ROBOTYZACJA GNIAZD I LINII ODLEWNICZYCH - wykład POLITECHNIKA ŚLĄSKA w Gliwicach Wydział Mechaniczny Technologiczny ROBOTYZACJA GNIAZD I LINII ODLEWNICZYCH - wykład Dr inż. Mirosław Cholewa Zakład Odlewnictwa Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych
OPIS PRZEDMIOTU Literatura: J. Gawroński , Odlewnictwo. Technologia wykonywania form i rdzeni. Skrypt Pol. Śl. nr 1747, Gliwice 1993. S. Jura, Odlewnictwo. Topienie stopów odlewniczych i ich diagnostyka. Skrypt Pol. Śl. nr 1755, Gliwice 1993. Z. Piątkiewicz, Odlewnicto. Maszyny i urządzenia odlewnicze. Skrypt Pol.Śl.nr 1756, Gliwice 1993. R. Zdanowicz, Robotyzacja procesów technologicznych. Pol. Śl., Gliwice 1999. M. Perzyk, S. Waszkiewicz, A. Kaczorowski, A. Jopkiewicz, Odlewnictwo. WNT, Warszawa 2000. J. Gregoraszczuk, Maszynoznawstwo odlewnicze. Wyd. AGH Kraków 2002 Wykłady: 23.02, 08.03, 22.03, 05.04, 19.04, 17.05, 31.05 KOLOKWIUM Zakres tematyczny: Pojęcia podstawowe robotyki – przypomnienie w aspekcie zastosowania robotów w odlewni. Historia i rozwój robotyzacji procesów technologicznych. Elementy robotów i manipulatorów. Procesy odlewnicze, w których dokonuje się robotyzacji poszczególnych operacji. Odlewnictwo ciśnieniowe jako najbardziej zrobotyzowana technologia odlewnicza. Zastosowanie robotów w operacjach obróbki wykańczającej odlewów. Robotyzacja metod precyzyjnych odlewnictwa zwłaszcza metody wytapianych modeli. Zasady bezpieczeństwa przy wykorzystaniu robotów w odlewni.
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Manipulacja – tok czynności w przemysłowym procesie produkcyjnym, polegający na uchwyceniu określonego obiektu manipulacji, transportowaniu, pozycjonowaniu lub orientowaniu tego obiektu względem przyjętej bazy, oraz przygotowujący ten obiekt do wykonywania na nim lub za jego pomocą operacji technologicznych. Manipulator – urządzenie przeznaczone do wspomagania lub całkowitego zastąpienia człowieka przy wykonywaniu czynności manipulacyjnych w przemysłowym procesie produkcyjnym, sterowane ręcznie lub automatycznie za pomocą własnego układu sterującego stałoprogramowanego lub zewnętrznego układu sterującego. Robot – urządzenie automatyczne przeznaczone do wykonywania czynności manipulacyjnych w przemysłowym procesie produkcyjnym, mające układ ruchu składający się co najmniej z trzech zespołów ruchu i własny układ sterujący programowalny.
Elementy i zespoły robotów Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Elementy i zespoły robotów 1- człon roboczy- kiść, wykonująca ruchy obrotowe w zakresie pewnych kątów, 2,3- ramiona, wykonujące ruchy obrotowe w zakresie pewnych kątów, 4- korpus, wykonujący ruch obrotowy, 5- podstawa robota, 6,7- przekładnie śrubowe toczne do obrotu ramienia dolnego i górnego, 8,9- silniki napędowe członu roboczego (kiści), 10,11- silniki napędowe przekładni śrubowych, 12- silnik napędzający korpus
Rodzaje robotów i manipulatorów Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Rodzaje robotów i manipulatorów Manipulator ręczny Serwomanipulator Telemanipulator Manipulator automatyczny Robot stacjonarny Robot mobilny Robot monolityczny Robot modułowy Robot konsolowy Robot portalowy 11. Robot suwnicowy 12. Robot bramowy Robot kartezjański Robot cylindryczny Robot sferyczny Robot przegubowy Robot typu SCARA Robot bardzo lekki Robot lekki Robot średni Robot ciężki 22. Robot bardzo ciężki
Chwytaki robotów przemysłowych Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Chwytaki robotów przemysłowych Roboty przemysłowe są wyposażone w różnego rodzaju urządzenia chwytające, którymi najczęściej są chwytaki utrzymujące obiekt w końcówkach chwytnych. Rola chwytaka sprowadza się do uchwycenia obiektu manipulacji, trzymania obiektu w trakcie czynności manipulacyjnych oraz uwolnienia obiektu w miejscu docelowym. Na prawidłowe uchwycenie przedmiotu mają wpływ następujące czynniki: kształt przedmiotu wymiary masa położenie środka masy rodzaj materiału stan powierzchni temperatura i inne
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie W większości przypadków stosuje się chwytaki specjalnej budowy, skonstruowane do chwytania określonego przedmiotu lub co najwyżej pewnej klasy przedmiotów podobnych. 60 - 70% stosowanych manipulatorów posiada specjalne chwytaki 30 - 40% standardowych chwytaków oferowanych przez producentów Zasada działania chwytaka Chwytak powoduje unieruchomienie obiektu względem elementów chwytnych. To unieruchomienie może być realizowane dwoma sposobami: przez wytworzenie pola sił działających na obiekt manipulacji (chwytanie siłowe) albo przez odjęcie obiektom sześciu stopni swobody (chwytanie kształtowe).
