Universitatea POLITEHNICA din BucureştiFacultatea Ingineria şi Managementul Sistemelor Tehnologice

Programul de studii Robotică

PROIECT DEIncercarea si Receptia Robotilor Industriali.

Student,Balaban Cristina

Grupa 641BB

CUPRINS

Capitolul 1

1.1 Generalitati privind tema de proiect1.2 Prezentarea structurii si caracteristicilor generale ale robotului integrat in aplicatie1.3 Prezentarea celulei

Capitolul 2

2.1 Prezentarea procedurilor de calcul privind masurarea parametrilor robotului industrial integrat in aplicatie. Generalitati. Conditii de incercare.2.2 Schema cinematica structurala a robotului2.3 Prezentarea si justificarea parametrilor functionali si procedura de calcul pentru determinarea fiecarui parametru

Capitolul 1:

1.1 Generalitati privind tema de proiect:

Ansamblul modular de camere chirurgicale hibride polifunctionale, integrand robot pentru chirurgie laparoscopica, sistem robotic pentru imagistica si computer tomograf cuprinde cinci camere conectate ce pot fi actionate si independent. Doua dintre cele cinci camere cuprind o masa polifunctionala ceeste deservita de un robot de tip brat articulat. Masa permite miscari de translatie si de rotatie, acestea pot fi facute si in timp ce pacientul se afla pe masa. Robotii sunt integrati impreuna cu un efector de tip c-arm care permite ajustarea pozitiei in raport cu pacientul pentru scanarea in timp real a acestuia. Urmatoarele doua camere simetrice contin o masa polifunctionala ce permite deplasarea mesei in suprafata camerei,translatia acesteia si rotatia. De asemenea aceste miscari pot fi realizate cu sau fara pacient amplasat pe suprafata mesei. Ultima camera ce face legatura dintre cele doua zone ale ansamblului poate fi vazuta ca o camera de trecere dar si ca un alt spatiu de lucru. Aceasta cuprinde un CT Scaner care indeplineste mai multe functii. Poate fi folosit individual in aceasta camera, fiind prevazut cu o masa integrata sau poate fi deplasat in fiecare dintre cele patru camere pentru a lucra concomitent. Este prevazut cu o miscare de translatie amplasata la baza superioara, o miscare de rotatie ce permite redirectionarea pe un unghi de 3600 si o miscare de translatie a mesei incorporate.Efectorul utilizat in acest tip de aplicatie este unul de tip C-arm dedicat acestor tipuri de operatii datorita structurii sale usor de manevrat.

1.2 Prezentarea structurii si caracteristicilor generale ale robotului integrat in aplicatie:

Integrat in aplicatia pentru imagistica este necesar un robot de tip brat articulat cu o sarcina portanta de 470 kg.KUKA KR 210:

Fig. 2.1Specificatii tehnice:Structura Brat articulat

verticalAxe controlate 6Sarcina portanta maxima 500 kgRaza de actiune verticala 3426 mmRaza de actiune orizontala 3095 mmRepetabilitatea +/- 0.06 mmRaza maxima de deservire

Axa 1Axa 2Axa 3Axa 4Axa 5Axa 6

+/- 3700

+/- 1350

+/- 2750

+/- 7000

+/- 2500

+/- 7000

Viteza maxima Axa 1Axa 2Axa 3

+/- 1230/s+/- 1150/s+/- 1120/s

Axa 4Axa 5Axa 6

+/- 1790/s+/- 1720/s+/- 2300/s

Greutatea aproximativa 1078 kgFranare Pe toate axele

Fig. 2.2

Fig. 2.3Avantajele acestui robot sunt reprezentate de performantele superioare destinate manipularii, raza mare de deservire care

se incadreaza in +/- 1850. Sarcina portanta indeplineste conditiile integrarii in aplicatie la fel ca si dimensiunile de gabarit.

