Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Robotika I, Robotika II. Robotizált Rendszerek Robottechnika Gyakorlat nappali és levelező péntek Robotika és Gyártásautomatizálás - - Gyártásautomatizálás.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Robotika I, Robotika II. Robotizált Rendszerek Robottechnika Gyakorlat nappali és levelező péntek Robotika és Gyártásautomatizálás - - Gyártásautomatizálás."— Előadás másolata:

1 Robotika I, Robotika II. Robotizált Rendszerek Robottechnika Gyakorlat nappali és levelező péntek Robotika és Gyártásautomatizálás - - Gyártásautomatizálás és Robotika Prof. KOVÁCS György PTE PMMIK Műszaki Informatika és Villamos Intézet Műszaki Informatika Tanszék

2 Kovács György MTA SZTAKI, 1111 Budapest, Kende u PTE PMMIK Műszaki Informatika Tsz. Rókus u. 2. ftp://witch.pmmik.pte.hu:2001/Tanszeki_anyagok/ Muszaki Informatika Tanszek/Dr. Kovács György ftp://witch.pmmik.pte.hu:2001/Tanszeki_anyagok/ Muszaki Informatika Tanszek/Dr. Kovács György ,

3 A szemeszter felépítése, 2014 jan. – máj. Előadások és gyakorlatok: péntek – Kimarad: ……………… – Előadás: kb ig, utána gyakorlat: beszélgetés – Gyakorlat: robot programozása : hu/users/jagasics.szilard/rob_cnc/robot/fanuc/RJ3.pdf – ftp://witch.pmmik.pte.hu:2001/Tanszeki_anyagok/Muszaki%20 Informatika%20Tanszek/ – A szemeszter végén, az utolsó órákon: Zh. (30%) Szóbeli vizsgabeszélgetés (50%) A programok futtatása folyamatosan is (20%) Most: kis teszt – csak tájékoztató

4 Tematika Bevezetés a gyártásautomatizálásba, alapfogalmak, a robotok helye és szerepe Robotokról: történetük, fajtáik, alkalmazások – Videok: robotfoci, SZTAKI demók, ipari rob., stb. Tervezési segédeszközök: modellezés, szimuláció, OO, AI, Hibrid rendszerek Intelligencia – Mesterséges Intelligencia (AI) OO eszközök, tervezési módszertanok Robotic Hand-book 1. és

5 Előadandó ppt és egyebek 0 alt-bev-kgy-pecs -- vezérfonal 00A fejlődés -- rövid általános RJ3 -- FANUC ipari robot vezérlés 0a Bevezetés az intelligenciaba 1-Bolyai-robot, 2-Robotok2-videotlan 3a-grippers, 3-Tovabbi robotok, 9hegesztes 4a-hun-OO, 4b-Integrated Definition (IDEF) robhandbook1-2, 7-UP-to-date paradigms 8nagyprojektek(up-to-2-helyett) – EU közös VIDEÓK: Rubik, ISF, foci, Euron, terítés, jenga

6 6 Pécs, 2014 február 7 – Robotika nyitó teszt Rövid válaszokat kérek: Mi az abacus ?? a logarléc ?? az analóg számítógép ?? az eszterga ?? a marógép ?? Ki volt Kempelen Farkas ?? Neumann János ?? Bolyai Farkas ?? Bolyai János ?? Németh László ?? Mit jelent, mi a tartalma, lényege ?? NC, CNC, DNC, PLC, RC/// CAD, CAM, CAPP, CAE – Caxx, CIM/// 2D, 3D....7D, FEM/// FMC, FMS/// MRP, ERP, MES, JIT, ISO, OSI/// MAP, TOP, MMS, IGES, STEP, BBQ, SADT EDI/EDIFACT///AI, DAI, KB, ES, GA///CIM-OSA, GRAI, PERA, GERAM, IMS/// OO, OOSE, HOOD, OMT, UML, IDEF

