Průmyslové roboty a manipulátory I (FSI-GPZ)

Akademický rok 2019/2020
Garant: prof. Ing. Zdeněk Kolíbal, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu Průmyslové roboty a manipulátory I. je seznámit studenty
se základy moderní technické robotiky. Úkolem je, naučit posluchače aby
si studenti uvědomili nutnou souvislost poznatků z oblasti konstrukce,
projekce, řízení a aplikace PRaM, která je výchozím základem pro jejich
budoucí praktickou činnost konstruktérů robotů a manipulátorů a případně
projektantů robotizovaných pracovišť.
Výstupy studia a kompetence:
Předmět umožňuje studentům osvojit si nejnovější poznatky z konstrukce,
projekce a možného nasazení stacionárních průmyslových robotů a
manipulátorů v průmyslové praxi a současně umožňuje rozšířit si
dovednosti co se týče jejich programování. Důraz je kladen i na
praktickou dovednost studentů v laboratorních cvičeních.
Prerekvizity:
Komplexní a podrobné znalosti z mechanizmů a částí strojů, jejich konstrukce a výpočty.
Obsah předmětu (anotace):
Přednáškový kurs obsahuje část, zabývající se konstrukcí průmyslových robotů a manipulátorů (PRaM).Za tím účelem je analysován ekonomický vztah mezi produkcí, cenami výrobních strojů a efektivní manipulací, jsou definovány průmyslové roboty. Na základě systémového přístupu jsou analysovány jejich základní subsystémy a pohled je zaměřen na akční systém průmyslových robotů. Na jeho základě je studován kinematický řetězec PRaM a na základě teorie kombinatorických algoritmů je detailně popsáno polohovací ústrojí PRaM. Dále jsou definovány a představeny základní a odvozené typy průmyslových robotů a manipulátorů. Podrobně se studuje orientační ústrojí PraM, stavba translačních a rotačních jednotek, pohony a převody ve stavbě PRaM a některá nová konstrukční řešení PRaM. Přednášky zahrnují i problematiku kinematické a dynamické analýzy robotů. Cvičení jsou zaměřena na praktické ukázky průmyslových robotů, jejich programování.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením. Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
1. Prezence ve cvičení (100 %) účast ve cvičeních
2. Splnění podmínek průběžné kontroly (příprava na cvičení, aktivita
během cvičení); toto bude upřesněno začátku semestru ve cvičení.
3. Opravená a odsouhlasená semestrální práce z praktického cvičení v
laboratořích.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Kontrola presentace ve cvičeních. Ve zvláštních případech je možná kompenzace speciální prací.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do problematiky, vývoj od mechanizačních a automatizačních systémů po průmyslové roboty, ekonomika nasazení průmyslových robotů
2. Průmyslové roboty u výrobních strojů, definice, generace robotů, systémové pojetí robotů, akční, vnímací a řídící systémy robotů
3. Aspekty pro posuzování robotů, základní pojmy o řízení a programování průmyslových robotů. Akční systém průmyslových robotů.
4. Kinematické dvojice v konstrukci PRaM, základní kinematický řetězec (polohovací a orientační ústrojí), uspořádání kinematických dvojic a jejich kombinatorické algoritmy
5. Základní a odvozené typy průmyslových robotů
6. Orientační ústrojí průmyslových robotů - principy a koncepce stavby
7. Základní stavební prvky (jednotky) průmyslových robotů. Pohony a převody ve stavbě průmyslových robotů
8. Konstrukční řešení pohonů základních typů průmyslových robotů
9. Mechanika manipulačních zařízení - základy kinematiky a dynamiky prostorových mechanismů
10. Přímá a nepřímá úloha kinematiky
11. Přímá a nepřímá úloha dynamiky– část 1.
12. Přímá a nepřímá úloha dynamiky– část 2.
13. Průmyslové roboty s paralelní kinematikou
    Laboratorní cvičení Jednohodinová cvičení jsou spojena do šesti dvouhodinových bloků a 1 hod. zápočet:

1. Seznámení se s průmyslovými roboty v laboratoři ústavu
2. Základy programování pohybů a činností robotů a manipulátorů
3. Programování robotického pracoviště s robotem PROB-20
4. Programování a měření přesnosti průmyslového robotu SPR-10
5. Programování a měření přesnosti průmyslového robotu APR-20
6. Programování a měření přesnosti průmyslového robotu ABB IRB 4400/60
7. Zápočet
Literatura - základní:
1. KOLÍBAL, Zdeněk. Roboty a robotizované výrobní technologie. Brno: Vysoké učení technické v Brně – nakladatelství VUTIUM, 2016. ISBN 978-80-214-4828-5.
Literatura - doporučená:
1. KOLÍBAL, Zdeněk. Průmyslové roboty. Brno: Vysoké učení technické, 1993. ISBN 80-214-0526-0.
2. CHVÁLA, Břetislav, Robert MATIČKA a Jaroslav TALÁCKO. Průmyslové roboty a manipulátory: celostátní vysokoškolská učebnice pro skupinu oborů strojírenství a ostatní kovodělná výroba. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1990.
3. MATIČKA, Robert a TALÁCKO. Mechanismy manipulátorů a průmyslových robotů. 2. přeprac. vyd. Praha: SNTL-Nakladatelství technické literatury, 1991.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-VSR Výrobní stroje, systémy a roboty P pro absolventy B-SSZ kl 4 Povinný 2 1 Z
M2I-P prezenční studium M-VSR Výrobní stroje, systémy a roboty -- kl 4 Povinný 2 1 Z
M2V-P prezenční studium M-VSY Výrobní systémy -- kl 4 Povinný 2 2 Z