Industrijska robotika-KNJIGA

  • View
    286

  • Download
    18

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ddfedfed ffedfedffeefdf eedfed

Text of Industrijska robotika-KNJIGA

  • 1

    1 UVOD

    elja da realizuje maine koja e ga zameniti pri poslovima isuvie opasnim, napornim ili monotonim, kod oveka je prisutna, verovatno, oduvek. Veoma esto su konstrukcije poprimale ovekoliki izgled (Sl. 1.1. - 1.3.), delom zbog tenje da napravi sopstvenu repliku, a delom zbog lakeg uklapanja ovako koncipirane maine na radno mesto koje je ve prilagoeno oveku. Mada se tokom novije istorije mogu nai primeri sloenih mehanizama (Sl. 1.2.) koji su realizovali veoma sloene pokrete ovi ureaji, pri stroijem tumaenju, ne mogu biti nazvani robotima. Pre svega, od robota se oekuje znatno iri

    Sl. 1.1. Skica ideje o nainu pogona noge robota (levo) i model viteza , Leonardo da Vini, oko 1495. god.

    Sl. 1.3. Pokretne lutke za sluenje aja Sl. 1.2. Automat asovniara Jaquet Droz-a iz Japana, XVIII vek poznat pod nazivom Pisar, oko 1750.godine

    spektar aktivnosti nego to su ovi automati mogli da realizuju tj. oekuje se da mogu da realizuju razliite zadatke (mada tekst koji Pisar, Sl. 1.2., ispisuje moe da bude proizvoljno zadat u duini od 40 karaktera, ipak ovaj automat moe samo da pie i to samo jednom vrstom slova), a intuitivno se oekuje samostalno i svrsishodno delovanje robota u okolini u

    id16100375 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com

  • Industrijska robotika Uvod

    2

    kojoj se nalazi. Za realizaciju takvih maina tada nije bilo uslova.

    Tabela 1. Pregled razvoja robotike God. Dostignue 1898 Nikola Tesla javno demonstrirao radiom upravljani (teledirigovani) model broda. 1946 Dor Devol (George Devol) razvio prvi magnetski kontroler. Na Pensilvanij-

    skom univerzitetu realizovan Eniac, prvi savremeni raunar. 1952 Na MIT-u realizovana prva NC maina koja predstavlja prvi primer gde su

    softver i hardver integrisani u okviru istog ureaja. 1954 Dozef Inglberger (Joseph Engelberger), student Kolumbija univerziteta, otkupio

    prava na Devolov robot i osnovao prvu robotsku kompaniju Junimejn (Unimation).

    1956 Izraz vetaka inteligencija uveden u naunu terminologiju 1962 Deneral Motors (General Motors) instalisao prvi robot (firma Junimejn) na

    poslovima opsluivanja maine za livenje. 1968 Mobilni robot sa elementima vetake intel. (ejki (Shakey)) realizovan na SRI 1972 Prof. Vukobratovi postavio teoretske principe dvononog hoda. 1973 Sinsinati Milakron (Cincinati Milacron) razvio T3, prvi komercijalni robot. 1973 Na Stanford univerzitetu razvijen prvi jezik za programiranje robota (WAWE). 1976 U arls Draper (Charles Draper) laboratorijama na MIT-u razvijen RCC ureaj

    za montau. 1977 ASEA ponudila na tritu dva industrijska robota na elektrini pogon. 1978 Prvi Puma robot iz firme Junimejn instalisan u Deneral Motors-u. 1979 SCARA (Selective Compliant Robot for Assembly) realizovan u Japanu. 1980 Poeo ubrzani razvoj industrijske robotike. 1984 Na Waseda univerzitetu razvijen Wabot-2 koji je bio u stanju da ita note i svira

    elektrine orgulje. 1986 Na Waseda univerzitetu realizovan dvononi hodajui robot (WL-12) koji je hod

    ostvario na osnovu ZMP-a. 1987 Kompamije ASEA i BBC Brown Boveri formirale ASEA Brown Boveri (ABB) 1992 Istraivaki 8-noni robot Dante I uao u krater vulkana Erebus na Antartktiku 1997 Honda javno prikazala autonomni humanoidni robot P3 (osmi prototip u okviru

    projekta koji je poeo 1986 godine). 1998 U Japanu zapoet veliki projekat Humanoid. 2000 Realizovan prvi autonomni humanoidni robot ASIMO firme Honda, Japan.