7 Megfejtések abacus – golyós számoló keret logarléc – analóg számolóeszköz analóg számítógép – logarléc elektronikusan, – Diff egy., szumma, integrálás, szorzás eszterga – forgástest megmunkáló gép marógép – nem forgástest megmunkáló gép

8 Megfejtések Németh László ( ): – Gyász, Bűn, Iszony, Égető Eszter és „A két Bolyai” Farkas ( ), János ( ) Kempelen Farkas- (Wolfgang von Kempelen) (Pozsony, – Bécs, 1804.)Pozsony1734Bécs1804 – sakkautomata, beszélő gép Neumann János – – Játékelmélet, röppálya számítás, tárolt program

9 9 Abacus Ókor digitális Logarléc 1624 analóg

10 Kempelen ( ) Sakk- automata A török Törpe Tükrök Pantográf Mária Terézia, (1717– ), II. József (1741– )Mária TeréziaII. József II. Lipót (1747–1792), II. Ferenc (I. Ferenc)II. LipótII. Ferenc

11 Matematikai probléma -- analóg fizikai rendszer. A megoldást egy fizikai mennyiség állapotának, illetve változásának mérése adja meg. Főleg diff. Egyenletekre. A digitális számítógép viszont egy függvény értékeit számítja ki a kívánt diszkrét helyeken. Összegzés Integrálás Szorzás

12 Marógép Eszterga Külön file: A fejlődés

13 CAD CAM CAPP CAQ CAE FEM CIM NC CNC DNC RC PLC FMC FMS MES IMS

14 MAP TOP MMS IGES STEP EDI OSI ISO JIT MRP ERP

15 CIM-OSA GRAI-GIM PERA GERAM AI DAI KB ES GA Fuzzy OO OMT OOSE SADT

16 CADComputer Aided Design CAMComputer Aided Manufacturing CAPPComputer Aided Process Planning CAPP Computer Aided Production Planning CAQ Computer Aided Quality CAEComputer Aided Engineering FEMFinite Element Method CIMComputer Integrated Manufacturing NCNumerical Control CNCComputer Numerical Control DNCDirect Numerical Control RCRobot Control PLCProgrammable Logical Control FMCFlexible Manufacturing Cell FMSFlexible Manufacturing System MESManufacturing Execution System IMSIntelligent Nanufacturing System

17 MAPManufacturing Automation Protocol TOPTechnical and Office Protocol MMSManufacturing Message Specification IGESInitial Graphics Exchange Specification STEPStandard for the Exchange of Product Model Data EDIElectronic Data Interface OSIOpen System Interconnection ISOInternational Standard Organization JITJust in Time MRPMaterial Resource Planning ERPEnterprise Resource Planning

18 CIM-OSAComputer Integrated Manufacturing – Open System Architecture GRAI-GIMGRAI (Univ. of Bordeaux) Integrated Methodology PERA Purdue Enterprise Reference Architecture and Methodology GERAM Generic Enterprise Reference Architecture and Methodology AIArtificial Intelligence DAIDistributed Artificial Intelligence KBKnowledge Base ESExpert System GAGenetic Algoritm Fuzzy OOObject Oriented OMTObject Modeling Technique OOSEObject Oriented System Engineering SADTSystem Analysis Design Technique Most betét: 00A fejlődés

19 A gyártásautomatizálás felé - néhány rövidítés Szerszámok, gépek, szerszámgépek – Reszelő, fogó, fúró, vágó, maró, eszterga, hajlító stb. stb. NC, CNC, DNC, PLC, RC CAD, CAM, CAPP, CAE – Caxx, CIM 2D, 3D....7D, FEM FMC, FMS, MRP, ERP, MES, JIT, ISO, OSI MAP, TOP, MMS, IGES, STEP, EDI/EDIFACT AI, DAI, KB, ES, GA CIM-OSA, GRAI, PERA, GERAM IMS – Intelligent Manufacturing Systems

20 TERVEZÉS-GYÁRTÁS-ELLENŐRZÉS Logikai tervezés Konstrukciós tervezés GYÁRTÁS, SZERELÉS Teszt Diagnózis RC NC CNC DNC PLC CAD CAM INFORMÁCIÓINFORMÁCIÓ CAQ

