Robotul, trebuie să reprezinte un fel de copie umană care înţelege limbajul uman, are gândire proprie, execută cu promptitudine dispoziţiile date de oameni, are toate simţurile omului şi în plus o mare viteză de mişcare.

1. CONTRIBUŢIA
STANDARDELOR ÎN
PROIECTAREA ŞI
CONSTRUCŢIA
ROBOŢILOR INDUSTRIALI
Drd.Ing. Mihaela SIMION,
Prof.Dr.Ing. Mircea BEJAN
Universitatea Tehnică din Cluj Napoca

2. Din cele mai vechi timpuri, omul a căutat să-şi
uşureze munca sau aceasta să fie preluată parţial ori
în totalitate de o maşină. O consecinţă a dezvoltării
tehnice, a avântului tehnologiei şi automatizarea şi
cibernetizarea complexă a proceselor de producţie,
axată pe dorinţa omului de a-şi înlesni/diminua
activităţile, a constituit-o apariţia robotului, un
automat care preia parţial sau integral muncile
acestuia.
Robotul, trebuie să reprezinte un fel de copie
umană care înţelege limbajul uman, are gândire
proprie, execută cu promptitudine dispoziţiile date
de oameni, are toate simţurile omului şi în plus o
mare viteză de mişcare.

3. În lucrarea „Roboţii universali ai lui Rossum”, scriitorul ceh Karol
Čapek (1890-1938) este primul care dă denumirea de robot unui
astfel de automat[1].
Biochimistul şi scriitorul american de origine rusă,
Isac Asimov (n. 1920), extrage din această carte şi
enunţă cele trei principii ale unui robot[2].
De-a lungul timpului au apărut diferite denumiri ca robot
industrial, robot cosmic etc.
[1] denumire ce derivă din slavonul „robota”, însemnând muncă.
[2] · un robot nu poate leza o fiinţă umană sau nu poate asista
inactiv la o primejdie în care este implicată aceasta; · un robot
trebuie să se supună comenzilor date lui de către fiinţele umane, cu
excepţia acelora care nu respectă primul principiu; · un robot
trebuie să se protejeze pe sine însuşi de la vătămări, cu excepţia
cazurilor în care s-ar încălca primele două principii.

4. Issac ASIMOV, în 1965
2 ianuarie 1920 Petrovichi
(Bielorusia)– 6 aprilie 1992 New
York (SUA) – 72 ani
Philadelphia – Navy Yard, 1944

6. Structura generală a roboților
industriali depinde foarte mult de
utilitatea și scopul pentru care
sunt produși. Funcțiile de bază
sunt reprezentate de:
•subsistemul cinematic;
•subsistemul de acționare;
•subsistemul de comandă și
programare;
•subsistemul senzorial.

7. Subsistemul cinematic cuprinde
structura capabilă să execute
mișcările pentru a acționa asupra
mediului înconjurător. Astfel în
funcție de mediul în care este
folosit, robotul poate fi dotat cu:
• roți;
• șenile;
• picioare mecanice;
• diverși suporți
• benzi transportoare

8. Organul de execuție al robotului este
alcătuit dintr-un lanț cinematic închis sau
deschis oferind diverse grade de libertate
prin intermediul cărora dispozitivul de
lucru poate acționa:
• mână mecanică;
• dispozitiv de manevrare;
• dispozitiv de apucare
Aceste dispozitive finale ce
interacționează direct cu prelucrarea
finală a obiectelor supuse unui ciclu de
producție, pot fi înlocuite cu dispozitive
specializate pentru anumite operații
tehnologice: vopsire, sudare, testare etc.

10. “ Un robot industrial este un
mecanism de manipulare
automată , aservit în pozi ie ,ț
reprogramabil , polivalent ,
capabil să pozi ioneze i săț ș
orienteze materialele,
piesele , uneltele sau
dispozitivele specializate , în
timpul unor mi cări variabileș
i programate , destinateș
executării unor sarcini
variate.”
Norma franceză NF E61-100/1983 define te robotul industrial:ș

11. “ robo ii industriali sunt automateț
mobile universale , cu mai multe
axe , ale căror mi cări sunt liberș
programate pe traiectorii sau
unghiuri , într-o anumită succesiune
a mi cărilor i în anumite cazuriș ș
comandate prin senzori. Ele pot fi
echipate cu dispozitive de
prehensiune, scule sau alte mijloace
de fabrica ie i pot îndepliniț ș
activită i de manipulare sauț
tehnologice.”
După norma germană VDI 2860 BI.1

12. “robotul industrial este ma inaș
automată care reprezintă
ansamblul manipulatorului i alș
dispozitivului de comandă
reprogramabil , pentru realizarea
în procesul de produc ie aț
func iilor motrice i de comandă ,ț ș
înlocuind func iile analoage aleț
omului în deplasarea pieselor
si/sau a uneltelor tehnologice.”
După norma rusă GOST 25685-83