    Sony prikazao svoj humanoidni robot SDR (Sony Dream Robot) Jasno je da su za pojavu robotike morala postojati odgovarajua teorijska znanja i stei se adekvatni tehnoloki uslovi. Obzirom da se do ovih uslova stiglo postepenim razvojem nije

  • Uvod Industrijska robotika

    3

    mogue potpuno jednoznano odrediti kada je zapoeo razvoja robotike. Smatra se da je za pojavu robota od sutinskog znaaja bio razvoj teorije upravljanja, raunara i elektronike, pa se pregled razvoja robotike dat u Tabeli 1 je fokusira uglavnom na ove oblasti.

    Sl. 1. 4. Plakat, glavni lik i scena iz predstave Rosumovi univerzalni roboti (RUR) ekog pisca Karela apeka.

    Re robot je u savremeni renik 1920. godine uveo eki pisac Karel apek, u svom pozorinom komadu R.U.R. (Rosumovi univerzalni roboti, Sl. 1.4.). Re robot potie od eke rei robota koja oznaava teki rad. Postoji vie definicija ta je robot. Prema definiciji Meunarodne organizacije za standardizaciju (standard ISO 8373) manipulacioni industrijski robot je definisan kao automatsko upravljani reprogramabilni vienamenski manipulator sa tri ili vie upravljanih osa, koji moe biti nepokretan ili pokretan u odnosu na podlogu i koji se koristi u zadacima industrijske automatizacije. Prema definiciji Japanske asocijacije za robotiku (JARA) roboti se mogu klasifikovati u est klasa:

    - Runo (pomou operatora) upravljani ureaji za rukovanje materijalom. - Ureaj za rukovanje materijalom koji je tako konstruisan da moe da realizuje

    samo fiksni, unapred definisani, niz pokreta (engl. Fixed Sequence Robot). - Ureaj za rukovanje materijalom koji je tako konstruisan da moe da realizuje

    niz pokreta koji lako moemo da modifikujemo (engl. Variable Sequence Robot).

    - Robot kod kojeg se kretanje moe zapamtiti radi kasnijeg ponavljanja (engl. Playback Robot).

    - Numeriki upravljani roboti koji imaju ureaj za runo obuavanje provoenjem kroz niz definisanih poloaja.

    - Inteligentni roboti koji mogu da razumeju svoju okolinu i u stanju su da zavre zadatak uprkos izmenjenim radnim uslovima.

    Zbog nesaglasnosti ovih definicija podaci o broju robota u Japanu nisu u potpunosti kompatibilni sa podacima o broju robota u drugim zemljama. Dok je u poetnim fazama razvoj uglavnom bio fokusiran na industrijsku robotiku, savremeni trenutak i bliska prolost su karakterisani naglom ekspanzijon razvoja robota i u drugim oblastima ivota. Tako se pojavljuju: roboti za domainstvo, roboti koji se koriste u terapeutske svrhe, roboti za negu starijih i onemoalih osoba, roboti za pomo pri hirurkim zahvatima, roboti za gaenje poara, roboti u industriji zabave ... (Sl. 1.5.). Neki od njih imaju humanoidni oblik (Sl. 1.6.). esto se robotika u drugim oblastima izvan industrijske naziva servisnom dok se, ukoliko roboti imaju ovekoliki izgled naziva humanoidnim.