21 Igények Szükségletek Kreativitás Ötletek Termelékenység Teljesítmény Termék terv Folyamat terv Folyamat irányítás Megmunkáló eszközök Gyártás Költségek kapacitás Végső termék Ember-számítógép tevékenység-integrálás: CIM ‘69 Folyamat=gyártás ?? : Szerelt, tesztelt

22 Trendek a gyártásban/1 Gyártás: alkatrészgyártás-szerelés – Régen: manufaktura (egyedi-), automatizált (tömeg-), kis- és nagy-sorozat előálítás – Ma: hála az automatizálásnak, a rugalmasságnak, a számítógépes rendszereknek, stb. – Tömeggyártás, sorozatgyártás, egyedi gyártás - robotalkalmazásokkal – További integrálás a CIM-mel (pl. PP, AI eszközök, tulajdonságalapú CNC) – Idő szerepe nő (CE, gyors és virtuális prototípus, virtuális gyártás, szimuláció)

23 Trendek a gyártásban/2 Minőség szerepe nő (megfigyelés, diagnosztika, TQM, ultrapreciziós/nano- technológiák) Műszaki és menedzsment döntések együtt (BPR, vállalati integrálás, DSS) Világméretű globalizáció, szabványosítás Fenntartható fejlődés (zöld termelés, olcsó termelés, szerelés-szétszerelés-újrafelhasználás- újrahasznosítás-maradékfeldolgozás): reuse, recycle – Product life-cycle management (PLM) – Termék életciklusra tervezés

24 Trendek a gyártásban/3 Ember nélküli gyár már nem cél, de nő az ember szerepe (oktatás, új szervezeti formák) Rugalmas (flexible) gyártás Modellezés, szimuláció, virtuális gyártás (Természetes és) Mesterséges Intelligencia alkalmazás nagyon széles körben (intelligens tervezés, gyártás, üzemeltetés: folyamatok, rendszerek) A világméretű IMS projekt – már az EU is

25 CAD/CAM - Vonatkozó Szabványok IGES - Initial Graphics Exchange Specification STEP - Standard for the Exchange of Product Model Data MAP/TOP - Manufacturing Automation Protocol /Technical and Office Protocol EDI, EDIFACT - Electronic Data Interchange

26 IMS: Intelligens gyártórendszerek Intelligent Manufacturing Sytems Kezdeményező: Hiroyuki Yoshikawa, 1990 Régiók – Ausztrália – Kanada, – USA – Európai Unió, EFTA – Japán – További jelöltek: Korea, a világ egyéb részei

27 Néhány fontos fogalom/1 Modell-modellezés: valamely tárgy bizonyos (fő) tulajdonságainak leképzése pl. kisminta, famodell, számítógépes program stb. Szimuláció: a modell működtetése – Passzív: „lefuttatjuk” a teljes, megtervezett folyamatot a modellen, ez főleg ellenőrzésre jó – Aktív (intelligens): a szimuláció következő lépése valamilyen (pl. intelligens) kiértékelés alapján más- más lehet, így a szimuláció főleg tervezési segédeszköz

28 Néhány fontos fogalom/2 Virtuális gyártás (kiterjesztett gyártás) – Nem szimuláció (noha sokan annak tartják), hanem olyan gyártás, amelyben több, más-más helyen lévő, önálló cég vesz részt és készít egy adott terméket, de a vevőnek ehhez nincs köze, nem tud róla Virtuális (kiterjesztett) vállalat – a virtuális gyártás végrehajtója, vállalathálózat Intelligens Gyártórendszer (IMS) – Apróbb/nagyobb hibákat kijavít/kikerül úgy, hogy a munka folytatódjék, amíg lehet (Hatvany J., Nam Suh)

