Proiect de specialitate montarea robotiza a unui cip pe pcb

PROIECT DE SPECIALITATE

CU TEMA: MONTAREA ROBOTIZA A UNUI CIP PE PCB

1.Introducere

1.1 Robotul. Generalitati

Robotul este un sistem mecatronic mobil, destinat automatizarii interactiunii omului cu mediul in care evolueaza. Denumirea de "robot" a fost folosita prima data de scriitorul ceh Karel Čapek in piesa de teatru 'Robotii universali ai lui Rossum', 1920. Cuvantul 'robot' este de origine slava si defineste o munca executata fortat.

Aparitia robotilor in epoca actuala poate fi justificata si prin necesitatea adecvarii omului la mediu, in scopul cresterii productivitatii intractiunii cu mediul prin diminuarea efortului necesar realizarii si cresterea calitatii produselor. Initial robotii erau folositi in principiu pentru realizarea operatiilor de manipulare, operatii care mai puteau fi realizate si cu ajutorul manipulatoarelor. Se doreste a nu se face confuzie intre termenii de manipulatoare si roboti pentru operatii de manipulare deoarece ultimii amintiti au o structura mecanica mult mai complexa si sunt condusi dupa programe flexibile, iar primii mentionati au o structura mecanica simpla si sunt condusi dupa programe rigide.

Daca mediul este inaccesibil omului care trebuie sa realizeze interactiunea, adecvarea omului cu mediul se va face cu ajutorul instalatiilor de teleoperare cand operatorul uman se afla in partea accesibila a mediului si comanda de la distanta actiunea instalatiei aflate in partea mediului inaccesibila omului pe baza unor informatii culese in timp real.

Referitor la deficientele pe care le are, operatorul uman poate fi corelat cu mediul prin intermediul protezelor, purtate de bolnav, care-i inlocuiesc portiunea deficitara, sau a ortezelor care doar suplinesc anumite deficiente. Tot in aceasta sfera intra si exoscheletele amplificatoare care se ataseaza organismului sanatos permitand manipularea unor greutati care depasesc capacitatile fizice ale omului normal, sau in conditiile unei acceleratii gravitationale ce depaseste conditiile pamantesti.

Robotica este definita ca fiind domeniul de stiinta tehnica ce are ca obiect cercetarea automatizarii interactiunii omului cu mediul in care traieste.

Astfel, pot fi incluse in robotica cercetarile referitoare la conceptia, constructia si utilizarea robotilor, a diferitelor sisteme, masini, dispozitive, care lucreaza fara interventii continue sau interventii la intervale regulate ale omului, fiind utilizate pentru producerea de bunuri materiale sau la prestarea de servicii, ca si in preocupari legate de senzorica, actorica si inteligenta artificiala.

Prin definitia ei, robotica este un domeniu multidisciplinar a carui componenta este evidentiata in fig.1.1.:

Fig. 1.1. Robotica, domeniu multidisciplinar.

Dar si rezultatele roboticii sunt utilizate de asemenea in domenii multiple evidentiate in fig. 1.2:

Fig. 1.2. Robotica, aplicatie in alte domenii.

O clasificare a robotilor se poate face astfel:

v    roboti stationari, imobili fata de anumite componente ale mediului in care evolueaza;

Fig. . Roboti stationari

v    roboti mobili:

vehicule ghidate automat care se deplaseaza pe roti sau senile;

masini pasitoare care realizeaza deplasarea pe sol pe principiul pasirii;

masini taratoare care realizeaza deplasarea pe principiul tararii.

1.2 Functiile robotului

Functiile robotului sunt:

cresterea productivitatii muncii umane (a eficientei interactiunii acestuia cu mediul);

adecvarea omului cu mediul cu care el interactioneaza.

Cresterea productivitatii muncii rezulta din insasi inlocuirea omului in activitatile necreative, repetitive, plictisitoare, prin cresterea vitezei si preciziei cu care lucreaza robotul fata de cazul cand operatiile sunt executate de catre om.

Adecvarea la mediu permite eliminarea influentei nocive a acestuia asupra omului (caldura - frig, lumina - intuneric, vibratii - socuri, mediu agresiv chimic, atmosfera poluata, monotonie etc.), desfasurarea activitatii in medii inaccesibile omului (radioactiv, subacvatic, extraterestru etc.), sau interactiunea unui om cu deficiente cu un mediu normal.

