Capitolul 1NOTIUNI GENERALE, UTILIZAREA ROBOTILOR Definitii si notiuni uzuale utilizate:

Cuvantul robot a fost folosit pentru prima data in sensul acceptat astazi n anul 1920 de catre scriitorul ceh K. Capek , care l-a preluat din limba ceha unde inseamna munca grea.

Epopea robotilor industriali dureaz de numai 50 de ani. Primul robot industrial a fost folosit in anul 1963 la uzinele Trenton ( S.U.A.) ale companiei General Motors. De atunci si pana astazi numarul si performantele robotilor industriali au crescut an continuu , pe masura dezvoltarii posibilitatilor lor , gasindu-si noi utilizari , astazi putand fi folositi in toate sferele de activitate.Robotii industrial sunt definiti de fiecare tara care ii produce astfel:

Norma Franceza NF E61-100/1983 defineste robotul industrial astfel : Un robot industrial este un mecanism de manipulare automata , aservit n pozitie , reprogramabil , polivalent , capabil sa pozitioneze si sa orienteze materialele, piesele , uneltele sau dispozitivele specializate , n timpul unor miscari variabile si programate , destinate executarii unor sarcini variate. Norma German VDI 2860 BI.1 robotii industriali sunt automate mobile universale , cu mai multe axe , ale caror miscari sunt liber programate pe traiectorii sau unghiuri , ntr-o anumita succesiune a miscarilor i n anumite cazuri comandate prin senzori. Ele pot fi echipate cu dispozitive de prehensiune, scule sau alte mijloace de fabricaie i pot indeplini activitati de manipulare sau tehnologice. Norma Rusa GOST 25685-83 , robotul industrial este masina automata care reprezinta ansamblul manipulatorului si al dispozitivului de comanda reprogramabil , pentru realizarea n procesul de productie a functiilor motrice si de comanda , nlocuind functiile analoage ale omului n deplasarea pieselor si / sau a uneltelor tehnologice. Standardul Japonez JIS B 0124/1979 defineste robotul industrial ca :...un sistem mecanic dotat cu funcii motoare flexibile analoage celor ale organismelor vii sau combina asemenea funcii motoare cu funcii inteligente , sisteme care actioneaza corespunzator vointei omului. poate sta la baza unui robot, determinand o arhitectura specifica.

Prin gradul de manevrabilitate al dispozitivului de ghidare se ntelege numarul gradelor de mobilitate ale lantului cinematic care ii sta la baza. Prin grad de mobilitate al lantului cinematic se intelege numarul posibiltatilor de miscare pe care lantul cinematic le are in raport cu sistemul de referinta solidarizat cu unul din elementele sale. Robot industrial executa miscari dupa un program flexibil, modificabil, in functie de sarcinile de productie si de conditiile de mediu.

Prin manipulator intelegem instalatie automate care executa operatiuni repetitive, miscarile realizandu-se dupa un program fix, rigid. Trebuie sa posede elemente de reglaj, care sa permita reglarea in limite restranse sau mai largi, a unor parametri cinematico-functionali sau de precizie.

Robotii industriali pot fi utilizati in multiple aplicatii, cum ar fi:

- operatii de sudura

- operatii de vopsire

- operatii de manipulare si paletizare

- operatii de asamblare

Printe cele mai populare aplicatii a robotilor industriali sunt operatiile de sudura. Repetabilitatea, calitatea uniforma si viteza unui brat robotic de sudura este de inegalat.

Caracteristici ale robotilor industriali1. Flexibilitatea (in programarea robotilor) :

usurinta cu care pot fi schimbate programele de functionare, limitele intre care se pot comanda valorile parametrilor cinematici, numarul si modul de desfasurare a secventelor de miscare, posibilitatea dozarii miscarilor in vederea generarii unor traiectorii complexe, modul de introducere a programelor.2. inteligent (in contextul industrial) : abilitatea unei masini de a actiona prin contacte senzoriale intr-un mediu care nu este complet definit, de a se acomoda la schimbari de sarcini, de a face fata unor situatii variabile intamplatoare, fara instructiuni detaliate.Avantaje si dezavantaje ale robotilor industriali

Avantaje:

Volum de lucru foarte mare, in comparatie cu volumul propriu al robotului daca cuplele cinematice,

pe cel putin 2 axe, permit deplasari de valori mari.

