Robotok programozásának módszerei

A robotok vezérlésére több programozási módszer is ismert.

Elektromechanikus programozás: Az előre huzalozott program csak hardveres úton változtatható. Egyszerű feladatokra használható robotoknál alkalmazzák. Mára már jelentőségét vesztette.

Mozgás programozása visszajátszással: A tanító végigjátssza a TCP mozgatását, amelyet rögzítünk. A program futása során a mozgás PTP vezérlés útján történik.

Master Slave programozás: A programozó a robotot áttétel segítségével mozgatja. A Master minden tevékenységét tárolja és azonos időfelbontásban, azonnal le is játssza a slave (szolga) számára. Mivel a módszer bonyolult, ezért csak ott használják ahol a betanító módszer nem lehetséges. pl.: atomerőművek aktív övezete
A hidraulikában és pneumatikában is használják mikor egy henger több hengert is vezérel.

Betanító (Teach-in) programozás: Ez a módszer használható majdnem minden ipari robothoz. A programozó a robotot mozgatón keresztül vezérli a programozási helyek durva beállításával. Ilyenkor biztonsági okokból a robot csak csökkentett sebességgel üzemeltethető. A programba kerülnek a helyzetek, interpoláció, gyorsulások, sebességek, késleltetés idők, szenzor utasítások.

Off-line programozás: A programozás szöveges formában történik. Az off-line programozás feladatorientált, míg az on-line mozdulatorientált. A módszer előnye hogy a programozás a tervezési szakaszban lehetséges. Számítógéppel leírható a munkatér és a feladat is. Hátránya hogy a hibák csak az első próbafutás alatt derülnek ki. A hibajavítás csak ismételt futások során végezhető. Hasznos ha a program futtatását szimulálni tudjuk.

Robotok programozása

Ipari feladatoknál ismert a mozgás környezete. Így a robotnak nincs szüksége működés közben a terep feltérképezésére. Ilyenkor a területről térkép adatbázist készíthetünk, ahol kijelölhetők a jellegzetes pontok. A valós térben is elhelyezhetők ezek a jelzők (markerek). A robot ezeket a pontokat megkeresi, majd a tőlük mért távolságból kiszámítja a saját helyzetét. (Két jelzőtől mért távolság meghatározza a háromszög két oldalát, a harmadik oldal a jelzők távolsága)
A robot a tájékozódásra használhat ultrahangos vagy lézeres jeladót is.

A robotkéz és az effektor helyzetét TCP-vel (Tool Center Point) jellemezzük. Ez a pont a megfogószerkezet típusától függ. pl.: hegesztőpisztolynál az elektróda csúcsok közötti felezőpont, kétujjas megfogónál az ujjak közötti szimmetria pont.

A munkaterület WS (Working Space) azoknak a pontoknak az összessége a térben amelyet a TCP elérhet. A WS-t a robot szerkezeti kialakítása határozza meg.

A robotok mozgatása során alapvető feladat a TCP mozgatása a kiindulási helytől a végpozíciókba. A mozgás vezérlésnek két módja van PTP (Point-to-point)ahol a mozgás kiinduló és végpontja alapvető, míg a TCP által bejárt útvonal másodrendű. CPC (Continuous Path Control) útvonal vezérlésnél a bejárt útvonal első rendű, A TCP amennyire csak lehet az előre meghatározott útvonalon mozog.
PTP vezérlés esetén a mozgás kiinduló és véghelyzetét a robottengelyek körüli forgásszögek értékeinek megadásával jellemezzük.

Tiszta TPT vezérlés esetén a motorok egymástól függetlenül végrehajtják a hozzájuk tartozó tengely körüli forgást. A mozgás szaggatottá válik. Nehéz terhek mozgatásakor az áttételek gyorsabban kopnak.
Szinkron TPT vezérlésnél az összes tengely azonos időpontban végzi a mozgást. Egyenes helyett egyenletes ívű mozgást kapunk.