29 Néhány fontos fogalom/2 Rugalmas gyártás: a rendszer gazdaságosan tud kicsit-nagyot, forgástestet- prizmatikus alkarészt, keveset-sokat, egyszerűt-összetettet stb. Gyártási hálózatok – és elemeik – Hierarchikus (hagyományos: főnök-beosztottak, sok szinten): lefele utasít, felfele jelent – Heterarchikus (egyenrangú partnerek, pl. virtuális gyártás céljából): beszélgetnek – Holon: önállóan és másokkal összekapcsolva is működőképes (gyártó) egység

30 Néhány fontos fogalom/3 Elosztott gyártás – Hálózatba kötött üzemek oldják meg a nekik szánt feladatokat Tervezés Gyártás Ellenőrzés Tudáskezelés, döntéstámogatás Stb. SME – KKV (Small-Medium Size Enterprize – Kis- és Közepes Vállalat)

31 Tervezés-üzemeltetés A robotizált rendszerek (pl. gyártórendszerek) jellemzői – Nagy méret, sok hardver-szoftver – Összetett szerkezet – Dinamikus – Heurisztikus – Nem lineáris – Stb. Nincs a tervezéshez matematikai apparátus

32 Tervezési-üzemeltetési segédeszközök Nincs (állapot, output)= f (input, állapot, idő stb.) – Sem matrixos, sem differenciálegyenlet, sem más, ami kezelhető lenne, ehelyett Modellezés Szimuláció Mesterséges intelligencia OO és nem OO tervezési módszertanok – Hibrid rendszerek

33 Robotok/1 A robotika rövid, részleges története/1 Ancient Greeks – már a régi görögök… Al-Jazari, század – Abū al-'Iz Ibn Ismā'īl ibn al-Razāz al-Jazarī (1136– 1206) (Arabic: ) أَبُو اَلْعِزِ بْنُ إسْماعِيلِ بْنُ الرِّزاز الجزري‎**an Iraqi polymath: a scholar, inventor, mechanical engineer, craftsman, artist, mathematician and astronomer from Al- Jazira, MesopotamiaArabicIraqi polymathscholarinventormechanical engineer craftsmanartistmathematicianastronomerAl- Jazira, Mesopotamia – Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices, 1206 Leonardo da Vinci, 15. század Kempelen Farkas ( ), sakk-automata Europa, 18. század: fuvolás, mozgó állatok,…

34 R2: A robotika rövid, részleges története/2 Közvetlen elődök: tele-operátorok, számjegyvezérlésű (NC) gépek. A tele-operátorok áttételeken keresztül valósították meg pl. a radioaktív anyagok mozgatását. Az 1950-es évek végén Joseph Engelberger és George Devol fejlesztették ki az első hasznos ipari robotokat. Forgalmazásukra Engelberger megalapította az Unimation céget és elnyerte a „robotika atyja” címet

35 R3: A robotika rövid, részleges története/3 Az első modern mozgó robot a „Hopkins Beast”volt, ami az 1960-as évek elején épült a John Hopkins Egyetemen. Mintafelismerő hardverrel rendelkezett. Az SRI International (Menlo Park, California) „Shakey”- je volt az első mozgó robot, amelyet mesterséges intelligencia kontrollált. Érzékelőkkel felszerelve és egy problémamegoldó program által vezérelve a robot tájékozódni tudott az SRI termeiben: felhasználva a környezetből érkező-információkat, megfelelő útvonalat dolgozott ki. – –Texas Instruments Inc. – Speak & Spell – az emberi hang első elektronikus verziója, amit chipen tároltak

36 Robotok/4 Robot – (újra)-programozható manipulátor Karel Capek, – Rossum’s Universal Robots, RUR Isaac Asimov, Robot nem bánthat embert 2. R. végrehajtja az ember utasításait 3. R. védi magát, hacsak nem mond ellent 1-nek, vagy 2-nek Willian Grey Walter, intelligens robot, fényt keres, 1948 AI, mint fogalom - Darthmouth konferencia, 1956 Humanoid robot, Waseda Univ.,

