Vragen robotica

Vragen robotica.
1. Leg het verschil uit tussen een telemanipulator, een automaat met vaste cyclus, een automaat
met programmeerbare cyclus en een industriële robot. (p.3-4)
In de besturingslus van een telemanipulator is een mens opgenomen. Een telemanipulator wordt dus
vanop een afstand door een mens bestuurd.
Een automaat met vaste cyclus bevat een mechanische sturing met een nokken- of stangenmechanisme.
Meestal worden ze ontworpen voor één specifieke taak; ze hebben een hoge productiviteit en zijn zeer
moeillijk aan te passen.
Een automaat met programmeerbare cyclus is flexibeler, de werking is dus makkelijk aan te passen.
Bij een sequentiële automaat worden de bewegingen door eindekoers schakelaars of nokken beperkt, de
volgorde wordt in een PLC geprogrammeerd.
Een industriële robot wordt de te volgen baan precies vastgelegd. Een playback robot kan een
aangeleerde baan herhalen. Een NC robot kan een van tevoren, in NC codes, geprogrammeerde baan
volgen.
2. Om welke redenen kan men overgaan tot de aankoop en installatie van een industriële robot.
(p.5-6)
Er kunnen verschillende redenen zijn om over te schakelen op een industriële robot:
We kunnen een robot inzetten voor onaangenaam werk, dat we liever niet zelf uitvoeren.
In sommige gevallen kunnen we een robot ook inzetten om mensen te vervangen, zodat we minder loon
moeten uitbetalen.
Een andere reden om mensen te vervangen door robots is om onzekerheden te elemineren: robot’s
worden immers niet ziek, heeft geen pauzes nodig, werkt constanter, …
Een robot kan ook vaak sneller en bovendien 24/24u werken.
Een robot kan ook nauwkeuriger werken en de kwaliteit zal ook steeds dezelfde zijn.
3. Bespreek de algemene opbouw van een robotsysteem. Wat zijn de voornaamste onderdelen en
wat is hun functie. (p.7-9)
Besturing  Robot  Periferie
Besturing:
Meestal zorgt een computer voor de besturing. De computer gaat ervoor zorgen dat de robot de
geprogrammeerde baan (NC programma) volgt. Dit gebeurt door interpolatie en positiemeting, waaruit de
nodige motorstromen en spanningen worden berekend.
Robot:
Bestaat meestal uit een arm, één of meer effectoren en sensoren.
De robotarm kan bestaat uit een aantal gewrichten die met elkaar verbonden zijn door starre of
uitschuifbare verbindingen. In de robotarm zijn meestal een aantal aandrijfmotoren, transmissies en
sensoren ingebouwd. Een robotarm kan zowel serieel als parallel opgebouwd worden.
Aan het uiteinde van de robotarm is meestal een effector bevestigd die aan de specifieke taak van de
robot is aangepast.
Een robot heeft ook nog een aantal sensoren die ervoor zorgen dat een robot kan inspelen op
veranderingen in de omgeving.
Periferie:
Bij de aankoop van een robot mag men de kostprijs van de periferie zeker niet over het hoofd zien.
Meestal is deze hoger dan die van de robot zelf!
De periferie heeft een logistieke functie, is nodig om de veiligheid t.o.v. de omgeving te garanderen en
zorgt voor de energievoorziening van de robot.
De periferie kan een aparte sturing hebben (computer of PLC) of kan gestuurd worden vanuit de
robotcomputer.
4. Wat is een star lichaam, hoeveel vrijheidsgraden heeft een star lichaam in 2, 3 dimensies en
waarom? (p.10)
Een star lichaam kan niet van vorm veranderen, de afstand tussen twee punten op het voorwerp is dus
steeds hetzelfde. Een star lichaam heeft dus een oneindig grote stijfheid.
In 2 dimensies heeft een star lichaam 3 vrijheidsgraden. 2 coördinaten en de rotatiehoek.
In 3 dimensies heeft een star lichaam 6 vrijheidsgraden. 3 coördinaten en 3 rotatiehoeken.
5. Wat is een “tool center point” en wat is het nut ervan? Geef 3 toepassingen en bespreek ze.
(p.11)
Het TCP is de oorsprong van het handassenkruis t.o.v. het wereldassenkruis.
Het TCP wordt zo gekozen dat men van hieruit op een logische manier de effector kan besturen.
Het TCP is van belang bij het aanleren van posities, bij lineaire of baangestuurde bewegingen en bij het
monteren van een nieuwe effector.
6. Welke soorten robotmechanismen onderscheidt men? Geef van elk een voorbeeld? (p.14-15)
Open keten
Lus
Vlakke Lus
Netwerkstructuur
Mobiele robots op wielen
Boomstructuur
Netwerkstructuur
7. Hoe kan je het aantal vrijheidsgraden van een mechanisme berekenen? Geef een verband
tussen het aantal vrijheidsgraden van een robot en deze van zijn gewrichten. Geef een voorbeeld
met een kinematische keten zonder lus en een met een lus. (p.13)
Het aantal vrijheidsgraden van een geleed mechanisme zonder lussen is gelijk aan de som van de
vrijheidsgraden van de scharnieren of kleiner.
