proiect robotul scara master

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti, Student: Florea Marius, Master An I-Mecanica de precizie

2013-2014

UUnniivveerrssiittaatteeaa PPOOLLIITTEEHHNNIICCAA ddiinn BBuuccuurreettii

FFaaccuullttaatteeaa ddee IInnggiinneerriiaa MMeeccaanniiccaa ssii MMeeccaattrroonniiccaa

PPrrooggrraammuull ddee ssttuuddiiii

MMeeccaanniiccaa ddee PPrreecciizziiee

Proiect Robotica de precizie II

Student:Florea Marius

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti, Student: Florea Marius, Master An I-Mecanica de precizie

2013-2014

Cuprins

1 Introducere

1.1 Descrierea unui robot.

1.2 Avantajele si dezavantajele folosirii robotilor

1.3 Despre roboti

1.4 Robotul SCARA

1.5 Structura geometric a sistemului mecanic n functie de spatiul de lucru

1.6 Sistemul de actionare al robotilor industriali

1.7 Clasificare din punct de vedere al generarii traiectoriei:

Roboti cu pozitionare continua

Cap.2 Alegerea solutiei constructive. Tema proiectului

Cap. 3. Descrierea si functionarea solutiei.

Cap.4 Proiectarea asistata de calculator a structurii robotice.

4.1 Subansamblul parte fixa

4.2 Subansamblul brat 1

4.3. Subansamblul antrenare brat 1

4.4. Subansamblul brat 2

4.5 Subansamblul antrenare bra 2 4.6. Subansamblul element 3

4.6. Subansamblul antrenare element 3

4.7. Subansamblul element 4

4.8 Subansamblul antrenare surub

Cap 5. Alegerea si dimensionarea motoarelor

Cap 6 Simularea si modelarea structurii

Cap. 7 Analiza folosind FEM

Anexe

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti, Student: Florea Marius, Master An I-Mecanica de precizie

2013-2014

Robotul SCARA

Capitolul 1: Introducere

1.1 Descrierea unui robot

Robotul industrial reprezint un sistem fizic, programabil ce este capabil s realizeze diferite operatii i secvene de operaii de manipulare a unor scule, piese sau subansamble.

n funcie de operaiunea pentru care au fost creai, roboii industriali se mpart n:

1. roboi SCARA - specifici pentru operaii de ridicare i aezare a diferitelor obiecte;

2. roboi cartezieni - acetia permit ridicarea i plasarea obiectelor ce nu necesit orientare, sau pot fi preorientate.

3. roboi cu ase grade de libertate.

Oricare dintre aceti roboi poate fi redus la elementele constituente, i anume:

spaiu de operare; sursa de energie;

sursa de informaie; robotul;

1.2 Avantajele si dezavantajele folosirii robotilor

a) Avantaje:

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti, Student: Florea Marius, Master An I-Mecanica de precizie

2013-2014

Un robot poate face ceea ce un om nu poate realiza el inlocuind

forta umana foarte precis din punct de vedere al

caracteristicilor:forta, precizie,rezistenta la oboseala;

Robotii sunt folositi in misiunile de spionaj in domeniul

militar.Asadar ei pot fi trimisi acolo unde omul ar putea avea

dificultati sau ar fi prea periculos pentru a monitoriza anumite

zone de interes.

Ofera informatii pe care omul nu le poate obtine;

Poate munci non-stop fara sa oboseasca sau sa scada viteza de

lucru;

Poate capta imagini la o viteza avansata. Detectorul Atlas in

cadrul proiectului LHC poate capta ~ 600.000 de cadre pe

secunda in timp ce ochiul uman poate observa doar 60. (etc...)

b) Dezavantaje:

Costurile de fabricatie care sunt foarte mari pentru a realiza un

robot performant si care sa usureze munca omului, si sa ofere

precizia dorita.

Are nevoie de intretinere permanenta si energie;

1.3 Despre roboti

... termenul de robot provine din limba ceh (robota) i

semnific munc grea? Robotul a aprut prima dat n filmul

R.U.R. din 1921, n care mainria se rzvrtete i i ucide

creatorii.

... totui, i n viata real robotii au omort oameni? Prima

crim produs de o mainrie malefic a avut loc n 1981, la

fabrica Kawasaki din Japonia. Un muncitor a murit dup ce un

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti, Student: Florea Marius, Master An I-Mecanica de precizie

2013-2014

robot l-a aruncat ntr-o instalatie de rectificat (main-unealt ce

prelucreaz mecanic prin achiere o suprafa metalic). Nu v

imaginati un robot inteligent i biped ca Terminator, ci un brat

robotic care a fost folosit necorespunztor de ctre victim.

... numrul total al robotilor industriali ce sunt folositi n fabrici se

ridic la peste un milion de exemplare?