37 R4a: A robot fogalma, tulajdonságai A robot szót a cseh író, Karel Čapek népszerűsítette 1921-ben bemutatott színművével (Rossum’s Universal Robots: R.U.R.). A mű témája az emberiség elembertelenedése egy technikai társadalomban (  Golem). A szépirodalomban és a műszaki, technikai fogalom-körben is általában olyan eszközt, berendezést értenek roboton, amely az ember fizikai és/vagy szellemi munkájához hasonló tevékenységet végez. Aktív mesterséges ágens, aminek környezete a teljes fizikai világ Teljes egészében ember készítette szerkezet. Mozogni tud és több szabadság-fokkal rendelkezik. Tevékenységét részben vagy teljesen önállóan irányítja (autonóm)

38 A robotika két okból is kihívást jelentő terület: A robotoknak a fizikai világban kell tevékeny- kedniük, ami sokkal bonyolultabb, mint a legtöbb szimulált szoftvervilág. Olyan hardvert (érzékelőket és beavatkozókat) igényel, amelyek valóban működnek. A robotika a mesterséges intelligencia számos, összetevőjét és alterületét igényelheti

39 Robotalkalmazás Folyamatosan nehéz/veszélyes munkára Ember helyett, ha az ember nem akarja Ember helyett, ha gazdaságosabb Industrial Robotics Ray Goertz: Argonne Natnl. Lab. Távvezérlésű manipulátor radioaktív anyagokhoz, 1948 George Devol, Universal Automation, találmány, 1954 Joseph Engelberger and George Devol, Unimation, első robot a GM fröccsöntő üzemében, New Jersey, 1960 Új ipari robotok száma évente kb Japán (80K), USA (20K), EU (20K), Robotok/

40 R6: Robotgenerációk I. Generációs robotok: 60-as évek, mozgatásra kifejlesztve. II. Generációs robotok (ipar): 70-es évek, érzékelők- kel vizsgálják környezetüket, tevékenységüket ezek hatására képesek megváltoztatni. III. Generációs robotok (kutatás): jelfeldolgozás, információ kiválasztása, kombinálása. Megjelennek az önálló viselkedési algoritmusok és döntési rendszerek. MI, AI

41 R7: Csoportosítás – fizikai ágensként Sok szempont szerint csoportosíthatók: – intelligencia-szint – külső megjelenés (robotkarok, mobil robotok) – pályavezérlés típusa – alkalmazási területek szerint – energiaellátás szerint Megkülönböztetjük a következő robotokat : mobil (androidok, animatok, ember nélküli járművek, szórakoztató robotok, általános autonóm robotok) statikus (háztartási és ipari robotok, robotkarok) mikro-robotok, egyebek, nano-robotok (fizika, kémia határán)

42 2007 – 6.5 millió robot működött 2011 – 18 millió (??) várható Elegendők/megfelelők Asimov szabályai ? Talán nem Pl ben - szoftver hiba miatt: –Egy délafrikai katonai lőgyakorlaton egy Oerlikon GDF-005 robot ágyú megölt 9 katonát és megsebesített 14-et –Egy Dvorak típusú robot fűnyírógép megölt egy dán munkást –Egy kőgyűjtő robot majdnem leszedte egy svéd munkás fejét. A cég korona büntetést fizetett. Robotok/

43 Robotok/9 Mark Tilden három robot-törvénye –A robot minden körülmények között meg kell védje magát –A robot köteles a forrásait beszerezni és fenntartani –A robot állandóan köteles jobb forrásokat keresni

44 Robotok/10 Yueh-Hsuan Weng, Chien-Hsun Chen és Chuen-Tsai Sun –Állandóan képesnek kell lennünk az ember-robot interakciót értékelni, és reagálni a való világ bonyolult körülményeire –Azonnali defenzív reakciókra van szükségünk a nyelvi alapú és az autonómiából fakadó félreértések kockázatának csökkentésére –Egy explicit (határozott) interakciós szabály- rendszerre és jogi keretekre van szükségünk, amiket minden új-generációs robotra használhatunk

