otázky ke zkoušce

álku příkazy člověka. Tato možnost ovládání pracovního mechanismu na dálku se využívala a využívá pro vědecké, lékařské i vojenské účely. Už dnes se provádí některé operace nepřímo pomocí miniaturních manipulátorů. Pomocí dálkově řízených manipulátorů se může manipulovat též s nebezpečnými látkami apod.
Programovatelné - jsou řízeny programovým ústrojím. Provedením, pohonem a funkcí jsou na obsluhovaném stroji nezávislé. S pevným programem - program se nemění během činnosti manipulačního mechanismu, je stálý, programové ústrojí je jednoduchého provedení. Nazýváme je "jednoduché průmyslové roboty".
S proměnlivými programy - mají možnost přepínání nebo volby programu, většinou podle scény, ve které se manipulační mechanismy právě nacházejí. Bývají to zařízení s adaptivním řízením . Představují v současné době špičku konstrukčního provedení a nazýváme je "Průmyslovými roboty".
Kognitivní roboty - jsou to roboty vybavené možností vnímání a racionálního myšlení
(kognitivní proces = proces vnímání a racionálního myšlení). Průmyslové roboty se liší od informa ních systémů, jakými jsou např. počítače, vykonáváním fyzikálního vlivu na okolí. Úkony (činnost vykonávaná manipulačními mechanismy) jsou buď
a.) převážně manipulační, tj. slouží k přemisťování objektů a jejich mechanickému ovládání (objekty mohou být i nástroje ad b);
b.) výrobně-technologické, tj. vykonávají některé technologické operace dosud realizované výrobními zařízeními (např. vrtání, soustružení apod.).
Činnost, převážně vykonávaná, pak klade požadavky na vlastní provedení manipulátorů, jejich po et stupňů volnosti, úroveň řízení atd.
Podle konstrukčního provedení lze dále provést rozdělení na
a. stavebnicové - modulární
b. nestavebnicové – nemodulární
Modulární provedení se skládá ze samostatných funkčních celků-modulů. Modulově je
uspořádána jak mechanická část, tak i řídicí ústrojí.
Zvláštní skupinu manipulačních zařízení (jak bylo uvedeno v úvodní klasifikaci) tvoří roboty.
Roboty složitějšího provedení, a pak hlavně kognitivní, se od ostatních manipulačních
mechanismů liší především úrovní řízení. Vyznačují se následujícími vlastnostmi:
1. Manipulační schopností, tj. uchopením a přemisťováním předmětů, různými montážními úkony, úpravou předmětů, zacházením s pomocnými předměty (např. s nástroji).
2. Autonomností chování, tj. složitou posloupností úkonů prováděnou automaticky podle určitého programu. Důležitý je zejména případ, kdy tento program není pevný (daný konstrukcí, jako např. u klasických řídících automatů), ale volitelný buď člověkem nebo automaticky vlastním zařízením.
3. Univerzálností ve smyslu "víceúčelovosti", nikoli "všemohoucnosti". Zařízení neslouží pouze k jedinému účelu, ale k více, někdy dosti rozmanitým účelům. To souvisí s možností změny programu, jež má být jednoduše a rychle proveditelná.
4. Existence vazby s prostředím (vnímání). Kromě jednoduchých mechanických (dotekových) elektromagnetických čidel lze u složitějších systémů počítat i s vizuální (použitím televizní kamery) a akustickou vazbou.
5. Prostorovou integrací do jednoho objektu. Důsledkem je snadná transportovatelnost; v některých případech lze požadovat, aby systém byl mobilní.
Generace robotů a manipulátorů :
Průmyslové roboty je možno rozdělit do pěti generací:
• v nulté generaci jsou zařazeny manipulátory a roboty zpravidla bez zpětné vazby, kdy veškeré poruchy i změny ve sledované oblasti (signalizované čidly) vedou k nedovolení dalšího kroku a centrálního odpojení systému od přívodu energie, tj. zastavení systému (tzv. "central stop") a přivolání údržbáře nebo seřizovače
• do prvé generace zařazujeme roboty s jednoduchou zpětnou vazbou, schopné přepínání několika podprogramů (předem vytvořených člověkem) a práce podle nich
• ve druhé generaci jsou roboty se schopností optimalizace, tj. schopností vybírat z předem zadaných programů ten optimální, podle zadaného kriteria optimalizace
• třetí generace je charakterizována roboty jež jsou schopné samostatné tvorby programu, neboť se dokáží učit z nabytých zkušeností. Zde se předem zadává pouze cíl činnosti (úkol), přičemž způsob jeho splnění je ponechán na inteligenci řídicího systému, který si sám vytvoří program
• čtvrtá generace je reprezentována autonomními roboty se sociálním chováním, které se chovají podobně jako člověk, tedy samostatně si volí i cíl práce.
V současné době jsou v našich závodech nasazeny roboty nulté a první generace; výjimečně i roboty druhé generace (někdy nazývané "systém oko - ruka"). Cena robotů druhé
generace je totiž značně vysoká, neboť je bezprostředně závislá na složitosti a cenové dostupnosti senzorové techniky, umožňující potřebné rozpoznávání a vyhodnocování pracovní scény robotu.
Tuhost konstrukcí PRaM
Konstrukce průmyslových robotů a manipulátorů jsou vystaveny působení těchto sil:
- tíhové síly dané hmotností vlastní konstrukce a hmotností zátěže,
- dynamické síly vznikající při rozběhu a brzdění pohybových jednotek,
- vnější síly vznikající při realizaci technologických operací a při spolupráci s jiným zařízením.
Sledování jejich velikostí souvisí jednak s problematikou dimenzování pohonů a jednak má význam pro konstrukci vlastních kinematických struktur. Vztah působících sil vzhledem ke konstrukci kinematické struktury se posuzuje odolností konstrukce proti deformaci, tzv. tuhostí. Rozlišují se dva druhy deformací - posunutí a natočení, a odpovídající parametry tuhosti jsou určeny těmito vztahy:
cp= F/y- tuhost v posunutí Nm-1 cn=M/ϕ -tuhost v natočení Nm.rad-1
F- síla v Newtonech; y – posunutí dané deformací vyvolané silou F; M – moment (Nm) ϕ úhel natočení daný příslušnými deformacemi (rad)
Tuhost prutové stavby je závislá na : druhu použitého materiálu, geometrických charakteristikách deformovaného tělěsa, druhu zatížení a typu podpěr atd.
obr, Geometrický řetězec
Geometrie PRaM
Popis geometrie má za cíl popis pohybu efektoru (výstupní části, výstupní hlavice) v
závislosti na ase a s vyloučením silových účinků, stanovení jeho trajektorie, rychlosti a zrychlení
Z hlediska robotiky používáme dva druhy
souřadnic:
1. kloubové (φ1, φ2, φ3 ...otočení, a p1, p2 ...posunutí, tj. souřadnice prostoru).
2. kartézské, tj. souřadnice prostoru.
Při odvíjení základních úloh pak trajektorie vyjadřujeme těmito druhy so