1.3 Prezentarea celulei:

Fig. 3.1

Fig. 3.2

Componenta ansamblului modular de camere:

Roboti de tip brat articulat(2) Mese polifunctionale (4) Ct Scaner (1) Grinzi si traverse pentru deplasare (7) Ecran pentru interpretarea rezultatelor (2)

Robot KR 210:

Fisa tehnica:Structura Brat articulat

verticalAxe controlate 6Sarcina portanta maxima 500 kgRaza de actiune verticala 3426 mmRaza de actiune orizontala 3095 mmRepetabilitatea +/- 0.06 mmRaza maxima de deservire

Axa 1Axa 2Axa 3Axa 4Axa 5Axa 6

+/- 3700

+/- 1350

+/- 2750

+/- 7000

+/- 2500

+/- 7000

Viteza maxima Axa 1Axa 2Axa 3Axa 4Axa 5Axa 6

+/- 1230/s+/- 1150/s+/- 1120/s+/- 1790/s+/- 1720/s+/- 2300/s

Greutatea aproximativa 1078 kgFranare Pe toate axele

Urmeaza a fi prezentate partile componente ale acestuia:

Fig.3.3

Efectorul atasat robotului prezinta doua cuple de rotatie ce pot si actionate indivicual sau simultan depinzand de necesitatile operatiei.Masa polifunctionala:

Fig.3.4

Fig.3.5

Fig. 3.6

Fig. 3.7

Fig. 3.8

Masa polifunctionala executa miscari de rotatie, de translatie la baza si de translatie a elementului suport. Acestea pot fi realizate cu pacient sau fara si sunt utile pentru o mai puna pozitionare pentru colaborarea cu efectorul de tip c-arm manevrat de robot si de asemenea si CT Scanerul. CT Scaner:

Reprezinta un magnet ce genereaza un camp magnetic necesar pentru a lua imagini MR. Cantareste aproximativ 5.000 kg si este dotat cu o masa incorporata.

Fig. 3.9

Fig. 3.10

Fig. 3.11

Fig. 3.12

Grinzi si traverse pentru deplasare:

CT Scanerul permite deplasare pe toata lungimea camerei pe un cadrul format din traverse de tip I.

Fig. 3.13

Fig. 3.14

Structura de otel necesara pentru a sprijini sistemul IMRIS trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: sa depaseasca sau sa fie echivalent cu ASTM A36, acesta fiind un standard ce stipuleaza si prevede tolerante pentru elemente, cum ari fi dimensiunile sectiunii transversale si greutatea pe metru.

Fig. 3.15

Ecran pentru interpretarea rezultatelor:

Ecranele au fost realizate pentru interpretarea rezultatelor date de catre efectorul cu care este predispus robotul, iar acestea prezinta miscari de translatie verticala pentru ajustarea nivelului si de asemenea si o rotatie pentru o mai buna pozitionare a acestuia, fiind mai usor pentru medici sa ia contact cu analiza.

Fig. 3.16

Capitolul 2

2.1 Prezentarea procedurilor de calcul privind masurarea parametrilor robotului industrial integrat in aplicatie. Generalitati. Conditii de incercare:

MĂRIMI DE ÎNCERCAT

APLICAŢII

Ambalare Inspecţie

(1) (2) (1) (2)

Precizia poziţionării

unidirecţionaleX X X X

Repetabilitatea poziţionării

unidirecţionaleX X X X

Variaţia multidirecţională a

preciziei poziţionăriiX X X X

Precizia distanţei X(3) X(3) X(3) X(3)

Repetabilitatea distanţei X(3) X(3) X(3) X(3)

Timpul de stabilizare a poziţionării

X X X X

Depăşirea poziţionării X X X X

Abaterea caracteristicilor poziţionării

X X X X

Precizia traiectoriei X X

Repetabilitatea traiectoriei X X

Abateri ia colţ X X

Lungimea traiectoriei de stabilizare

X X

Precizia vitezei pe traiectorie

Repetabilitatea vitezei pe

traiectorie

Fluctuaţia vitezei pe traiectorie

Timpul de poziţionare minim X X

Cornplianţa statică X X X

Precizia poziţionării unidirecţionale: