Handbook of Industrial Robotics John Wiley & Sons, 1999 Ed. Shimon Y. NOF, Purdue Univ. USA Prof. KOVÁCS György PTE PMMK Műszaki Informatika és Villamos Intézet gyorgy.kovacs@sztaki.hu
Robotok Karel Capek (1921-22) Rossum s Universal Robots (RUR) Isaac Asimov 1. Robot nem bánthat embert 2. R. végrehajtja az ember utasításait 3. R. védi magát, hacsak nem mond ellent 1-nek, vagy 2-nek Joseph Engelberger 1954: első programozható manipulátor --- robot 1961: szabadalom Robotalkalmazás Folyamatosan nehéz/veszélyes munkára Ember helyett, ha az ember nem akarja Ember helyett, ha gazdaságosabb Antropomorf robot normál, tripod és egyéb robot Új ipari robotok száma évente kb. 140.000 Japán (80K), USA (20K), EU (20K),...
Robotok a gyártásban/tegnap-ma Anyagmozgatás: szerszámgépek és egyéb állomások kiszolgálása, rakodás Öntés, pont-, ívhegesztés, kovácsolás, hőkezelés, préselés, festés Szerelés (össze) Intelligens robotok: nem csak belső erő-nyomaték érzékelőkkel, hanem külső tapintó, látó, halló, szagló érzékelők
Robotok /ma-holnap Szerelés (össze-szét) Megmunkálás robotkarra szerelt szerszámokkal (festő, maró, fúró, vágó, sorjázó, stb.) Ellenőrzés Csomagolás, bőr-, textil-kezelés Tisztítás, Takarítás Orvosi alkalmazások Mikro-robot, nano-robot
1. Az ipari robotika fejlődése Történelmi áttekintés és a robotok szerepe az automatizálásban (J. Engelberger) Robotika Japánban (trendek és kihívások) 23% autóipar, 32% elekrtotechnika, 20% műanyagipar, 5% fémfeldolgozás Robotika és gépi intelligencia 1-2-3. generáció, 4: intelligencia-adaptivitás, szövegfelismerés, stb. Trendek és ipari igények GM: 1973: 0, 1995: 15.000 Intelligens alkalmazások
2. Mechanikai tervezés Manipulátor tervezés (Warnecke et al.) Manipulátorok kinematikája és dinamikája Mátrixok, munkatér, inverz kinematika, sokszabadságfok, többkarú- és párhuzamos rendszerek Robot kezek és végrehajtó eszközök Mobil- és sétáló-robotok Lábon, kerekeken, lánctalpon hegyen, lépcsőn Táv-operáció, táv-robotika és távjelenlét Mikrorobotika Energia: belső: elemek, külső: optikai, mágneses, elektromos, ultrahang Nanorobotika
3. Irányítás és intelligencia Robotvezérlők (control) tervezése Felhasználói felület, robot program, végrehajtás, mozgás, I/O, érzékelők, hálózat, programozható vezérlő, motorok, programozás, stb. Érzékelők (szenzorok) a robotikában Végálláskapcsolók, erő és nyomaték, látás, hallás Sztereo látás ipari alkalmazása (2D-3D) Robotok mozgástervezése és irányítása Mozgó robotok intelligens irányítása Világmodell, érzékelés, végrehajtás Virtuális valóság és a robotika
4. Programozás és intelligencia On-line programozás Tanulás, ismétlés, stb. Off-line programozás Modellezéssel, programozva Tanulás, következtetések és problémamegoldás a robotikában Neuro-fuzzy rendszerek Több-robotos rendszerek koordinálása és irányírása Intelligens, tárgyalásos, stb. Robotok csoportos viselkedése (G. Bekey)
5. Szervezési és gazdasági szempontok Ipari robot szabványok Biztonság, teljesítmény (US vs. ISO) Szervezési és automatizálási hatások a termelő munkások minősítésére (H-J. Bullinger) Tanulás, gondolkodás, felelősség, együttműködés, teljesség CIM/Robotika menedzsment rendszerek Ember integrálása A CIM és a Robotika a vállalati újratervezésben (re-engineering) Jelenlegi és javasolt szervezés, folyamatok, üzemelés Robotintegrálás gyártórendszerekben (Weston)
6. Alkalmazás: tervező technikák Termék- és termelés-tervezés Operáció kutatás robotos rendszerekhez Egészértékű programozás, lineáris programozás, heurisztika, sorbanállás, szimuláció, döntéstámogatás Számítási, MI és multiágens rendszerek a robotműveletek tervezésében (Nof) Robot ergonómia: a robotmunka optimalizálása (Nof) Robot-ember összevetés: kar, test, csukló, erő, megfogó, tűrőképesség, túlterhelés, memória, programozás, intelligencia, jelfeldolgozás, agy-izom, érzékelés, energiahatékonyság, elfáradás, kiesés Emberi tényezők robotos rendszerek tervezésében Robotrendszerek létének igazolása
7. Alkalmazás: tervezés és integrálás Robotos gyártócellák Robotok megbízhatósága, karbantartása és biztonsága CAD és grafikus szimulátorok robotos rendszerekben Számítási, MI és multiágens rendszerek a robotrendszerek tervezésében (Kovács) Pontosság és kalibrálás Robotika, FMS és CIM (H. Brussels) Robotprojektek megvalósításának stratégiája
8. Robotok és folyamatok (processes) Gyártás (fabrication) és feldolgozás (processing) Robotika az öntődékben Ponthegesztés és lézeres hegesztés Ívhegesztés Festés, felületkezelés és forrasztás Rugalmas megfogók Több célra, programozható, átalakítható Munkadarab kezelés, megfogó választás
9. Robotika a működtetésben (operations) Anyagkezelés és raktározás Szerelés: mechanikai gyártmányok Szerelés: elektrónika Minőségbiztosítás, felügyelet és tesztelés Karbantartás és javítás Gyártmány újragyártás Mikro-szerelés
10. Robotalkalmazások/1 Gépkocsi gyártás Alkatrészgyártás, szerelés, hegesztés, festés, hőkezelés Elektronika, műszer- és félvezető-ipar Alkatrészgyártás, szerelés Robotok az űrben Robotok a készülékgyártásban Mosógép, hűtőszekrény, Robotika az élelmiszeriparban és mezőgazdaságban Szüretelés, válogatás, gyomirtás, tehén fejés
10. Robotalkalmazások/2 Építőipar és hajóépítés Acélszerkezet szerelés, hegesztés Folyamatos gyártás Pékség, csirkefarm, gyógyszer, cukorka-csomagolás, vegyi-, orvosi labor Szolgáltatások Kórházi segítség, takarítás, ellenőrzés mérgező-, robbanóanygoknál, szemétkutatás, bár kiszolgáló Orvosi robotok és számítógéppel integrált sebészet modellezés, szimuláció, operálás
11. Robotika világszerte statisztikák, számok, trendek, folyóiratok (5 magyar), cégek, 12. Robot terminológiai szótár
KÖVETKEZTETÉSEK CAD, CAM, CIM, CAPP, CAQ, Caxx, FMS, FMC, TQM, JIT, OO, OOSE, HOOD, OMT, UML, IDEF CIM-OSA, PERA, GRAI, GERAM AI, KBS, ES, ANN, FS, GA, ISO, OSI, MAP, TOP, MMS, IGES, STEP NC, CNC, RoC, DNC, BBQ KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!!!