Motoare Electrice

I. GENERALITĂTI ALE ROBOTILOR INDUSTRIALI

1.1. Introducere în problematica robotilor industriali. Definitii

Notiunea de “robot” a fost introdusă pentru prima dată de scriitorul ceh Karel Capek

într-o piesă de anticipatie stiintifică “R.U.R.” (Rossum’s Universal Robot), scrisă în anul

1922, pentru a denumi fiintele umanoide – personajele principale ale comediei. Constituind

vreme îndelungată tema unei ample literaturi stiintifico-fantastice, robotii au fost realizati

ca sisteme tehnice relativ recent, determinând aparitia unei noi orientări tehnico-stiintifice

si anume tehnica robotilor. Domeniile de aplicare a tehnicii robotilor se lărgesc mereu, ei

putând fi utilizati în industrie, transporturi si agricultură, în cercetarea stiintifică, în

cunoasterea oceanului si a spatiului cosmic etc.

În general, robotii constituie o clasă de sisteme tehnice care imită sau substituie

functii motrice sau intelectuale umane. Aceasta se realizează prin asocierea diferitelor tipuri

de sisteme de manipulare sau locomotoare, determinând caracterul antropomorfic al

robotului, cu diferite tipuri de echipamente de calcul sau logice, care determină functiile

intelectuale ale acestuia. Robotii îsi desfăsoară activitatea într-un mediu concret, ale cărui

caracteristici pot rămâne constante sau sunt variabile în timp. Din punct de vedere al relatiei

om-robot în timpul desfăsurării lucrului robotilor, acestia se împart în trei mari categorii:

· Roboti automati;

· Roboti biotehnici;

· Roboti interactivi.

Robotii automati realizează functiile lor fără participarea directă a omului în

procesul de comandă. Având în vedere adaptabilitatea lor la conditiile (starea) mediului în

care îsi realizează functiile, robotii automati se împart în trei generatii:

1. Robotii din generatia I, care se caracterizează prin program fix de functionare, ei fiind

capabili să repete în mod strict operatiile specificate în program, sub conditia

invariabilitătii mediului în care se lucrează, fără perturbatii externe. Ei nu se adaptează la

schimbările mediului, neavând, practic, nici o informatie despre mediul extern. Programul

acestor roboti se poate schimba într-o oarecare măsură si sunt utilizati cel mai bine la

aplicatii industriale pentru operatii ce se repetă stereotip.

2. Generatia a II-a cuprinde roboti adaptivi, capabili să lucreze în conditii de mediu

variabile sau partial necunoscute initial. Capacitatea de adaptare a robotului la actiunea

perturbatiilor date de schimbările de mediu este determinată de senzorii cu care se dotează

acesti roboti, de la care se obtin informatii asupra schimbărilor conditiilor externe. Acesti

roboti lucrează după un ciclu de operatii definite în prealabil, dar pot să efectueze si operatii

sub schimbarea conditiilor de operare.

3. Generatia a III-a cuprinde roboti inteligenti, posedând oarecare caractere de

inteligentă artificială, gradul lor de inteligentă variind în raport cu functiile care au fost

dorite initial. Acesti roboti sunt capabili să-si definească actiunile instantanee luând în

considerare informatiile obtinute prin senzori tactili, vizuali sau de zgomot asupra mediului

de operare, să rezolve probleme particulare si să-si modifice modul de actiune în

concordantă cu variatiile mediului de operare.

6

Robotii biotehnici sunt roboti la care există o permanentă participare a operatorului

uman în procesul de comandă. Sunt împărtiti în trei subgrupe:

- roboti comandati pas cu pas;

- roboti copiativi, denumiti si master-slave robots;

- roboti semiautomati.

În cazul robotilor comandati pas cu pas, prin actionarea de către operatorul uman a

unui buton sau manetă, este pus în functiune unul din gradele de miscare ale robotului.

Robotii master-slave sunt constituiti din două lanturi cinematice deschise, primul lant

(master) având miscarea comandată de operatorul uman, iar al doilea (slave) copiind la

scară această miscare si efectuând operatiile de manipulare pentru care este destinat

robotul. În alte cazuri, legătura dintre master si slave este indirectă, prin teletransmisie. În

ambele cazuri, operatorul uman trebuie să vadă tot timpul miscarea elementului manipulat

de slave, aceasta printr-o fereastră sau pe un ecran display.

În cazul robotilor biotehnici semiautomati, operatorul uman participă nemijlocit la

procesul de comandă, dar în acelasi timp cu el lucrează si un calculator universal sau

specializat. Semnalul de comandă la aceste sisteme este dat de operatorul uman, obisnuit

printr-o manetă de comandă ce poate avea 3-6 grade de miscare. Semnalul obtinut prin

apăsarea manetei după un grad de miscare oarecare este preluat de calculator, care

efectuează calcule si formează semnalele de comandă pentru fiecare grad de miscare al

organului de executie al robotului.

Robotii interactivi se caracterizează prin faptul că operatorul uman are numai o

participare periodică în procesul de comandă, în restul timpului robotul fiind comandat

automat de calculatorul electronic. Acesti roboti pot functiona în regim automatizat, cu

alternarea permanentă a regimului biotehnic cu cel automat, cu comandă de supervizare sau

cu comandă de dialog. Prin utilizarea acestor roboti se ating două scopuri. Pe de o parte,

efectuându-se automat toate operatiile robotului, se obtine productivitatea maximă a

lucrului acestuia. Pe de altă parte, înfăptuind comanda la distantă a robotului de către om,

se obtine posibilitatea efectuării unor operatii complexe în locuri în care omul nu poate

actiona nemijlocit. Ca urmare, acesti roboti sunt utilizati în cercetarea spatiului cosmic, a

oceanului, în cazul unor operatii complexe din mediul industrial, în exploatarea minelor cu

instalatii de teleoperare. Robotii ce actionează în medii industriale au căpătat denumirea de

roboti industriali. În general, acestia sunt roboti automati si în cazuri mai rare se utilizează

în industrie si roboti biotehnici sau interactivi. Sunt răspânditi, în special, roboti programati

si mai putin, cei adaptivi. Robotii inteligenti se află în faza de încercări în laboratoare sau

aplicatii la unele operatii de montaj automa