CPC vezérlésnél a szerszám a megadott térbeli görbe mentén, megadott sebességgel halad. pl.: vonalhegesztés, ragasztás, festékszórás
CPC vezérlésnél az útvonal pillanatnyi jellemzői a helyzet, sebesség és gyorsulás.

Automatikus raktározási rendszerek

Az automatizált tárolórendszerek különféle számítógépes vezérlési rendszerekből állnak, amelyek lehetővé teszik a rakományok automatikus tárolását, helyzetének meghatározását és kiszállítását. Ezeket a rendszereket általában ott használják ahol nagyon nagy a raktár kapacitása, sűrűn cserél helyet az áru és a gyorsaság különösen fontos. Bármilyen árut tudunk szállítani és raktározni ezekkel a rendszerekkel, akár egyforma méretű vagy különbözőméretű az áru. Ezeket a rendszereket az alkatrészek és áruk automatikus tárolására és nyilvántartására tervezték meg az ipar bármely területén. Az 1960-as években jelentek meg az első ilyen rendszerek akkor még a nehéz raklapok kezelése volt a fő szempont. De ahogy fejlődött a technológia úgy egyre kisebb rakományok kezelését is ilyen technológiával oldották meg. A számítógépes vezérlés mellett nyilvántartja a raktározott tételeket is, így az elemek visszakeresése vagy helyzetének pontos megállapítása gyorsabban megtörténik mint a hagyományos raktározás esetében. Például ha szükség van egy bizonyos termékre akkor a vezérlő számítógép visszakeresi hogy a raktár melyik részében is van az adott áru, majd oda irányítja a szállítóberendezést, ez lehet autonóm mobil robot, targonca, szállítószalag vagy valamilyen más szállítórendszer. Ez a szállító berendezés kiveszi az árut a helyéről és a felhasználóhoz szállítja. Mivel ezeket az árukat, elemeket állványokon vagy raklapokon tárolják az eltávolítás után a számítógép frissíti az adatbázisát, hogy azon a helyen már nem található meg az adott áru. Ez egy nagy előnye ezeknek a rendszereknek kevesebb munkaerőre van szükség valamint pontosabban követhető a készlet állapota. Ellentétben a hagyományos raktár kezeléssel.

Ezek a rendszerek a rakományokat nemcsak vízszintesen hanem függőleges irányba is tudják mozgatni tehát akár több emelet magas raktárakat is létrehozhatunk. A targoncák síneken mozognak a vízszintes irányban. Ez a sín rendszer akár a mennyezetre is fel lehet függesztve, így helyet tudunk spórolni. A függőleges irányú mozgást pedig külön hajtómű vezérli. Az egész egység vízszintesen mozog a polcok közötti folyosón, amikor odaér az adott áruhoz akkor a szükséges magasságig tud emelkedni és onnan kiveszi az adott árut majd visszatér a padlóra és folytatja a rakomány szállítását a kívánt pozícióba. Ebben a rendszerben a vízszintes és a függőleges mozgást egymástól független hajtóművek hozzák létre. Számos típusú tároló és visszakereső rendszer van. Leginkább a rakomány típusa szerint különböztetjük meg őket vagy a terhelés nagysága szerint (kis, közepes és nagy terhelésű).

A hatékony rendszer elősegíti a költségek csökkentését, minimalizálja a felesleges termékek mennyiségét a raktárban, valamint javítja a raktár helyzetének kihasználását. Az automatizálás csökkenti a munka költségeket és növeli a biztonságot is. Úgyis tudjuk rendezni az állványokat hogy azokat a termékeket amelyek népszerűbbek vagy gyakrabban szükség van, a kiadási terület közelében helyezzük el, így gyorsabban elérhető az adott termék. A rendszer segítségével nyomon követhetjük hogy honnan származik az adott termék, mikor lett a raktárba helyezve, mennyi ideje van a raktárba. Ezen adatok ellenőrzésével tudjuk maximalizálni a raktár kihasználtságát.

