de fixare

Culege arcurile No 3

Depune arcurile No 3

Descarca tasta asamblata

Culege piesa No 2

Depune piesa No 2

Culege piesa No 4

Depune si preseaza piesa No 4

4