  • Industrijska robotika Uvod

    4

    a)

    b) c)

    d)

    e)

    f)

    Sl. 1.5. Roboti van oblasti industrijske robotike: a) robot usisiva, b) terapeutski robot Faro, c) pomo hendikepiranim osobama, d) pomo pri hirurkim zahvatima, e).protivpoarni robot, f) roboti u industriji zabave

    Sl. 1.6. Razvoj Asimo (HONDA) humanoidnog robota Razmotrimo detaljnije razvoj industrijske robotike. Ako preskoimo rane faze (pojava motora sa obrtnim magnetnim poljem i elektronskog raunara) za poetak ubrzanog razvoja industrijske robotike presudan je bio pronalazak tranzistora 1947. godine i integrisanog kola 1959. godine to je omoguilo minijaturizaciju, poveanje pouzdanosti rada raunara i njegovu primenu u upravljanju robotima. Time su omogueni intenzivni prorau-ni prilikom realizacije programiranih putanja, obrade senzorskih informacija i upravljanja elektrinim pogonima. U to vreme, 1961. godine, Dordu Devolu (George Devol) je odob-ren patent broj US 2998237, maine za rukovanje materijalom to je predstavljalo poetak industrijske robotike. Prva skica patenta prikazana je na Sl. 1.7. Jo u toku obrade patentne

  • Uvod Industrijska robotika

    5

    prijave, 1956. godine formirana je kompanija Junimejn (Unimation) Inc., iji su osnivai bili Dord Devol i Jozef Englberger. Prvi prototip je izaao iz fabrike 1959. godine i insta-lisan u livnici u vlasnitvu GM u Nju Dersiju (General Motors, New Jersey), a 1961. godine poinje sa stalnim radom. Poetak industrijske primene robota prati i osnivanje istraivakih laboratorija za oblast robotike pri univerzitetima u SAD, Evropi i Japanu.

    Sl. 1.7. Prvi patent i prvi industrsijski robot u GM fabrici u Trentonu, 1961. Naredni veliki napredak u razvoju robotike je omoguila pojava novih tehnologija za realizaciju upravljakih sistema mikroraunara, ime je znaajno uveana sposobnost robota da u realnom vremenu, pored ostalog, obrauju raznovrsne senzorske informacije, na osnovu kojih donose odluke o narednoj akciji koju treba izvriti i na taj nain obavljaju zadatke smanjenog stepena determinizma. Realno je da se oekuje da e se taj trend nastaviti, naroito zbog razvoja robotike koja nije industrijska i gde je adekvatna interakcija sa okolinom na osnovu senzorskih informacija, osnovni preduslov uspenog delovanja robota. Stoga se moe oekivati da e kod industrijskih robota u budunosti biti uvean stepen samostalnog delovanja to e imati veoma znaajan uticaj i na proizvodnju u budunosti. Kada je industrijska robotika u pitanju dva su osnovna pitanja na koja treba imati jasne odgovore. Prvo je: zbog ega treba koristiti robote, dok je drugo: kada ne treba koristiti robote. Kao odgovor na prvo pitanje uobiajeno se navode etiri razloga:

    - poboljanje kvaliteta proizvoda, - poboljanje uslova rada, - smanjenje trokova i - olakan prelazak na proizvodnju drugog proizvoda (fleksibilnost).

    U sluaju kada je potrebno poboljanja kvaliteta proizvoda roboti postiu bolje radne rezultate u odnosu na oveka kada je potrebno: pozicioniranje visoke tanosti, visoka ponovljivost pri ponavljanju pokreta, eliminacija odstupanja usled zamora i pouzdano merenje i kontrola kvaliteta korienjem senzora. Obzirom na karakteristike robota u smislu ostvarenja visoke tanosti i ponovljivosti dobro poznate, prva tri razloga su, nadamo se, jasna bez dodatnih objanjenja. Radi ilustracije kako se rob