1.2 Aplicatii ale robotilor

In conformitate cu functiile mentionate robotul poate fi utilizat in aplicatii industriale sau neindustriale producatoare de bunuri materiale sau prestatoare de servicii (fig. 1.4.).

Robotii industriali lucreaza in cadrul sistemelor de fabricatie robotizata.

Fig. Clasificarea aplicatiilor robotilor.

Fig. 1.5. Exemple de aplicatie a robotilor

Structura sistemului robotic

Din punct de vedere structural, robotul este definit ca fiind un sistem, adica un ansamblu de elemente componente, denumite subsisteme, si conexiunile dintre acestea. Din punct de vedere ierarhic, sistemele pot fi:

de rang 1, sistemele;

de rang 2, subsistemele sistemelor de rang 1;

de rang 3, s.a.m.d.

Structura sistemului robotic poate fi reprezentata prin scheme bloc, respectiv matricea de structura iar legaturile dintre elementele componente prin matricea de cuplare. Initial robotii erau imaginati ca sisteme similare omului, similitudine care nu era eronata daca este considerata din punct de vedere al functiilor indeplinite de cele doua sisteme, ci nu din punct de vedere constructiv.

Fig. 1.6 Structura sistemului robotic

Astfel:

sistemul mecanic al robotului are rolul scheletului uman si este definitoriu in delimitarea naturii si amplitudinii miscarilor care se pot realiza;

sistemul de actionare este echivalentul sistemului muscular al omului impunand miscarea relativa a elementelor mecanismelor care constituie elementele sistemului mecanic;

sistemul de comanda, echivalentul sistemului nervos uman, prelucreaza informatiile de la sistemul mecanic si emite comenzi spre sistemul de actionare;

grupul hidraulic, echivalentul aparatului digestiv, respirator si circulator, este destinat prepararii si realizarii circuitului fluidului purtator de energie;

traductoarele si aparatele de masura, ca si senzorii sunt echivalentul organelor de simt umane, furnizand informatii despre starea interna, respectiv externa a mediului.

In componenta sistemului mecanic al robotului intra sistemul de conducere care are ca subsisteme sistemul de comanda si pe cel de actionare.

Prin mediu se intelege spatiul in care evolueaza robotul, cu obiectele pe care le contine si totalitatea fenomenelor care au loc in acest spatiu.

Mediul poate fi impartit in:

mediu natural - spatiu nestructurat;

mediu industrial - spatiu structurat.

Conexiunile robotului cu obiectele din mediu pot fi:

directe: informatii transmise de la sistemul de conducere la sistemul de actionare, informatii transmise de la sistemul de actionare la cuplele cinematice conducatoare si fluxurile energetice;

inverse: informatiile primite de la robot de catre senzori si traductoare.

Sistemul mecanic al robotilor este echivalentul sistemului osos uman si are rolul de a asigura realizarea miscarilor robotului si transmiterea energiei mecanice necesare interactiunii cu mediul si are ca subsisteme dispozitivul de ghidare si efectorul final:

2.Memoriul Tehnic

Robotii de tip SCARA cu dublu brat

Caracteristica generala a acestor roboti este data de viteza super rapida si de precizia foarte inalta cu care executa operatiile.

Tipurile de roboti SCARA cu dublu brat sunt prezentate in figura de mai jos:

Robotul RP-1AH se foloseste la montare precisa a unor piese de dimensiuni mici in spatii de dimensiuni foarte mici. El are o suprafata de amplasare de circa 200x160 mm, iar bratul poate ajunge la o distanta de 236 mm. Precizia de pozitionare a obiectelor este de ± 0.005 mm. Datorita vitezelor mari de lucru un ciclu pick and place se poate realiza intr-o perioada < 0.5 s. Rotirile simultane pe axa Z se realizeaza cu o viteza de 3000 deg/s. Prin dimensiunile lui compacte robotul RP se foloseste cu precadere in domeniul de Micro-Handling. De exemplu la micro-montaj sau la plantare si lipirea pieselor electronice pe PCB in cadrul fabricari telefoanelor mobile. In imaginea de mai jos este reprezentat un sistem de fabricatie in care sunt implementati roboti RP-1AH:

Utilizarea acestor roboti in comparatie cu masinile automate aduce avantajul unu grad mare de flexibilitate si duce astfel la marirea eficientei in productie.

Axele de miscare ale robotilor RP-1AH, RP-3AH, RP-5AH