Vertikális elrendezésű modulok

Magas raktárak kiszolgálására alkalmasak. Egy emelő állványon több egység is elhelyezhető, így egyszerre több áru mozgatása is lehetséges. A VLM (Vertical Lift Module) egy számítógép által vezérelt emelő szerkezet. A rendszerben minden tárolórekesznek saját száma van. Az emelő az oszlopok között halad, majd a kívánt helyen megáll és kihúzza a kívánt tárolórekeszt a helyéről és a kiszolgálási ponthoz szállítja. A legtöbb VLM rendszer dinamikus raktározási funkcióval is rendelkezik.

 

Forgó rendszerű raktározás (Horizontal Carousels)

Ennél az elrendezésnél a tárolórekeszek körpályán mozognak. A termék kiszállításakor meg kell adni a tárolórekesz számát, majd a rendszer a legrövidebb úton a kiszolgálóhelyhez forgassa az adott tárolót.

 

 

 

Tárolási rendszerek

Raktározásnak az áru tárolására, állagának megóvására, a készletek elhelyezésére szolgáló tevékenységeket nevezzük. A raktározás történhet nyitott és zárt helyen. Nyitott helyen tárolják pl. a szenet, különböző építő anyagipari árukat (pl. sóder, tégla), vasárukat stb.

A logisztikai láncban egymást követő fázisok a raktárakon keresztül kapcsolódnak egymáshoz (termelés vagy a kiszállítás anyagigényeinek biztosítja), így azok nagy szerepet játszanak mind az áru-, mind az információáramlásban.

A raktárakat, raktározási rendszereket elsősorban a különböző munkafolyamatok gazdaságos kapacitási különbségeinek kiegyenlítése teszi szükségessé. pl.: a beszerzéskori optimális mennyiség, amit fuvarjárművel el tudnak szállítani és a gyártósor napi anyagszükséglete.

Az általános raktárakban a következő raktár részek lehetnek:

1. Alapvető vagy operatív helyiségek:
   • tárolóhelyiségek
   • expedíciós helyiségek (áruátvétel-átadás tere)
   • az esetleges árufeldolgozás tere (pl. komplettírozás, készletek kialakítása, csomagolás stb.)
   • a raktárfelszerelés (rakodólap, létra stb.) tárolására szolgáló helyiségek.
2. Közlekedő folyosók, lépcsők, átjárók területe.
3. Raktári adminisztráció és a szociális ellátás céljait szolgáló helyiségek (pl. irodák, személyzeti szobák, orvosi szoba stb.).
4. Kisegítő helyiségek (pl. géptermek, javítóműhelyek, kazánházak stb.)

A raktár legfontosabb alrendszerei:

• a raktárban működő anyagmozgató gépek és eszközök
• tároló berendezések és eszközök
• a raktári létesítmények
• közlekedési kapcsolatok
• épület és létesítmény
• energiaellátás

A raktárak felépítése és a tárolt anyag tulajdonságai alapján több raktározási rendszer is kialakult.

Állvány nélküli statikus tárolási rendszerek

Ez a legegyszerűbb raktározási módszer. Lényege, hogy az árukat közvetlenül egymás mellé, illetve egymásra (általában 4 szint magasságig halmazolva) kell elhelyezni. A módszer legfőbb előnye a kis beruházási költség, hiszen nem kell felépíteni teljes állvány rendszereket. Ebből eredeztethető a rendszer rugalmassága is, ugyanis a tömbök áthelyezhetők, az elrendezés könnyen változtatható például újabb árufajták megjelenése esetén. Főként azonos típusú (monostruktúrájú), egymásra helyezhető egységek tárolása esetén célszerű alkalmazni, szabadtéri vagy kismagasságú tároló területeken. Fontos megjegyezni, hogy az állvány nélküli statikus rendszerekre általánosságban érvényes, hogy az áru halmazolása növeli a sérülések valószínűségét, a sík rakodólapos egységrakományok teherbírása (mely jelentősen függ a csomagolástól) pedig csak néhány (3-4) tárolási szintet tesz lehetővé.

