Roboty przemysłowe. Budowa i zastosowanie

Podręcznik zawiera aktualne wiadomości z zakresu budowy, sterowania i zastosowania robotów przemysłowych. Przedstawiono w nim klasyfikację robotów, ich budowę (także modułową), struktury kinematyczne (roboty mobilne), a także układy sterowania oraz programowanie robotów. Omówiono napędy robotów: pneumatyczne, elektrohydrauliczne, elektryczne, oraz przekładnie mechaniczne. Opisano układy sensoryczne: przemieszczenia i położenia oraz odpowiadające zmysłom dotyku i wzroku, a także chwytaki. Przedstawiono systemy sztucznej inteligencji stosowane w układach sterowania oraz metody projektowania i zasady budowy zrobotyzowanych stanowisk i systemów wytwarzania stosowanych w procesach technologicznych, obsłudze obrabiarek i maszyn technologicznych oraz w montażu. Zaakcentowano zagadnienia bezpieczeństwa pracy w otoczeniu robotów. Podręcznik jest przeznaczony dla studentów politechnik oraz słuchaczy wyższych szkół technicznych kierunków robotyka i automatyzacja oraz inżynieria produkcji.

Spis treści

Wstęp

1.Rozwój robotyki

1.1. Rys historyczny rozwoju robotyki
1.2. Dane statystyczne ilustrujące rozwój robotyki przemysłowej
1.3. Czynniki stymulujące rozwój robotyki
1.4. Zakres i problematyka badawcza robotyki
1.4. Prawa robotyki

2.Definicje i klasyfikacja robotów przemysłowych

2.1. Definicje podstawowe
2.2. Klasyfikacja robotów przemysłowych
2.2.1. Klasyfikacja robotów ze względu na budowę jednostki kinematycznej
2.2.2. Klasyfikacja robotów ze względu na strukturę kinematyczną
2.2.3. Klasyfikacja robotów ze względu na sterowanie
2.2.4. Klasyfikacja robotów ze względu na liczbę stopni swobody i rodzaj napędu
2.2.5. Klasyfikacja robotów ze względu na inne kryteria

3.Budowa robotów przemysłowych

3.1. Podstawowe zespoły i układy robotów przemysłowych
3.2. Roboty monolityczne o szeregowej strukturze kinematycznej
3.2.1. Roboty o strukturze kinematycznej przegubowej
3.2.2. Roboty o strukturze kinematycznej sferycznej
3.2.3. Roboty o strukturze kinematycznej cylindrycznej
3.2.4. Roboty o strukturze kinematycznej SCARA
3.2.5. Roboty o strukturze kinematycznej PUMA
3.2.6. Roboty strukturze kinematycznej kartezjańskiej
3.2.7. Roboty wielokorbowe
3.3. Roboty o budowie modułowej i szeregowej strukturze kinematycznej
3.3.1. Wiadomości wstępne
3.3.2. Aluminiowe profile konstrukcyjne
3.3.3. Przykłady budowy modułowej
3.4. Roboty i manipulatory o strukturach równoległych
3.4.1. Manipulatory równoległe o trzech stopniach swobody
3.4.2. Przestrzenne manipulatory równoległe o większej liczbie stopni swobody
3.5. Roboty i manipulatory o strukturach hybrydowych
3.5.1. Manipulator o strukturze hybrydowej PAROS-4
3.5.2. Manipulator o strukturze hybrydowej Georg V
3.6. Roboty mobilne
3.6.1. Roboty poruszające się po stałym torze jezdnym
3.6.2. Autonomiczne roboty mobilne

4.Wprowadzenie do kinematyki robotów

4.1. Elementy struktury kinematycznej robotów przemysłowych
4.2. Kinematyka robotów o strukturze szeregowej
4.2.1. Opis pozycji i orientacji robota
4.2.2. Odwzorowania przekształcenia opisów przy przejściu z jednego układu współrzędnych do drugiego
4.2.3. Transformacja prosta ramienia o dwóch stopniach swobody
4.2.4. Transformacja odwrotna ramienia o dwóch stopniach swobody
4.2.5. Robot o trzech stopniach swobody w przestrzeni o dwóch wymiarach
4.2.6. Robot z czterema stopniami swobody w przestrzeni o trzech wymiarach
4.3. Kinematyka robotów o strukturach równoległych
4.3.1. Kinematyka manipulatora równoległego typu DELTA
4.3.2. Kinematyka manipulatora równoległego typu hexapod RPR
4.4. Kinematyka robotów mobilnych

5.Sterowanie robotów przemysłowych

5.1. Zadania układów sterowania
5.1.1. Reagowanie na działalność operatora
5.1.2. Sterowanie w osiach dyskretnych
5.1.3. Sterowanie w osiach pozycjonowanych płynnie
5.1.4. Sterowanie wejść i wyjść technologicznych
5.1.5. Ustalanie kolejności dalszego działania
5.2. Klasyfikacja układów sterowania
5.3. Układy sterowania teleoperatorów
5.4. Programowalne sterowniki logiczne PLC
5.5. Układy sterowania numerycznego komputerowego
5.5.1. Architektura systemu mikroprocesorowego
5.5.2. Parametry i funkcje modułów układu sterowania mikroprocesorowego
5.6. Programowanie robotów przez nauczanie
5.6.1. Informacje ogólne
5.6.2. Opis instrukcji
5.6.3. Przykład programowania robota
5.7. Sterowanie autonomicznych robotów mobilnych

