robotizuota technologinė linija
robòtika, mokslo ir technikos sritis, apimanti robotų ir robotizuotų sistemų kūrimą ir jų naudojimą. Robotų mechanika nagrinėja manipuliatoriaus grandžių ir kitų robotą sudarančių elementų judėjimą, tarpusavio sąveiką, stiprumą ir standumą. Roboto kinematika nagrinėja mechaninių grandžių judėjimo geometrines savybes. Pagal grandžių poslinkių ar posūkių koordinates ir greičius sprendžiant kinematikos uždavinius nustatoma roboto darbo įtaiso padėtis, orientacija ir greitis. Mechanikos dalis – robotų dinamika sprendžia manipuliatoriaus grandžių judėjimo uždavinius atsižvelgiant į veikiančias jėgas ir momentus.
Manipuliatoriaus dinamiką apibūdina jo judėjimo lygtys, kurios sieja veikiančias jėgas ir momentus su judančių grandžių kinematinėmis priklausomybėmis. Dinamikos lygtys t. p. reikalingos manipuliatoriaus judėjimui modeliuoti, valdymo dėsniams parinkti, manipuliatoriaus kinematinių schemų ir konstrukcijos kokybei įvertinti. Pagal žinomas koordinates, greičius ir pagreičius nustatomos manipuliatoriaus grandžių sąnarų jėgos ir momentai. Projektuojant manipuliatorių įvertinama roboto darbo zona, jo kinematika, manipuliatoriaus dinamika, planuojama darbo įtaiso trajektorija. Roboto judesius valdo automatinė valdymo sistema. Dirbtiniam intelektui sudaryti naudojami išorinės aplinkos jutikliai ir jutimo sistemos, informacijos rinkimo, analizės ir interpretavimo įtaisai. Prie jų priskiriama techninės regos sistema, vykdanti trimačių atvaizdų atpažinimo, išskyrimo ir inform. keitimo funkcijas. Dažniausiai ji sudaryta iš regimojo informacijos jutiklio, kuriančio elektroninį arba skaitmeninį stebimo vaizdo analogą, ir signalų apdorojimo priemonių. Funkciniu požiūriu jutimo įtaisai skirstomi į vidinės ir išorinės būsenos. Vidinės būsenos įtaisai matuoja manipuliatoriaus grandžių padėtį, judesio greitį, mechanizmų elementų jėgą, momentą ir sukuria grįžtamojo ryšio signalus. Išorinės būsenos įtaisai matuoja atstumą nuo roboto iki jo veiklos zonoje esančių objektų, atpažįsta arti griebtuvo esančius manipuliuojamus objektus, matuoja griebtuvo ir objekto sąlyčio parametrus. Matavimams roboto veiklos zonoje šie įtaisai naudoja lytėjimo, jėgos ar momento ir kitus jutiklius. Jie būna kontaktiniai ir bekontakčiai. Kontaktiniai liečiasi su objektu ir fiksuoja jo slydimą, posūkį ir kita, bekontakčiai, sąveikaudami su objektu, matuoja akustinio arba elektromagnetinio lauko pokyčius. Pagal gautus duomenis nustato objekto padėtį tolimojoje ir artimojoje zonose. Objekto parametrai dažniausiai nustatomi optiniu būdu. Artimosios veiklos zonos jutiklių teikiama informacija naudojama manipuliatoriaus judesiams valdyti. Jėgos ir momento jutikliai naudojami grįžtamojo ryšio grandinėse manipuliatoriui ir griebtuvui valdyti paėmus objektą. Tolimosios zonos lokaciniai jutikliai naudojami atstumui nuo roboto iki objektų, jų matmenims, padėčiai ir formai, judesio greičiui roboto darbo erdvėje nustatyti, kliūtims surasti ir aplenkti. Lokacinių jutiklių informacija jutimo įtaisuose keičiama optiniais, akustiniais, magnetiniais, šiluminiais, pneumatiniais ir kitais signalais, kurie perduodami valdymo įtaisams. Robotai su ultragarsine lokacine sistema naudojami, pvz., detalėms nuo konvejerio imti ir dėti ant padėklo. Atlikdamas šią operciją robotas lokacine sistema ne tik aptinka objektą, bet ir atlieka reikiamus judesius. Šios sistemos naudojamos ir automatiniuose cechuose gaminiams saugiai transportuoti. Automatinio vežimėlio kelyje pasitaikančias kliūtis aptinka jame įtaisytas lokatorius. Vežimėlis sustabdomas arba įsijungia įspėjimo signalas. Lokacinės sistemos dar naudojamos roboto pozicionavimo tikslumui nustatyti. Vietoj griebtuvo prie roboto manipuliatoriaus tvirtinamas atšvaitas. Robotui atliekant programoje numatytus uždavinius kartu juda ir atšvaitas. Atšvaito padėtis matuojama lazeriniu atstumo matuokliu, kurio koordinatės roboto pagrindo atžvilgiu žinomos. Apskaičiavus faktinę atšvaito padėtį roboto bazinės koordinačių sistemos atžvilgiu nustatomas pozicionavimo tikslumas. Viena iš robotikos sričių – robotizuotų gamybos sistemų tyrimas, kūrimas ir jų diegimas praktikoje. Robotizuotos gamybos sistemas sudaro technologiniai įrenginiai, pramoniniai robotai, valdymo sistemos ir pagalbinės priemonės. Iš jų sudaromos robotizuotosios technologinės linijos, robotizuoti technologiniai kompleksai, lanksčiosios robotizuotos gamybos sistemos ir kita. Technologiniai įrenginiai – programinės metalo pjovimo staklės, presai, įvairūs įrenginiai, turintys įtaisus detalėms bazuoti ir tvirtinti. Pramoniniai robotai naudojami manipuliuoti detalėmis ir įrankiais, technologinėms operacijoms atlikti. Prie pagalbinių priemonių priskiriamos ruošinių tiekimo, gabenimo, matavimo, kontrolės ir kitokie įtaisai ir įrenginiai. Visi robotizuotos gamybos sistemų įrenginiai technologinėse linijoje išdėstomi nuosekliai pagal technologinio proceso operacijų atlikimo eilę. Pagal valdymo sistemas robotizuotos gamybos sistemos skirstomos į pirmosios, antrosios, trečiosios kartos ir intelektinės sistemos (su dirbtinio intelekto elementais). Robotizuoti technologiniai kompleksai – vieno ar kelių technologinių įrenginių, pramoninių robotų ir kitų automatiniu režimu veikiančių priemonių visuma, daug kartų kartojanti darbo ciklus. Robotizuoti technologiniai kompleksai būna: metalo mechaninio apdirbimo, liejimo, štampavimo, suvirinimo, terminio apdirbimo, dažymo ir kiti. Lanksčiosios robotizuotos gamybos sistemos – technologiniai struktūriniai vienetai suderinami nustatytiems gaminiams. Susideda iš vieno ar kelių automatiškai veikiančių technologinių įrenginių, pramoninių robotų, vykdančių technologinį procesą, valdymo sistemų ir pagalbinių priemonių. Naudojant robotizuotas gamybos sistemas pramonėje padidėja darbo našumas, efektyviau panaudojami technologiniai įrenginiai, sudaromos saugesnės darbo sąlygos. Robotika t. p. sprendžia uždavinius, susijusius su robotų taikymu Mėnulio ir Marso tyrinėjimuose, robotų naudojimu pavojingoje aplinkoje, robotų‑karių, žaidėjų kūrimu ir kita. Lietuvoje robotikos srityje daugiausia darbuojasi Klaipėdos universiteto ir Kauno technologijos universiteto mokslininkai.