45 Robotok az irodalomban Jack Williamson: The Humanoids, 1963 Invasion of the robots, 1963 Isaac Asimov: Satisfaction Guaranteed Henry Kuttnar: Piggy Bank Jack Williamson: With Folded Hands Richard Matheson: Brother to the Machine Robert Bloch: Almost Human Lester del Rey: Into Thy Hands Eric Frank Russel: Boomerang

46 irodalom The coming of the robots, 1963 – Eando Binder: I, robot, 1938 – Lester del Ley: Helen o’Loy, 1938 – John Wyndham: The Lost Machine, 1932 – Isaac Asimov: Runaround, 1942 – Clifford D. Simak: Earth For Inspiration, 1941 – Peter Phillips: Lost Memory, 1952 – Harl Vincent: Rex, 1934 – F. Orlin Tremaine: True Confession, 1939 – Raymond Z. Gallun? Derelict, 1935 – Michael Fischer: Misfit,

47 Robotok a gyártásban/tegnap-ma Anyagmozgatás: szerszámgépek és egyéb állomások kiszolgálása, rakodás Öntés, pont-, ívhegesztés, kovácsolás, hőkezelés, préselés, festés Intelligens robotok: nem csak belső erő- nyomaték érzékelőkkel, hanem külső – tapintó, látó, halló, szagló érzékelők Szerelés (össze)

48 Robotok a gyártásban/ma-holnap Szerelés (össze-szét) Megmunkálás robotkarra szerelt szerszámokkal (festő, maró, fúró, vágó, sorjázó, stb.) Ellenőrzés Csomagolás, bőr-, textil-kezelés Tisztítás Takarítás Mikro-robot, nano-robot

49 Robot-típusok, karszerkezetek mobil (androidok, animatok, ember nélküli járművek, szórakoztató robotok, általános autonóm robotok) statikus (háztartási és ipari robotok, robotkarok) mikro-robotok, egyebek nano-robotok (fizika, kémia határán). Derékszögű koordinátás kar Hengerkoordinátás kar Gömbkoordinátás kar SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) Humanoid kartípus

50 Alapvető AI technológiák ANN: Artificial Neural Networks (mesterséges neurális hálók) Genetic algorithms (genetikus algoritmusok) Fuzzy systems Soft computing: a fentiekből 2-3 együtt KBS : Knowledge Based Systems (Tudásalapú rendszer) Expert Systems (ES: szakértő rendszer) Distributed AI (elosztott MI – agensek - holonok) Hibrid-0: KBS plusz Soft computing Hibrid-1: AI és hagyományos programozás Hibrid-2: OO és AI Most betét: 0a - Bevezetés az intelligenciába

51 Tanulás - Oktatás Gazdasági haszon Szociális haszon Játékprogramok Szimulációk Szakértő programok Oktatók, tanulók, KKVk, tudományos egyesületek, helyi iparkamarák stb Serious Games / Komoly játékok

52 CAD-Cella CAPP-Cella Maró-esztergáló cella AGV&tároló cella Hegesztő cella Irányító számítógép Szerelő cella Ethernet/MAP hálózat--WWW CAM-ORIENTÁLT CIM RENDSZER

53 menedzsment üzem/műhely cellák gyártó berendezések érzékelők UNIX WS UNIX WS VAX VMS EASYMAP OS2, PC DOS PC EQULIZER REFLEX PLC AB PLC FANUC

54 Hibrid szimuláció

55 OBJEKTUM DEFINICIÓK SZIMULÁCIÓ ÉRTÉ- KELÉS ÜTEMEZÉS MINŐSÉG BIZT. G2 alapú tudásbázisú rendszer

56 BME CIM mintarendszer szimuláció

57 AI a Gyártás/Robot-irányításban

58 G2 alapú robotirányítás (KB, OO, valósidejű)

59 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 !!!


Letölteni ppt "Robotika I, Robotika II. Robotizált Rendszerek Robottechnika Gyakorlat nappali és levelező péntek Robotika és Gyártásautomatizálás - - Gyártásautomatizálás."

Hasonló előadás


Google Hirdetések