Let op! Twee kogelgewrichten aan eenzelfde lid hebben één gemeenschappelijke vrijheidsgraad; deze
mag men dus maar een keer meetellen. Twee translatiescharnieren in elkaars verlengde hebben tezamen
maar één vrijheidsgraad.
aantalvrijheidsgrade n  V  6  aantalluss en
i
aantalvrijheidsgrade n  V  3  aantalluss en
i
Ruimtelijk mechanisme:
Vlak mechanisme:
aantallussen = aantalgewrichten – aantal leden
3 vrijheidsgraden
6-6=0 vrijheidsgraden (3D)
8. Welke soorten gewrichten worden gebruikt om robotmechanismen op te bouwen, hoeveel
vrijheidsgraden hebben ze en waarom? (p.12)
Benaming
Aantal
vrijheidsgraden (Vi)
Rotatiescharnier
1
Translatiescharnier
1
Universele verbinding
2
Bolscharnier
3
9. Als een robot opgebouwd is met rotatie- en translatiegewrichten, welke zijn dan in praktijk de 6
meest gebruikte opstellingen voor de eerste 3 gewrichten? Benoem ze en geef van elk een
kinematisch schema. (p.17)
Tx Ty Tz (Cartesisch, TTT)
Tz Rz Ty (Cyclisch)
Rz Rx Rx (Anthopoïdisch)
Rz Rx Ty (Sferisch)
Tz Rz Rz of Rz Rz Tz (SCARA)
Rx Ry Rx (Antropomorf)
10. Hoeveel soorten polsgewrichten kan men samenstellen uit 3 rotatiescharnieren. Waarom
worden er geen translatiescharnieren gebruikt in het polsgewricht? (p.18)
Theoretisch zij er vele (27?) mogelijkheden. Omdat twee opeenvolgende rotaties rond dezelfde as geen
zin hebben zijn er in de praktijk stechts 2 bruikbare oplossingen: de RxRyRx en de RxRyRz
De positionering gebeurt door de hoofdgewrichten, de polsgewrichten zorgen enkel voor de oriëntatie.
11. Bespreek de voordelen, nadelen, vorm van het werkgebied en toepassingen voor een SCARA
robot.
12. Bespreek de voordelen, nadelen, vorm van het werkgebied en toepassingen van een TTT robot.
13. Bespreek de voordelen, nadelen, vorm van het werkgebied en toepassingen van een RTT
robot.
14. Bespreek de voordelen, nadelen, vorm van het werkgebied en toepassingen van een RRT
robot.
15. Bespreek de voordelen, nadelen, vorm van het werkgebied en toepassingen van een RRR
robot.
16. Bespreek de voordelen, nadelen, toepassingen van een parallelle robot.
17. Wat is het direct en wat is het omgekeerd kinematisch probleem van een mechanisme?
18. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een vlakke RR robot in functie van
de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
19. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een vlakke RT robot in functie van
de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
20. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een vlakke TR robot in functie van
de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
21. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een vlakke RRT robot in functie van
de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
22. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een vlakke RTR robot in functie van
de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
23. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een vlakke TRR robot in functie van
de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
24. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een vlakke RRR robot in functie van
de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
25. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een R zRzTz SCARA robot in functie
van de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef
vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
26. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een T zRzRz SCARA robot in functie
van de robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef
vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
27. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een R zRxRx robot in functie van de
robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
28. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een R zRxTy robot in functie van de
robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
29. Bepaal de wereldcoördinaten en de snelheid van het TCP van een T zRzTy robot in functie van de
robotcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
30. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een RR mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
31. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een RT mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
32. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een TR mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
33. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een RR mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
34. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een RR mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
35. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een RRT mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
36. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een RTR mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
37. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een TRR mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
38. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een RRT mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
39. Gegeven de kinematische vergelijkingen voor een RRR mechanisme, in het bijzonder de snelheden
in wereldcoördinaten in functie van de snelheden in wereldcoördinaten.
…..
Wat is de Jacobiaanse matrix voor dit mechanisme?
De snelheid van het TCP is (vx, vy) = (.. m/s, .. m/s). Bereken de snelheden van de gewrichten.
40. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheden van de gewrichten van het TCP van een vlakke RR
robot in functie van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en
wereldcoördinaten, geef vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de
snelheid.
41. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheden van de gewrichten van het TCP van een vlakke RT
robot in functie van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en
wereldcoördinaten, geef vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de
snelheid.
42. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheden van de gewrichten van het TCP van een vlakke TR
robot in functie van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en
wereldcoördinaten, geef vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de
snelheid.
43. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheden van de gewrichten van het TCP van een vlakke RRT
robot in functie van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en
wereldcoördinaten, geef vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de
snelheid.
44. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheden van de gewrichten van het TCP van een vlakke RTR
robot in functie van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en
wereldcoördinaten, geef vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de
snelheid.
45. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheden van de gewrichten van het TCP van een vlakke TRR
robot in functie van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en
wereldcoördinaten, geef vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de
snelheid.
46. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheden van de gewrichten van het TCP van een vlakke RRR
robot in functie van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en
wereldcoördinaten, geef vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de
snelheid.
47. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheid van het TCP van een R zRzTz SCARA robot in functie
van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef
vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
48. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheid van het TCP van een T zRzRz SCARA robot in functie
van de wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef
vaste afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
49. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheid van het TCP van een R zRxRx robot in functie van de
wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
50. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheid van het TCP van een R zRxTy robot in functie van de
wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.
51. Bepaal de robotcoördinaten en de snelheid van het TCP van een T zRzTy robot in functie van de
wereldcoördinaten. Teken een kinematisch schema, kies robot- en wereldcoördinaten, geef vaste
afmetingen een naam en stel de formules op voor de plaats en de snelheid.