Handbook of Industrial Robotics John Wiley & Sons, 1999 Ed. Shimon Y. NOF, Purdue Univ. USA pp. 1350, ch. 66 Prof. KOVÁCS György PTE PMMK Műszaki Informatika.

Az előadások a következő témára: "Handbook of Industrial Robotics John Wiley & Sons, 1999 Ed. Shimon Y. NOF, Purdue Univ. USA pp. 1350, ch. 66 Prof. KOVÁCS György PTE PMMK Műszaki Informatika."— Előadás másolata:

1 Handbook of Industrial Robotics John Wiley & Sons, 1999 Ed. Shimon Y. NOF, Purdue Univ. USA pp. 1350, ch. 66 Prof. KOVÁCS György PTE PMMK Műszaki Informatika és Villamos Intézet gyorgy.kovacs@sztaki.hu

2 SPRINGER Handbook of Robotics Springer, 2009 Ed. B. Siciliano and O. Khatib pp. 1600 ch. 65 Prof. KOVÁCS György PTE PMMK Műszaki Informatika és Villamos Intézet gyorgy.kovacs@sztaki.hu

3 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),........

4 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

5 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

6 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

7 2. Mechanikai tervezés Manipulátor tervezés (Warnecke et al.) Manipulátorok kinematikája és dinamikája –Mátrixok, munkatér, inverz kinematika, sok- szabadságfok, 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

8 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

9 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)

10 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)

11 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

12 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

13 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

14 9. Robotika a működtetésben (operations) Anyagkezelés és raktározás Szerelés: mechanikai gyártmányok Szerelés: elektrónika Minőségbiztosítás, felügyelet és tesztelés Karbantartás és javítás Gyártmány újragyártás Mikro-szerelés

15 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

16 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-, robbanó- anygoknál, szemétkutatás, bár kiszolgáló Orvosi robotok és számítógéppel integrált sebészet –modellezés, szimuláció, operálás

17 11. Robotika – világszerte statisztikák, számok, trendek, folyóiratok (5 magyar), cégek... 12. Robot terminológiai szótár

18 SPRINGER Handbook of Robotics Springer, 2009 Ed. B. Siciliano and O. Khatib pp. 1600 ch. 65 Prof. KOVÁCS György PTE PMMK Műszaki Informatika és Villamos Intézet gyorgy.kovacs@sztaki.hu

19 A. Robotika alapjai Kinematika Dinamika Érzékelők – beavatkozók Mozgás-tervezés és -verérlés Erővezérlés Robot rendszerek és programozás MI módszerek a robotikában

20 B. Robot strukturák Teljesítményértékelés és tervezési kritériumok Kinematikailag redundáns manipulátorok Párhuzamos manipulátorok és robotok Robotok rugalmas elemekből Model identifikáció Robot kezek Lábas robotok Kerekes robotok Mikro/nano robotok

21 C. Érzékelés és felfogás Erő- és érintő-érzékelők Inercia érzékelők, GPS és Odometria Hangérzékelés Távolság/szakasz érzékelők 3D látás és felismerés Vizuális szervó és vizuális helymeghatározás Multiszenzoros adatkezelés

22 D. Manipuláció és interfészek Mozgás és manipuláció Kontakt modellezés és manipuláció Megfogás Kooperatív manipulátorok Haptics Telerobotika Hálózatos telerobotika Exo-csontvázak az emberi teljesítmény növelésére

23 F. Terepi és szolgáltató robotok Ipari robotika Vízalatti és légi robotika, űrrobotok és rendszereik Mezőgazdasági és erdészeti robotok Robotok az építészetben és a bányászatban Robotika a veszélyes alkalmazásokban Kereső és mentő robotok Intelligens járművek Orvosi robotika, számítógépes sebészet Rehabilitációs és egészségügyi robotok Házi robotok, robotok az oktatásban

24 G. Ember-központú és életszerű robotok Humanoidok A fizikai ember-robot interakció biztonsága Emberekhez kapcsolódó szociális robotok Robotprogramozás demonstrációval Biológiailag inspirált robotok Fejlődéstani robotika Neuro-robotika: a víziótól az akcióig Perceptuális robotika Robot-etika: szociális és etikai (és jogi) szempontok Házi robotok, robotok az oktatásban

25 Index, references, figures, etc.

26 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 !!!