Mechatronika a priemyselné roboty
Mechatronika
- je to nový technický obor zlučujúci niekoľko iných technických oborov. Mechaniku, elektroniku a optiku a iné technické obory. Mechatronika tvorí vlastne prienik týchto oborov.
- vznikla na začiatku 70. rokov v Japonsku, kde sa tento spôsob návrhu aj prvýkrát použil.
Mechatronika rieši nielen samotný výrobok, ale zameriava sa na celý výrobný proces, od stanovenia cieľov, až po spustenie ostrej výroby.
Mechatronika nie je iba šikovná kombinácia už existujúcich technológii ale hľadanie nového spôsobu riešenia.
Výhody mechatronického návrhu:
- skrátenie času medzi zadaním problému a spustením výroby
- zníženie počtu prototypov
- znižovanie nákladov na vývoj a výrobu
- nachádzanie nových doteraz nepoužitých postupov a technológií...
Podstatnou črtou mechatronického prístupu k návrhu je predovšetkým to, že sa usiluje zjednodušiť mechanické systémy a potom ich preprojektovať, pričom zjednodušenie sa prevádza zaradením elektrických časti. Klasický príklad je modulárny robotický systém.
Prvky využívané v mechatronike:
- senzory a mikrosenzory
- elektronické a elektrotechnické prvky a obvody
- mikroprocesorové obvody
- presná a jemná mechanika
- využitie nových psychologický prístupov na hľadanie riešenia – brainstorming, búrka mozgov
- marketing a manažment
- roboty
- Computer aided design (CAD) – návrh pomocou počítača
- Computer drafting aided(CADD) – kreslenie pomocou počítača
- Numerically controlled machine (NC) – numericky kontrolované stroje
- Automated materials handling (AMH) – automatický presun materiálu
Niekoľko oblastí použitia mechatroniky :
1.Meracia technika - inteligentné meracie systémy...
2.Letecká a kozmická technika
3.Laserová technika - zameriavacia technika, kontrola...
4.Domáca technika - CD prehrávače, satelitné súpravy...
5.Automobilová technika
PRIEMYSELNÉ ROBOTY
Priemyselné roboty sa stávajú jedným z ukazovateľov trendu a úrovne automatizácie v továrňach a podnikoch. V súčasnosti premiestňujú ľudí z fabrík a výroby., tam kde bol potrebný robotník, strojník , zvárač, lakovač... sa uplatňujú roboty.
Používajú sa hlavne na pracoviskách veľmi nebezpečných, psychicky náročných alebo nudných.
Robot je jednou z najdôležitejších mechatronických systémov. Ich vývoj bol podmienený potrebou flexibilného systému, ktorý sa dokáže veľmi rýchlo preprogramovať na nový výrobný program.
Robot rieši tieto manipulačné úkony vo výrobnom procese:
- nepresný pohyb, napríklad striekanie, striekacie roboty
- manipulácia z predmetmi typu uchyť, prenes a pusť
- presný pohyb ako napríklad zváranie
- montážne operácie, napríklad skrutkovanie, zakladanie ...
- kontrolné operácie a sledovanie okolia
V súčasnosti sa roboty delia na:
- manipulátory
- teleoperátory
- priemyselné roboty
Manipulátory –
zariadenia, ktoré slúžia na manipuláciu z materiálom a ich činnosť priamo riadi človek
Teleoperátory –
diaľkovo riadené roboty, človek riadi robot na diaľku v prostredí, ktoré je pre človeka nebezpečné, napr. manipulácia z rádioaktívnym materiálom, práca vo veľkých hĺbkach ...
Priemyselné roboty –
sú to manipulátory, ktoré pracujú samostatne podľa programu a dajú sa pohybovať v troch osiach
Podľa schopností a vlastností poznáme roboty:
prvej generácie – robot vykonáva prácu podľa vopred určeného programu, pričom nevyužíva informácie z okolia, dá sa preprogramovať, napríklad robot obsluhujúci lis
druhej generácie – podstatne zložitejšia ako prvá, dajú sa programovať, získavajú informácie z okolia pomocou snímačov
tretej generácie– obvykle obsahuje niekoľko uchopovacích zariadení, má vysokú pohyblivosť, zložitý riadiaci systém s počítačom, schopnosť videnia a orientácie v priestore, rozpoznávanie tvaru predmetov ... Tieto roboty nazývame inteligentné roboty.
HLAVNÉ ČASTI TYPICKÉHO PRIEMYSELNÉHO ROBOTA:
-riadiaca časť
-manipulátor
-výkonná časť - end effector (striekacia pištoľ)
RIADIACA ČASŤ :
-riadi celý proces práce robota .Skladá sa z hardwaru a softwaru. Obyčajne sa jedná o mikroprocesorové riadenie , ktoré riadi celý systém podľa vopred určeného programu. Tento program sa dá meniť a tým sa mení práca robota.
Senzorický systém získava informácie z okolia a podľa toho určuje svoje správanie. Dokonalé roboty sa dokážu adaptovať na novú situáciu.
MANIPULÁTOR :
- je to mechanická časť robota, slúži na pohyb výkonnej časti, ktorá je upevnená na konci ramena manipulátora. Manipulátor by mal mať čo najviac stupňov voľnosti, vysokú tuhosť, presnosť ...
Skladá sa : - základňa
- rameno
- pohonný mechanizmus
Výkonna časť ( end effector ) :
- je umiestnená na konci ramena manipulátora a vykonáva samotné operácie.
- napr : striekacia pištoľ , mechanická ruka , zváracie kliešte ...
SENZORY ROBOTOV
Senzory poskytujú robotom informáciu o prostredí v ktorom pracuje a o stave samotného robota.
ROZDELENIE - vnútorné senzory
- vonkajšie senzory
VNÚTORNÉ SENZORY :
-slúžia na sledovanie činnosti systému robota jeho všetkých častí
Pr: - snímanie polohy manipulátora
- snímanie rýchlosti manipulátora
- snímanie sily a momentu
- snímanie funkčných parametrov pohonu ( tlak v tekutinovom mechanizme , prúd v obvode kotvy elektromotora)
Používané snímače :
 odporové snímače (snímače polohy)
 selsyny (snímače pootočenia)
 inkrementálne snímače (snímače polohy, snímače rýchlosti )
 piezoelektrické snímače ( snímače tlaku)
 tenzometre (snímače sily , a mechnického namáhania)
VONKAJŠIE SNÍMAČE :
- slúžia na sledovanie objektov , s ktorými robot pracuje.
Pr: - sledovanie polohy objektov
- sledovanie tvaru objektov
- sledovanie rozmerov objektov
Používané snímače :
 dotykové snímače (zopnutý, rozopnutý)
 piezoelektrický snímač
 fotoelektrický snímač
 ultrazvukový snímač
 laserový snímač
 indukčný a kapacitný snímač