... Leonardo da Vinci a schitatplanurile unui humanoid n

1495?Tot el a creat, pentru divertismentul nobililor, un robot ce

era actionat printr-un sistem de prgii i scripeti. n onoarea sa, un

robot chirurg, unul dintre cele mai performante de pn acum, i

poart numele: Robotul DaVinci.

... armata american folosete nu mai putin de 4000 de roboti?

Acetia sunt replici la scar mai mic a tancurilor. Deplasarea se

realizeaz, de obicei, cu ajutorul enilelor, iar robotii au un brat pe

care pot fi amplasate diferite obiecte (camere de filmat, senzori).

Dar nici unul nu este automat, toti suntteleghidati de ctre oameni.

... primul robot humanoid a aprut n 1939 i se numea Elektro?

Construit de ctre cei de la Westinghouse, robotul avea o nltime

de 2 metri i putea reproduce 700 de cuvinte.

... Winebot, construit de ctre japonezii de la NEC System

Technologies, poate recunote cu ajutorul mirosului diferite

tipuri de vin sau brnz? n bratul stng, robotul are un

spectometru cu care analizeaz vinul. Astfel i determin

compozitia chimic. i cum fiecare fel de mncare are un amestec

specific de ingrediente, aflate n baza de date cu care este dotat,

Winebot poate recunote tipul de vin care i-a fost artat.

... cercettorii australieni ncearc s creeze mini-roboti? Acetia

vor imita comportamentul unei bacterii (E. Coli) i vor fi injectati

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti, Student: Florea Marius, Master An I-Mecanica de precizie

2013-2014

n viitorii pacienti pentru a face investigatii medicale direct n

organul afectat.

... R2-D2 este singurul caracter care, de-a lungul celor 6 filme Star

Wars, a aprut neschimbat?

... robotii mnnc? Chris Melhuish, de la laboratoarele Bristol

Robotics, a construit roboti ce folosesc baterii pe baz de bacterii.

Rolul bacteriilor este de a furniza curent electric, care este obtinut

din mute moarte sau mere pe cale s se descompun. Deci robotii

pot s i procure singuri hrana.[1]

Robotul industrial reprezint un sistem fizic, programabil ce este capabil

s realizeze diferite operatii i secvene de operaii de manipulare a unor scule,

piese sau subansamble.

n funcie de operaiunea pentru care au fost creai, roboii industriali se mpart

n:

1. roboi SCARA - specifici pentru operaii de ridicare i aezare a

diferitelor obiecte;

2. roboi cartezieni - acetia permit ridicarea i plasarea obiectelor ce nu

necesit orientare, sau pot fi preorientate.

3. roboi cu ase grade de libertate.

Oricare dintre aceti roboi poate fi redus la elementele constituente, i anume:

spaiu de operare;

sursa de energie;

sursa de informaie;

robotul;

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti, Student: Florea Marius, Master An I-Mecanica de precizie

2013-2014

1.4 Rrobotul SCARA

Un robot este un dispozitiv mecanic, capabil s imite anumite functii

umane, precum cele de manipulare a obiectelor sau de locomotie n scopul

substituirii actiunii umane, pentru realizarea unor anumite sarcini. Sarcina

robotului este mai mult sau mai putin autonom, conform posibilittilor de

perceptie a mediului nconjurtor. n prezent, robotul poate fi definit ca un

sistem cu functionare automat, adaptabil prin reprogramare conditiilor

mediului complex i variabil n care actioneaz, amplificnd sau nlocuind una

sau mai multe dintre functiile umane n actiunea sa asupra mediului.

Robotul modern este un sistem complex, programabil cu ajutorul

calculatorului, echipat cu microprocesoare, senzori, sisteme de actionare,

structuri mecanice, care are capacitate de actiune, de percepere, de decizie i de

comunicare.

Robotii SCARA sunt roboti care au doua articulatii de axe paralele care

ofera posibilitatea de operare intr-un anumit plan selectat. Sunt roboti cu spatiul

de lucru cilindric.

Initialele SCARA provin de la: ,Sellective Compliant Articulated Robot Arm.

Solutia constructiva propusa se constituie dintr-un mecanism de

pozitionare cu trei grade de libertate, ce are in componenta trei elemente

cinematice si trei cuple cinematice.

Cele trei grade de libertate ale mecanismului de pozitionare corespund

miscarilor de: Rotatie la baza(Rz), translatie pe verticala (Tz) si rotatie a

bratului articulat in plan orizontal (Rz).

Cu urmtoarele caracteristici tehnice generale:

-Numru total de axe comandate numeric este 5 si anume:

Axa1 (rotatia la baza robotului industrial): 1= 360 [grade]

Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti, Student: Florea Marius, Master An I-Mecanica de precizie

2013-2014

Axa2 (translatia pe vertical a bratului articulat): x2= 1500 [mm];

Axa3 (rotatia segmentului 2 al bratului articulat) : 3= 280 [grade]

Axa4 (micarea de orientare a efectorului de tip Pitch):4= 240 [grade]