COLEGIUL TEHNIC DE INDUSTRIE ALIMENTAR SUCEAVA

PROIECT PENTRU EXAMENUL DE CERTIFICARE

A COMPETENELOR PROFESIONALE, NIVEL 3

TEMA: Microprocesoare

ndrumator: Candidat: Albu Vasile Costel Calistru Mihaela Calificarea: Tehnician Mecatronist

- Iunie 2014 -

2

CUPRINS

1. ARGUMENT .............................................................................................................................3

2.CONINUT.................................................................................................................................4

2.1. Roboi - Noiuni generale.................................................................................................4

2.2. Clasificarea roboilor.......................................................................................................6

2.2.1. Robot umanoid......................................................................................................6

2.2.2. Roboi industriali...................................................................................................7

2.2.3. Robot explorator....................................................................................................8

2.2.4. Alte tipuri de roboi................................................................................................9

2.3. Domenii de utilizare......................................................................................................10

3. BIBLIOGRAFIE .....................................................................................................................11

4. ANEXE ....................................................................................................................................12

3

1. Argument

Practic tot ceea ce numim produs de nalt tehnicitate este produs mecatronic. Automobilul

modern, roboii, tehnica de calcul, tehnica de telecomunicaii, aparatura biomedical, sistemele de

transport inteligent, aparatura de cercetare, aparatura electrocasnic, aparatura cine-foto i audio-

video, mainile agricole moderne, sunt exemple reprezentative de produse mecatronice.

Mecatronica este o combinaie sinergetic ntre ingineria mecanic de precizie, tehnologia

electronic i informatic. Este o tehnologie interdisciplinar care se apropie de fiecare din

disciplinele care, altfel, normal nu ar putea fi asociate cu nici una din ele.

Mecatronica s-a nscut n mediul industrial. La nivel academic pentru a asigura pregtirea

specialitilor n acord cu cerinele noii tehnologii au condus la conturarea principiilor mecatronice

n educaie.

Unul din cele mai importante aspect n evoluia fiinei umane este folosirea uneltelor care s

simplifice munca fizic. n aceast categorie se nscriu i roboii, ei ocupnd totui o poziie

privilegiat datorit complexitii lor.

Noiunea de robot dateaz de peste 4 mii de ani. Omul i-a imaginat dispozitive mecanizate

inteligente care s preia o parte nsemnat din efortul fizic depus.

Termenul "robot" a fost folosit n 1920 de cehul Karel Capek ntr-o pies numit "Robotul

Universal al lui Kossum".

n primul capitol al lucrrii am vorbit despre noiuni generale despre roboi, un scort istoric

al acestora.

Urmtorul capitol cuprinde o clasificare a roboilor i anume: robotul umanoid, roboii

industriali, robotul explorator i alte tipuri de roboi (robot casnic i robot de jucrie).

Am ncheiat lucrarea cu diverse domenii de aplicabilitate industriale i neindustriale,

bibliografie i anexe.

4

2. Coninut

2.1. Roboi - Noiuni generale

Un robot este un operator mecanic sau virtual, artificial. Robotul e un sistem compus din

mai multe elemente: mecanic, senzori i actori precum i un mecanism de direcionare. Mecanica

robotului stabile nfiarea robotului i micrile posibileale robotului pe timp de funcionare.

Senzorii i actuatorii robotului au fost ntrebuinai la interacia cu mediul sistemului. Mecanismul

de direcionare are grij ca robotul s-i ndeplineasc obiectivul cu succes, evalund de exemplu

informaiile senzorilor. Acest mecanism regleaz motoarele robotului i planifica micrile

robotului ce trebuie efectuate.

Bazele roboilor de azi stau mult mai departe. Primele modele de maini pot fi mai degrab

numite automate (provenind din grecescul automatos, ce se mica singur). Acea nu puteau executa

dect cte un singur obiectiv, fiind constrnse de construcie. Cu descoperirea ceasului mecanic

din secolul XIV s-a deschis calea unor posibiliti noi i complexe. Nu mult dup aceea au aprut

primele maini, ce semnau ndeprtat cu roboii de azi. Posibil era ns numai c micrile s

urmeze una dup alta, fr s fie nevoie de intervenia manual n acel sistem. Dezvoltarea

electrotehnicii din secolul XX a adus cu sine i o dezvoltare a roboticii. Printre primii roboi mobili

se numra sistemul Elmer i Elsie construit de William Grey Walter n anul 1948. Ace triciclete

se puteau ndrepta spre o surs de lumin i puteau s recunoasc coliziuni n mprejurimi.