Állvány nélküli dinamikus tárolási rendszer

Itt sincs szükség állványokra a tároláshoz, azonban az egységrakományok már nem a földön, egy fix helyen, hanem földön, de mozgó pályákon (pl. görgős pálya vagy függőkonvejor) kerülnek elhelyezésre. A technológiát, akkor érdemes alkalmazni, ha kisebb mennyiségű, rövidebb tárolási idővel rendelkező egységrakományokat szeretnénk elhelyezni. Tehát egyfajta átmeneti tárolás megvalósítása a cél, ahol fontos a rakományok érkezési sorrendje. A dinamikus rendszernek köszönhetően az anyagmozgató berendezések automatizálása könnyen megvalósítható. A pályák megfelelő kialakításával (osztályozó pályák) az egységrakományok osztályozása  szintén lehetségessé válik. A megnövekedett eszközigény következtében a beruházási költségek viszont nagyobbak, a fajlagos területigény pedig szintén növekszik, hiszen az egységrakományokat ennél a módszernél nem lehet egymásra helyezni.

Állványos statikus tárolási rendszerek

Ez az egyik legszélesebb körben elterjedt tárolási technológia. Kialakítása nagymértékben függ a tárolási egységektől, mely alapján megkülönböztetünk polcos, rekeszes, ritkább esetekben fiókos, tálcás, valamint konzolos vagy karos felépítésű állványokat. A soros állványos technológia legnagyobb előnye, hogy a tárolási magasságot az épület vagy az anyagmozgató gép tárolási magassága határozza meg, azaz független az árujellemzőktől és a csomagolás szilárdságától. A készlet minden egységéhez közvetlen hozzáférés biztosítható, valamint automatizált rendszerek kialakítására is lehetőséget biztosít. Elterjedtsége főként rugalmasságából adódik, azaz olyan esetekben amikor nincsenek pontos információink a tárolandó egységrakományról (például logisztikai szolgáltatók esetében). Hátránya, hogy egy állványrendszer felépítésének beruházási költsége magas. Szintén negatívum, hogy alacsony tárolási magasság esetén nagy az egy tárolási egységre jutó terület felhasználás, valamint kicsi a térfogatkihasználás. Az állványozásnak két típust különböztetjük meg: Az átjárható állványoknál két oldalról is hozzáférhetünk a tárolt egységrakományokhoz, úgy a bejárható állványnál ez csak egy oldalról lehetséges.

Állványos dinamikus tárolási rendszerek

Egy-egy tárolási egység elhelyezése vagy kiemelése esetén, az állványon lévő áru egy része vagy egésze is változtatja helyzetét. Főbb változatai:

Utántöltős állványos tárolás: A tárolási egységeket alátámasztó hossztartók lejtősen lettek kialakítva, így a tárolási egységek a gravitáció miatt a betárolási oldal felől a kitárolási oldal felé haladnak.

Gördíthető állványos tárolás: Általában olyan raktárakban használják, ahol a készlet teljes lecserélődése sokáig tart, vagy egy-egy állványsort nagyon ritkán keresnek fel. Az állványok gördíthető kerekekkel rendelkeznek, így kézi, vagy gépi erővel mozgathatóak, ebből kifolyólag könnyen automatizálható. A zárt rendszer kialakítása miatt nagyfokú áruvédelmet biztosít. Gépi mozgatás esetén jelentős energia és karbantartási igénye van.

Körforgó állványos tárolás: Egymással összekapcsolt tálcák, polcok vagy egyéb tárolóelemek mozognak függőleges vagy vízszintes irányban. Ha egy tárolót el szeretnének érni, valamennyi egység megindul a pályán, ez a mozgás addig tart, míg a kívánt egység a kiadóhelyhez nem érkezik. Az áru az emberhez elv teljesül, így ergonómiai szempontból igen kedvező. Könnyen automatizálható és jól illeszthető technológiai folyamatokba, viszont az áru be és kitárolási teljesítménye alacsony.

Felhasznált irodalom:

1. Raktározás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Raktározás
2. Állványos dinamikus tárolási rendszerek: https://hu.wikipedia.org/wiki/Állványos_dinamikus_tárolási_rendszerek
3. https://innolog.hu/