Merni sistemi kod robota

1. Uvod u merni sistem robota

Merni sistem robota je deo upravljačkog sistema koji omogućava robotu da prikuplja informacije o svom okruženju, stanju svojih delova i interakcijama sa objektima. Ovi sistemi su ključni za preciznost, tačnost i bezbednost robota u radu.

Zašto su merni sistemi važni?

• Omogućavaju kontrolu položaja, brzine i sile u realnom vremenu.

• Pomažu u izbegavanju prepreka i detekciji objekata.

• Osiguravaju preciznost prilikom manipulacije objektima.

• Prate status robota (temperatura, vibracije, opterećenje) radi prevencije kvara.

2. Funkcije mernih sistema

Merni sistemi kod robota imaju sledeće funkcije:

1. Prikupljanje podataka o položaju, brzini, sili i drugim parametrima.

2. Obrada podataka radi donošenja odluka u realnom vremenu.

3. Povratna informacija (feedback) za upravljački sistem kako bi se korigovale greške u radu.

3. Komponente mernih sistema

Merni sistem se sastoji od sledećih komponenti:

1. Senzori – uređaji koji pretvaraju fizičke veličine (položaj, brzina, sila, temperatura) u električne signale.

2. Pretvarači signala – prilagođavaju signale za dalju obradu.

3. Procesorska jedinica – analizira podatke i šalje povratne informacije upravljačkom sistemu.

4. Vrste senzora u robotima

Senzori u robotima mogu se podeliti prema funkciji i svrsi na sledeće vrste:

4.1. Senzori položaja

• Enkoderi – meri ugaoni položaj ili rotaciju zgloba robota.

  • Primer: Optički enkoderi koriste svetlosne impulse za precizno merenje.

• Lineri merni sistemi – mere pravolinijski pomeraj manipulatora.

4.2. Senzori brzine

• Koriste se za praćenje brzine rotacije zglobova ili kretanja manipulatora.

  • Primer: Tahogeneratori.

4.3. Senzori sile i obrtnog momenta

• Mere sile koje robot primenjuje na objekte ili sile koje deluju na robota.

  • Primer: Piezoresistivni senzori.

4.4. Senzori udaljenosti i prepreka

• Koriste se za detekciju objekata i izbegavanje prepreka.

  • Primeri:

    • Ultrazvučni senzori – mere udaljenost pomoću zvučnih talasa.

    • Laserski senzori – precizno detektuju udaljenost objekata.

4.5. Senzori dodira

• Detektuju kontakt između robota i objekta.

  • Primer: Taktilni senzori ugrađeni u hvataljke robota.

4.6. Vizuelni senzori (kamere)

• Koriste se za prepoznavanje objekata, praćenje pokreta i orijentaciju u prostoru.

  • Primer: Industrijske kamere sa mašinskim vidom.

4.7. Senzori okruženja

• Mere parametre poput temperature, vlažnosti i osvetljenja.

  • Primer: Termometri i fotodetektori.

5. Princip rada mernih sistema

1. Prikupljanje informacija: Senzori detektuju fizičke veličine.

2. Obrada podataka: Signal iz senzora se pretvara u digitalni format i obrađuje.

3. Feedback: Dobijene informacije se šalju upravljačkom sistemu, koji ih koristi za korekciju pokreta.

6. Primeri mernih sistema kod robota u industriji

1. Roboti za montažu:

   • Koriste enkodere za precizno pozicioniranje.

   • Senzori sile za kontrolu pritiska pri sklapanju delova.

2. Roboti za zavarivanje:

   • Koriste senzore udaljenosti za praćenje spojeva.

   • Termalni senzori za praćenje temperature zavarivanja.

3. Autonomni mobilni roboti:

   • LIDAR senzori za mapiranje okruženja.

   • GPS senzori za određivanje pozicije.

7. Prednosti i izazovi mernih sistema

Prednosti:

• Veća preciznost i tačnost robota.

• Povećana bezbednost u interakciji sa ljudima i okruženjem.

• Sposobnost prilagođavanja promenama u okruženju.

Izazovi:

• Složenost integracije različitih senzora.

• Visoka cena naprednih senzorskih sistema.

• Obrada velike količine podataka u realnom vremenu.