Anul 1956 e considerat c anul naterii a robotului industrial. George Devol a depus

candidatura n acest an n SUA pentru un patent pentru "transferul programat de articole". Civa

ani dup aceea a construit mpreun cu Joseph Engelberger UNIMATE. Acest robot de circa dou

tone a fost mai nti introdus n montarea de iconoscoape pentru televizoare, gsindu-i apoi

drumul n industria automobil. Programele pentru acest robot au fost salvate sub form de

comenzi direcionate pentru motoare pe un cilindru magnetic. Din acest moment se introduc roboi

industriali ca UNIMATE n multe domenii ale produciei fiind permanent dezvoltai mai departe

pentru a putea face fa cererilor complexe ce li se impun.

Beneficiile introducerii roboilor n industrie includ managementul controlului i al

productivitii i crerea evident a calitii produselor. Roboii pot lucra zi i noapte fr a obosi

ori a-i reduce performana.

5

Apariia roboilor n film i literatura a atras atenia tiinei asupra acestui tip de maini.

Domeniul tiinific, ce se ocup de construcia roboilor se nume robotic. Termenul a fost folosit

pentru prima dat n 1942 de Isaac Asimov n cartea sa, Runaround. Un domeniu general teoretic

tiinific, ce se ocup de roboi, nu exist. Acea sunt mai ales subdomenii ale informaticii.

Roboii au fost realizai mai ales prin combinaia disciplinelor: mecanic, electrotehnica i

informatic. ntre timp s-a creat din legtura acestora mecatronica. Pentru realizarea de sisteme

autonome (care s gseasc singure soluii) este necesar legtura a ct mai multor discipline de

robotic. Aici se pune accent pe legtura conceptelor de inteligen artificial ori neuroinformatica

(parte a informaticii) precum i idealul lor biologic biocibernetica (parte a biologiei). Din legtura

ntre biologie i tehnica s-a dezvoltat bionica.

Cele mai importante componente ale roboilor au fost senzorii, ce permit mobilitatea

acestora n mediu i o dirijare ct mai precis. Un robot nu trebuie neaprat s poat s acioneze

autonom, fapt pentru ce se distinge ntre un robot autonom i unul teleghidat.

6

2.2. Clasificarea roboilor

2.2.1. Robot umanoid

Imaginea roboilor umanoizi a luat forma n literatur, mai ales n romanele lui Isaac Asimov

n anii 1940. Aceti roboi au fost pentru un timp lung irealizabili. Pentru realizarea lor trebuie

rezolvate multe probleme importante. Ei trebuie s acioneze i s reacioneze autonom n mediu,

mobilitatea lor fiind restrns la cele dou picioare ca locomoie. Pe deasupra mai trebuie s fie

capabili de a lucra cu braele i minile. Din anul 2000 probleme de baz par s fie rezolvate cu

apariia lui Asimo (Honda), de exemplu. ntre timp apar dezvoltri noi n acest domeniu. Roboii

umanoizi pot fi descrii c roboi pitori. Trebuie s-l vezi ca s-i dai seama ct este de avansat:

se mic natural, danseaz, urc i coboar scrile cu uurin i chiar poate alerga.

Lansat n Decembrie 2005, noul robot umanoid Asimo dezvoltat de compania Honda poate

ndeplini diverse sarcini: ghid, recepioner, poate primi sau lua diverse obiecte. Cu ajutorul

senzorilor (vizual, ultrasonic) robotul Asimo recunoate i interacioneaz cu mediul nconjurtor,

iar camera video montat n cap i senzorii kinestetici montai n ncheieturi l ajut s

interacioneze cu persoane i diverse obiecte. Dimensiuni: nlime 130 cm, lime 45 cm, grosime

37 cm, greutate 54 Kg. Performane: vitez 6 km/h, timp de funcionare 40 minute, total grade de

libertate 34..

Figura 1: Robotul Asimo (Honda)

7

2.2.2. Roboi industiali

Un sistem integrat mecano-electrono-informaional, utilizat n procesul de producie n

scopul realizrii unor funcii de manipulare asemntoare cu cele realizate de mna omului,

conferind obiectului manipulat orice micare programat liber, n cadrul unui proces tehnologic ce

se desfoar ntr-un mediu specific. Execut micri dup un program flexibil, modificabil, n

funcie de sarcinile de producie i de condiiile de mediu. George Devol a nregistrat n anul 1954

primul patent pentru un robot industrial. Roboii industriali din prezent nu sunt de obicei mobili.

Dup forma i funcia lor, domeniul lor operaional este restrns. Ei au fost introdui pentru prima

oar pe linia de producia a General Motors n 1961. Roboii industriali au fost folosii prima dat

n Germania la lucrri de sudur ncepnd din 1970.

