Číslicové riadenie a priemyselné roboty

Číslicové riadenie a priemyselné roboty

Etapy vývoja techniky:

• Špecializácia nástrojov – objavovanie a vynaliezanie nových nástrojov, ich špecializácia (primitívne nástroje).
• Mechanizácia – nahrádza manuálnu činnosť strojom, využitie mechanizačných prostriedkov ( riadi ich človek, odstraňujú namáhavú opakujúcu sa prácu).
• Automatizácia – nahrádza riadenie činnosti človeka strojom (automat )

Základné pojmy :

Automatizácia – oslobodenie človeka od bezprostredného riadenia výrobných procesov.

Automat – mechanizmus, zariadenie, kde prebieha riadený proces, bez priamej účasti človeka. Charakteristické znaky automatu : samostatnosť, pracovný cyklus viazaný programom.

Riadenie - účelové pôsobenie riadiaceho člena na riadený člen.

 Druhy riadení :

1) Podľa toho, kto riadi a v akej kvalite :

• ručné riadenie ( ruka – človek )
• automatické ( stroj )
• kybernetické (riadenie počítačom )

2) Podľa druhu časovej zmeny signálu :

• spojité (veličiny sa menia plynulo)
• nespojité ( menia sa skokom)
• hybridné (aj spojité aj nespojité)

3) podľa roho, či vyhodnocujeme výsledok riadiaceho procesu okamžite prostredníctvom spätnej väzby alebo nie:

• ovládanie ( riadenie bez spätnej väzby – bez spätnej kontroly meraním )
• regulácia ( je riadenie so spätnou väzbou – udržiavanie výstupnej veličiny na požadovanej hodnote. Skutočná hodnoty meranej – regulovanej veličiny sa zisťuje meraním a na základe toho sa volí okamžitý zásah.

4) podľa toho, či spracovávame ľubovoľné hodnoty riadiaceho procesu alebo len dvojhodnotové signály:

• Regulačné ( ľubovoľné hodnoty)
• logické ( dvojhodnotové)

Automatické riadenie počítačom

Podľa základnej funkcie číslicového počítača v regulačnom obvode rozlišujeme 3 základné štruktúry obvodov číslicovej regulácie:

• Nepriame riadenie PC v otvorenej slučke OFF LINE – otvorené riadenie
• Nepriame riadenie PC v uzavretej slučke ON LINE – uzavreté riadenie
• Priame riadenie PC IN LINE

OFF LINE:

• Najnižší stupeň využitia PC. PC sa nachádza mimo regulačnej slučky a slúži ako informátor a poradca operátora.

PC plní tieto úlohy:

• Vysiela riadiace pokyny pre operátora
• Vykonáva bilančné výpočty
• Ohlasuje dosiahnutie hraničných hodnôt ( zaznamenáva potrebné údaje na tlačiarni)

ON LINE :

PC sa stáva súčasťou regulačnej slučky a nastavuje požadovanú hodnotu v bloku ústredného člena regulátora.

IN LINE:

• Najvyšší stupeň riadenia
• RP plní funkciu regulátora

Priemyselné roboty a ich aplikácie

Zariadenia na automatizáciu manipulačných úkonov vo výrobných procesoch. Roboty umožňujú oslobodzovať ľudí od jednotvárnej, namáhavej a zdraviu škodlivej práce. 

Využitie: Zdravotníctvo, priemysel, atď.

Druhy robotov:

1) z hľadiska praktického uplatnenia

• manipulačné – na premiestňovanie predmetov
• technologické – vykonávajú technologické úlohy (lakovanie, zváranie)
• montážne roboty – skladajú výrobky zo súčiastok

2) podľa účasti človeka na riadení prostriedkov automatickej manipulácie

• manipulátory - slúžia na manipuláciu s materiálom a riadi ich človek
• teleoperátory – diaľkovo riadené manipulátory ( človek je súčasť riadiaceho systému), využitie v nebezpečnom prostredí pre človeka. (teleoperátory pre jadrovú energetiku, tele. na likvidáciu nástražných výbušnín)
• priemyselné roboty – automatické manipulačné zariadenia ľubovoľne programovateľné v 3 osiach s podávacími rukami alebo technologickými nástrojmi, využitie v priemysle.

Podľa charakteristických vlastností a schopností :

1, Prvá generácia - priemyselné roboty = majú programovateľné zariadenia pracujúce s pamäťou a otvorené riadenie, ktoré len občas pracuje s informáciami z blízkeho okolia.

2, Druhá generácia =dokonalejšia, pružná programovateľnosť činnosti robota s operačnou aj vonkajšou pamäťou. Robot získava informácie o technologickej scéne cez snímače/senzory.

3, Tretia generácia – inteligentný robot = komunikácia rečou.

Základné stavebné časti robota

Z funkčného hľadiska možno priemyselný robot rozdeliť na tieto časti:

1. Manipulačný mechanizmus (MM)
2. Pohonný systém (PS)
3. Riadiaci systém (RS)
4. Senzorové pole (SP)

1. Manipulačný mechanizmus :

• Tvorí mechanická konštrukcia zo sústavy ramien, ktoré môžu robiť posuvné alebo rotačné pohyby.
• Z hľadiska pohybovej štruktúry sa skladá MM z troch častí :
• stojan s ramenom
• ruka
• koniec ruky a, chápadlo – čeľuste, elektromagnet

 b, technologická hlavica (lakovanie, zváranie, vŕtanie, brúsenie)

1. Riadiaci systém :

• Musí zabezpečovať riadenie jednotlivých pohonov, zabezpečujúcich svoj vlastný pohyb ako aj spoluprácu s okolím.

RS môžu byť : a, s pevným programom

b, s pružným programom

1. Senzorové pole :

• Získava informácie o pracovnom prostredí robota.

SZ tvorí : a, optický snímač – kamera

b, zvukový snímač – mikrofón

c, približovacie snímače – fotoelektrické snímače

ultrazvukové snímače

hmatové snímače

Rozoznávame 3 druhy riadenia (obrázok)

Regulačný obvod sa skladá:

• RS = regulovaná sústava – zariadenie, v ktorom prebieha proces regulácie (napr. pec, kotol, dom,...)
• R = regulátor – môže byť buď človek = ručná regulácia, alebo technické zariadenie = automatická
• S = snímač – meria hodnotu
• P = pohon
• RV = regulačný ventil
• RP = riadiaci počítač

Veličiny :

• X = regulovaná veličina
• Z = poruchová veličina
• W = program
• W₁ = riadiaca veličina regulátora
• P_Č = porovnávací člen
• E = regulačná odchýlka
• Y_R = opravná veličina
• Y = akčná veličina