In cazul robotilor suspendati, accesul mainii robotului la posturile de lucru organizate dedesubt este foarte bun, robotul putand servi mult mai multe asemenea posturi

Simplitatea comenzilor de miscare, a algoritmilor de comanda, a celor de interpolare, precum si simplitatea structuralfunctionala a echipamentului de comanda-programare si celor de interfatare.

Dezavantaje: Accesul mainii robotului la posturile de lucru ale masinilor si instalatiilor este pe verticala, de jos in sus si usor oblic, fapt ce pentru unele procese tehnice este impropriu

Structura suspendata gen pod rulant, implica amplasarea locala (suspendata) a unora din echipamentele robotului si dificultati in alimentarea cu energie, conexiuni electrice, etc.

Avantaje si dezavantaje in functie de modul de actionare al robotilor

I. Actionari Hidraulice

Elemente de acionare: Cilindri hidraulici i motoare rotative hidraulice, pomp de ulei i valve de control. Utilizare: Roboi pentru acionri de putere, cu fore i momente mari.

Avantaje:

Proiectare compact

Posibilitate de obinere a unor fore foarte mari

Reglri precise de viteze

Dezavantaje:

Pericol de contaminare (poluare) cu ulei

Necesar sistem complex de conducte (presiune mare)

Timp de reacie mare (inerie)

Precizie mic de poziionare

II. Acionri electrice

Avantaje:Elemente de acionare: Servo-motoare (motor i controller n tandem)

Utilizare: Apli

Fr caii unde sunt necesare fore mici i medii (aprox. 80% din roboii industriali actuali)

Alimentare simpl i eficient cu energie

Fiabilitate mare

Reglare foarte bun a vitezelor de rotaie i a momentelor (dinamic bun)

Poziionare foarte precis i repetabilitate bun

Construcie compact

Greutate mic

Timpi de reacie mici

Dezavantaje:

Puteri i fore mici

Limitare a vitezelor

Sunt necesare mecanisme de transmisie a micrii

1.2: Utilizarea robotilor industriali

Domenii in care se utilizeaza robotii industriali

Robotul industrial manipuleaz

Nr crtObiecte de lucruNr crtScule

Domeniul de aplicaieDomeniul de aplicaie

1.Servirea unor maini utilaje/instalaii/dispozitive4Furnal (desfundare canal de turnare)

1.1Cuptoare de oelrie (ncr-care, manipulare lingouri)4.1Formare

1.2Laminoare (manipulare lin-gouri, laminate)5Prelucrarea unor semifabri-cate

1.3Utilaje de miezuit5.1Turnate, demaselotare

1.4Cubilouri (ncrcare, ma-nipulare oale de turnare)5.2Turnate, curire

1.5Maini de turnat sub presiune5.3Turnate, forjate, achiate, debavurare i polizare

1.6Utilaje de turnare de precizie6Sablare

1.7Utilaje de tratament termic (cuptoare, bi)7Prelucrarea unor semifabricate

1.8Ciocane i prese de forjare7.1Prin achiere

1.9Ciocane i prese de matriare la cald7.2Prin fascicul laser

1.10Maini de forjat orizontale7.3Prin jet de ap cu nalt presiune

1.11Prese de matriare i stanare la rece8Sudare

1.12Utilaje de presat materiale plastice8.1Prin presiune n puncte

1.13Cuptoare de uscat8.2Cu arc n mediu de gaz protector

1.14Utilaje fixe pentru deba-vurare, demaselotare, cu-rire, sablare sudare, vop-sire9Lipire

10Metalizare

1.15Maini unelte de prelucrat prin achiere11Vopsire

11.111.2Umed

1.16Maini unelte de prelucrat prin procedee neconven-ionaleUscat

1.17Maini de lucru n industria alimentar, textil, de pielrie, de nclminte, a lemnului, etc.12Msurare, control de calita-te, testare

1.18Dispozitive ale instalaiei aductoare / de evacuare13Operaii n camere curate

2Paletizare / depaletizare14

3Montaj

n figurile de mai jos se prezint diferii roboi industriali:

1.Masina de turnat I

2.Robot3.Masina de turnat II

Fig.1.2: Robot industrial serveste doua masini de turnat sub presiune

1.Robot2.Presa de forjat

3.IA/E

Fig.1.3:Robot serveste o presa de forjat

5