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Możliwe jest również zastosowanie kombinacji podanych sposobów chwytania, tj. chwytanie kształtowo-siłowe. Ogólna systematyzacja chwytaków manipulatorów (kryteria podziału): pod względem budowy: układ napędowy, układ przeniesienia napędu i układ wykonawczy pod względem budowy: układ napędowy, układ przeniesienia napędu i układ wykonawczy pod względem dodatkowego wyposażenia: urządzenia sensoryczne, mechanizmy pomocnicze i urządzenia technologiczne pod względem sposobu uchwycenia: siłowy i kształtowy
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Podstawowe parametry chwytaków: Lp Nazwa parametru Jednostka miary Oznaczenie parametru 1 Udźwig chwytaka kg 2 Masa chwytaka M. 3 Wymiary zewnętrzne chwytaka Mm 4 Nominalna siła chwytaka N Fz 5 Wymiary przedmiotu manipulowanego: maksymalne i minimalne mm 6 Czas chwytania s tc 7 Czas zwalniania tz 8 Średni czas pracy chwytaka do momentu uszkodzenia Cykle 9 Rodzaj napędu . 10 Parametry zasilania: napięcie pobór mocy ciśnienie czynnika roboczego V W MPa U P 11 Warunki użytkowania: zakres temperatury otoczenia wilgotność względna DC % T f
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Chwytaki z napędem pneumatycznym Do zalet tego rodzaju napędu możemy zaliczyć: dużą niezawodność i trwałość przy prostej obsłudze, możliwość pracy w trudnych warunkach produkcyjnych, prostotę konstrukcji zespołów napędowych realizujących ruchy liniowe. Energia sprężonego powietrza w chwytakach jest wykorzystywana do: generowania siły w zespole napędowym wytwarzania podciśnienia w przyssawkach odkształcenia elastycznych końcówek lub przepon kształtowych powodowania określonych zjawisk podczas opływania strumienia powietrza wokół powierzchni obiektu 5. czynności pomocniczych
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Chwytaki z napędem pneumatycznym Chwytak pneumatyczny
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Chwytaki biomechaniczne Do manipulowania obiektami w przemyśle najczęściej stosowane są roboty z mechanicznymi chwytakami z dwoma sztywnymi palcami. Jeśli robot służy do manipulowania obiektami o różnych kształtach lub obiektami znajdującymi się w różnych pozycjach i orientacjach, to musi być zdolny do wymiany chwytaka na taki, który umożliwi uchwycenie. Problem ten rozwiązywano przy opracowaniu wyposażonego w człony, przegubowego chwytaka zdolnego do chwytania obiektów o różnych kształtach i wymiarach, poruszającego się lokalnie, autonomicznie, nie wymagającego ruchu ramienia ani wiedzy o kształcie obiektu. Struktura tego chwytaka przypomina dłoń ludzką.
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Chwytaki biomechaniczne Preszowski chwytak biomechaniczny
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Inne rodzaje chwytaków Chwytak do ciał sypkich Chwytak dźwigniowy Chwytak do dużych mas Chwytak dwupalcowy Chwytak z napędem zębatym
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Inne rodzaje chwytaków c.d. Chwytak z trzema przyssawkami Chwytak z podwójnymi szczękami Chwytak z trzema palcami
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Przykłady manipulatorów Manipulator batyskafu Ręka stanfordzka Manipulator stanfordzki Manipulator kosmiczny
Pojęcia podstawowe robotyki - przypomnienie Dobór chwytaka