Views
8 months ago

Technomarket Industrie nr. 61

mecatronică

mecatronică Contribuţii originale și știinţifice la dezvoltarea sistemelor cyber – mecatronice pentru medii industriale, economice și societale continuare din numărul anterior Autor: Prof Univ. Dr. Ing. Gh. Ion Gheorghe Director General, Institutul Naţional de Cercetare‐Dezvoltare pentru Mecatronică și Tehnica Măsurării – București Prof. univ. asociat la UPB, UVT și UTM; Membru corespondent al ASTR CONTRIBUTIILE ORIGINALE STIINTIFICE SI TEHNICE LA CONCEPȚIA ȘI DEZVOLTAREA DE SISTEME CYBER – MECATRONICE • Subsistemul mecatronic‐robot de control (Fig. 6) pentru functionarea sistemului cyber‐mecatronic, robot de control cu telemonitorizare si telecontrol. Pe plan internaţional s‐au dezvoltat diverse echipamente mecatronice robotice comandate prin calculator si sisteme virtuale. Robotii mecatronici sunt utilizaţi in mai multe domenii, in intervenţii, in medii ostile, in chirurgie, in domeniul militar, in comanda de la distanta a proceselor industriale (cum ar fi controlul dimensional integrat), etc. Sistemul prezentat este un sistem mecatronic robotic pentru controlul dimensional, integrat si controlat de la distanta si prin Centrul de Telemonitorizare si Telecontrol. Sistemul mecatronic robotic poziţionează, orientează si manipulează instrumentul palpator de mare precizie, așa cum a fost programat de către centrul de comanda. In general, acţiunea braţului robotic echipat cu palpatorul de mare precizie, este mult mai bine realizată de către robot comparativ cu celelalte sisteme mecatronice de măsurare cu acţionare manuala. Pornind de la conceptul de „inteligenta artificială”, se poate aprecia că un control al roboţilor mecatronici trebuie să satisfacă două componente principale, și anume: componenta logică și componenta matematică. Acestea sunt deja realizate în momentul în care au fost dezvoltate sistemele de calcul înalt performante. La testarea reţelei de comunicaţie ce va fi utilizată în procesul de conducere și/sau monitorizare; se au în vedere timpii de întârziere medii și probabilitatea de eroare/pierderea pachetelor de date. În cazul în care acești timpi de întârziere sunt mult mai mici decât perioada de eșantionare necesară, procesul poate fi condus prin înglobarea a unui bloc de întârziere. Dacă timpii de întârziere devin comparabili cu perioada de eșantionare atunci se recomandă utilizarea unei structuri ce folosește un predicator Smith (sistem de reglare in bucla închisa cu compensarea timpului mort). După experimentele efectuate s‐a putut grupa în trei situaţii distincte conducerea automata la distanţă a proceselor: • Caz 1: Control predictiv pentru sisteme automate cu întârziere. • Caz 2: Control predictiv adaptiv utilizând o întârziere calculată a‐ posteriori la care, bazându‐ne pe valorile experimentale ale întârzierilor se calculează o valoare medie care este utilizată în algoritmul de conducere automată. • Caz 3: Control predictiv adaptiv utilizând o întârziere variabilă estimată a‐priori: bazându‐ne pe valorile experimentale ale întârzierilor s‐a estimat timpul de întârziere la următoarea perioadă de eșantionare. În continuare, se prezinta subsistemele mecatronice componente ale ansamblului sistemului mecatronic robotic: ‐ Fig. 6 – Subsistemul mecatronic ‐ Robot de control • Subsistemul mecatronic ‐ spatiu cibernetic (Fig. 7) Fig. 7 – Subsistemul mecatronic – spaţiu cibernetic • Subsistemul mecatronic – Centrul de Telemonitorizare si Telecontrol (Fig. 8) Fig. 8 Subsistemul mecatronic – Centrul de Telemonitorizare si Telecontrol 38 technomarket – aprilie ‐ mai 2017

mecatronică Fie O 0 (X 0 Y 0 Z 0 ) sistemul de referinţa legat de baza robotului și W 0 (X w Y w Z w ) sistemul de coordonate cu originea in W0 (originea sistemului de prehensiune solidar cu palpatorul). In Fig. 8 se arata poziţiile celor doua sisteme de referinţa, respectiv poziţia punctelor O 0 si W 0 . Fig. 6 – Subsistemul mecatronic ‐ Robot de control Pe baza Fig. 9 se pot face notaţiile: P = [px,py,pz] vectorul de poziţie al punctului caracteristic M in sistemul de coordonate O 0 (X 0 Y 0 Z 0 ). Pw = [pwx,pwy,pwz] vectorul de poziţie al punctului caracteristic W in sistemul de coordonate O 0 (X 0 Y 0 Z 0 ). PM = [pmx,pmy,pmz] vectorul de pozitie al punctului caracteristic M in sistemul de coordonate atașat dispozitivului de prehensiune solidar cu palpatorul având originea in punctul W 0 . Matricea de situare T (termen specific ce privind o transformare omogena ce exprima poziţia relativa a doua solide) , prin care se exprimă situarea efectorului final al unui robot mecatronic, în spaţiul tridimensional este Unde: px,py,pz sunt componentele vectorului de pozitie al punctului caracteristic, iar nx,ny,nz,0x,0y,0z,ax,ay,az sunt componentele versorilor n, 0, si a, care exprima orientarea dispozitivului de prehensiune solidar cu palpatorul. În continuare, se prezinta diagrama logică pentru programul de analiză cinematică inversă pentru robotul mecatronic cu 5 grade de libertate – Fig. 10 utilizând metoda prin descompunere. Fig. 10 ‐ Diagrama logică pentru programul de analiză cinematică inversă pentru robotul cu 5 grade de libertate Unde se consideră cunoașterea poziţiei punctului caracteristic (px, py, pz), orientarea obiectului manipulat (nx, ny, nz, ox, oy, oz, ax, ay, az) fată de sistemul de coordonate fix, legat de baza robotului, precum şi dimensiunile dispozitivului de ghidare (d1, a2, a3, d5) și se urmărește determinarea parametrilor cinematici (θ1, θ 2, θ3, θ4 și θ5) pentru cele cinci cuple cinematice de rotaţie așa cu rezultă din diagrama logică. www.technomarket.ro continuare în numărul următor aprilie ‐ mai 2017 – technomarket 39

Descarcă în format PDF - Camera de Comert si Industrie a Romaniei
Nr. 1 (06) anul III / ianuarie-martie 2005 - ROMDIDAC
Nr. 2 (07) anul III / aprilie-iunie 2005 - ROMDIDAC
Nr. 4 (21) anul VI / octombrie-decembrie 2008 - ROMDIDAC
Descarcă în format PDF - Camera de Comert si Industrie a Romaniei
Descarcă în format PDF - Camera de Comert si Industrie a Romaniei
Apostolul nr. 117 - CNRV
VPR10-octombrie_Layout 1 - AGVPS
VPR04-aprilie_Layout 1 - AGVPS