6.Napędy robotów przemysłowych

6.1. Przeznaczenie napędów i zakres ich działania
6.2. Napędy pneumatyczne
6.3. Napędy elektrohydrauliczne
6.4. Napędy elektryczne
6.4.1. Napędy prądu stałego z silnikami komutatorowymi
6.4.2. Napędy prądu stałego z silnikami bezkomutatorowymi
6.4.3. Napędy prądu przemiennego
6.4.4. Napędy liniowe
6.4.5. Napędy z silnikami skokowymi
6.5. Przekładnie mechaniczne
6.5.1. Przekładnie mechaniczne przekazujące ruch obrotowy
6.5.2. Przekładnie mechaniczne do zmiany ruchu obrotowego na postępowy
6.5.3. Redukujące przekładnie mechaniczne

7.Układy sensoryczne

7.1. Wprowadzenie do układów sensorycznych
7.2. Układy pomiarowe położenia i przemieszczenia
7.2.1. Potencjometr pomiarowy
7.2.2. Selsyn przelicznikowy (rezolwer)
7.2.3. Induktosyn liniowy i obrotowy
7.2.4. Przetwornik obrotowo-impulsowy i liniał kreskowy
7.2.5. Tarcze i liniały kodowe
7.3. Układy pomiarowe prędkości
7.4. Układy sensoryczne dotyku
7.4.1. Czujniki stykowe
7.4.2. Przetworniki siły i naprężeń
7.4.3. Przetworniki dotykowe typu "sztuczna skóra"
7.5. Układy wizyjne
7.5.1. Zadania układów wizyjnych
7.5.2. Układy do identyfikacji położenia przedmiotów
7.5.3. Układy rozpoznające obrazy
7.6. Układy sensoryczne obecności i zbliżenia
7.6.1. Ultradźwiękowy czujnik zbliżenia
7.6.2. Czujniki laserowe
7.6.3. Skanery laserowe
7.6.4. Sensory obecności

8.Urządzenia chwytające robotów przemysłowych

8.1. Zadania urządzeń chwytających
8.2. Klasyfikacja i charakterystyka urządzeń chwytających
8.3. Wybór typu chwytaka dla danej klasy obiektów manipulacji
8.4. Budowa chwytaków mechanicznych
8.4.1. Układy napędowe
8.4.2. Układy przeniesienia napędu
8.4.3. Układy wykonawcze chwytaków
8.5. Projektowanie mechanizmów chwytaka
8.5.1. Algorytm projektowania chwytaków
8.5.2. Przykład obliczania mechanizmu chwytaka ze sztywnymi końcówkami

9.Sztuczna inteligencja w robotyce

9.1. Wprowadzenie do systemów sztucznej inteligencji
9.2. Struktura i funkcje inteligentnego robota
9.3. Układy sterowania ruchem człowieka, a układy sterowania robota
9.4. Sieci neuronowe jako układy sterowania ruchem robotów
9.4.1. Budowa sieci neuronowych
9.4.2. Sterowanie ruchem robota
9.4.3. Zastosowanie sieci neuronowych do rozpoznawania obrazów
9.5. Sterowanie rozmyte FC (Fuzzy Control)
9.5.1. Wprowadzenie
9.5.2. Podstawy sterowania rozmytego
9.5.3. Przykład sterowania ruchem w osi robota

10.Zastosowania robotów przemysłowych

10.1. Budowa zrobotyzowanych systemów wytwarzania
10.1.1. Wprowadzenie do projektowania zrobotyzowanych 273
systemów wytwarzania
10.1.2. Najważniejsze cechy projektowania mechatronicznego
10.2. Robotyzacja stanowisk spawalniczych
10.2.1. Zrobotyzowane stanowiska spawania łukowego
10.2.2. Zrobotyzowane stanowiska zgrzewania
10.2.3. Zrobotyzowane stanowiska spawania i cięcia laserowego oraz plazmowego
10.3. Zrobotyzowane stanowiska manipulacji i paletyzacji
10.4. Zrobotyzowane stanowiska obróbkowe
10.5. Robotyzacja stanowisk montażowych
10.5.1. Podstawy robotyzacji prac montażowych
10.5.2. Konfiguracja zrobotyzowanych stanowisk montażowych
10.5.3. Roboty do zadań montażowych
10.5.4. Przykłady zrobotyzowanych stanowisk montażowych

11.Bezpieczeństwo na zrobotyzowanych stanowiskach pracy

11.1. Uwagi ogólne
11.1.1. Zagrożenia na zrobotyzowanych stanowiskach pracy
11.1.2. Przyczyny wypadków podczas pracy w systemach zrobotyzowanych
11.1.3. Ogólne zasady bezpiecznej integracji robota z systemem
11.2. Metody zabezpieczania systemów zrobotyzowanych
11.2.1. Podział systemów ochronnych
11.2.2. Zabezpieczenia sprzętowe poziomu pierwszego
11.2.3. Sposoby detekcji obecności człowieka
11.2.4. Analiza i ocena metod detekcji
11.2.5. Normy dotyczące bezdotykowych urządzeń ochronnych

Literatura
Skorowidz