Figura 2: Robot industrial

8

2.2.3. Robot explorator

Roboii exploratori sunt roboi care opereaz n locaii greu accesibile i periculoase,

teleghidai sau parial autonom. Acetia pot lucra de exemplu ntr-o regiune aflat n conflict

militar, pe Lun sau Marte. O navigare teleghidat de pe pmnt n ultimele dou cazuri este

imposibil din cauza distanei. Semnalele de comunicare ajung la destinaie n cteva ore , iar

recepionarea lor dureaz la fel de mult. n astfel de situaii roboii trebuie s fie programai cu mai

multe tipuri de comportare, din care ei s aleag pe cel mai adecvat i s-l execute. Acest tip de

robot dotat cu senzori a fost folosit i la cercetarea puurilor din piramide. Mai muli cryoboi au

fost deja testai de NASA n Antarctica. Acest tip de robot poate ptrunde pn la 3600 de m prin

ghea. Cryoboii pot fi astfel folosii n cercetarea capelor polare pe Marte, n sperana descoperirii

de via extraterestr.

Figura 3: Robot explorator

9

2.2.4. Alte tipuri de roboi

Robotul casnic lucreaz autonom n gospodrie. Printre aplicaiile cunoscute se numr:

robot aspirator, robot de tuns gazonul, robot de splat ferestrele.

Figura 4: Robot aspirator

Nu se cunoate exact unde este grania dintre un robot i o jucrie electronic avansat. Orice

jucrie cu un circuit integrat care execut cteva sarcini elementare este denumit imediat robot

pentru c sun bine, dar cred c se abuzeaz excesiv de acest termen.

Robosapien V2 este un robot jucrie, bazat pe tiina aplicat a roboticii biomorfice, ceea ce

l face s se mite i s reacioneze asemeni unui organism viu. Acesta face parte din penultima

generaie de roboi, dotai cu funcii care le ofer autonomie (pot interaciona cu mediul

nconjurtor fr a avea nevoie de comenzi date de utilizatorul uman prin intermediul

telecomenzii); interaciunea cu mediul nconjurtor se bazeaz n special pe senzorii sonori (stereo-

fonie distinge din ce parte i vin sunetele - stnga sau dreapta), senzorii de micare, senzorii de

atingere (mini, picioare), camera video (recunoatere forme i culori).

Figura 5: Robot de jucrie (Robosapien V2)

10

2.3. Domenii de utilizare

Privind tipurile de roboi ne putem da seama c acetia rspund unor aplicaii industriale sau

neindustriale. Aplicaiile neindustriale au o dezvoltare spectaculoas i voi detalia aplicaii

concrete precum i aplicaii abordabile n colective de ingineri din diferite domenii. Aceste

domenii sunt construciile, reabilitarea bolnavilor, comer, transport i circulaia mrfurilor,

administraia local, protecia mediului nconjurtor i agricultur; supraveghere, inspecie,

protecia de radiaii i intervenii n caz de catastrofe; hoteluri i restaurante; n medicin,

gospodrie, hobby i petrecerea timpului liber.

Aplicaiile industriale cuprind roboii ce acioneaz n medii industriale care au cptat

denumirea de roboi industriali. n general, acetia sunt roboi automai i n cazuri mai rare se

utilizeaz n industrie i roboi biotehnici sau interactivi. Sunt rspndii, n special, roboii

programai i, mai puin, cei adaptivi. Roboii inteligeni se afla n faza de ncercri n laboratoare

sau aplicaii la unele operaii de montaj automat. Aplicabilitile roboilor industriali sunt n

fabricarea automobilelor (linie de producie automatizat de sudat, lipit, vopsit i asamblare), n

ambalare i paletizare de bunuri fabricate, n electronic la fabricarea de circuite sute de mii de

componente pe or, depind performanele un om n vitez, precizie i fiabilitate.

Roboii industriali interactivi sunt utilizai n cercetarea spaiului cosmic, a oceanului, n

cazul unor operaii complexe din mediul industrial, n exploatarea minelor cu instalaii de

teleoperare.

n comer, transporturi, circulaie: vehicule ghidate automat pentru ntreinerea cureniei pe

suprafee mari (peroane de gri, autogri i aerogri); sistem robotizat de curire automat a

fuselajului i aripilor avioanelor; sistem automatizat de alimentare cu combustibil a

autovehiculelor etc.

n construcii: vehicul ghidat automat pentru asfaltarea oselelor; excavatoare autonome,

sistem robotizat pentru compactarea i nivelarea suprafeelor turnate din beton; sistem robotizat

pentru inspectarea faadelor cldirilor; sistem robotizat pentru montarea/demontarea schelelor

metalice.

11

3. Bibliografie

1. Aurel Sturzu - "Calitatea i fiabilitatea produselor, tehnica masurarilor de specialitate n

construcia de maini", Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1994

2. Lucian CIOBANU - "Sisteme flexibile de fabricaie i roboi industriali", Editura Gh. Asachi

Iai, 1998, II 34489;

3. Gheorghe STAN - "Roboi industriali", Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 2004;

4. www.referat.clopotel.ro

5. www.referat.ro

6. www.wikipedia.ro

7. www.biblioteca.regielive.ro

12

4. Anexe

1. Robot umanoid

2. Robot industrial

13

3. Robot explorator

4.Robot jucrie