13. Define te robotul industrial caș :”...un sistem
mecanic dotat cu func ii motoareț
flexibile analoage celor ale
organismelor vii sau combină
asemenea func ii motoare cu func iiț ț
inteligente , sisteme care ac ioneazăț
corespunzător voin ei omului.”ț
În contextul acestei defini ii, prin func ie inteligentăț ț
se în elege capacitatea sistemului de a executa celț
pu in una din următoarele ac iuni : judecată ,ț ț
recunoasterea , adaptarea sau învă area.ț
Standardul japonez JIS B 0124/1979

14. Robotul industrial, acel automat programabil, care
manipulează obiecte, mânuieşte scule tehnologice,
supraveghează locul de muncă (maşinile şi mediul), controlează
şi sortează obiecte, reprezintă un automat care în cadrul unui
sistem de fabricaţie îndeplineşte următoarele funcţiuni:
programarea, manipularea, mânuirea, supravegherea şi
controlul.
Robotul, este „muncitorul” din oţel cu
„creier electronic” care rezolvă cu succes
toate problemele legate de muncă.
Calităţile recunoscute ale robotului sunt: ·
are forţă fizică inepuizabilă; · este disciplinat
şi conştiincios; · dexteritate ridicată şi
rapiditate la cerere; · extrem de flexibil.

15. Roboţi industriali ABB folosiţi în diferite procese tehnologice

16. În 1956 a luat fiinţă prima companie ce realiza
roboţi industriali iar în 1961 compania de
automobile General Motors „angajează” primul
robot industrial.
În anul 2000 s-au pus în funcţiune 98.700 unităţi
de roboţi, ulterior, numărul total ajungând la
749.800 de unităţi, iar valoarea totală a pieţei
corespunzătoare acestui domeniu a fost estimată
la 5,7 mld. de dolari S.U.A.

17. Statisticile privind tipurile de roboţi
arată sugestiv creşteri importante ale
numărului acestora corespunzătoare
unor aplicaţii neindustriale. Astfel,
dacă în cursul anului 2000 numărul
unităţilor instalate a ajuns la 112.500,
la sfârşitul anului 2004 a ajuns la
aproape 625.000, numărul utilizării
roboţilor industriali continuând să
crească cu trecerea anilor.

18. „O maşină aparent indepedentă
de operatorul uman, inteligentă
şi ascultătoare dar
impersonală”
Concise Oxford Dictionary
„Un sistem automat ce lucrează
după un program de lucru stabilit
sau reacţionează la stimuli externi
specifici, dând impresia unor
acţiuni umane”
Dicţionarul Explicativ al Limbii Române

19. „Un manipulator multifunctional programabil
orientat spre transportul de materiale, piese,
scule sau sisteme specializate cu o varietate
de mişcări programabile cu scopul de a
realiza sarcini variate”
Institutul American de
Robotică – RIA
„Robot industrial controlat automat,
manipulator multiscop reprogramabil,
programabil în trei sau mai multe axe,
ce poate fi fixat într-un loc, sau mobil
pentru utilizarea în aplicaţiile
automate industriale”
Standard European- Roboţi pentru medii
industriale. Cerinţe de securitate. Partea 1: Roboţi (SR EN ISO 10218-1:2008)

20. Roboţi
industriali
ABB
folosiţi
în diferite
procese
tehnologice

21. CARACTERISTICI ALE ROBO ILOR INDUSTRIALIȚ
■ sunt realizaţi pentru a executa în principal operaţii de
manipulare, deplasare şi transport care necesită viteză şi
exactitate dar pentru forţe limitate;
■ sunt dotaţi cu mai multe grade de libertate
(între 26) astfel încât să poată executa operaţii
complexe, fiecare mişcare fiind controlată de
unitatea de conducere;
■ sunt autonomi, funcţionând fără intervenţia sistematică a
omului;
■ sunt dotaţi cu o memorie reprogramabilă capabilă să
conducă o aparatură necesară pentru executarea unor operaţii
care pot fi schimbate prin modificarea programului iniţial;
■ sunt dotaţi cu o capacitate logică, în general
foarte redusă, cu ajutorul căreia pot executa
încercări şi alege între două alternative, precum şi a
schimba semnale de aprobare cu alte dispozitive.

22. În general, robotul industrial trebuie să realizeze
următoarele funcţii generale:
■ să acţioneze asupra mediului
înconjurător cu ajutorul dispozitivelor de
prehensiune;
■ să obţină prin percepere informaţii
despre mediu şi despre propria stare şi să
prelucreze aceste informaţii, conform
cerinţelor sistemului central de comandă;
■ să comunice cu operatorul uman sau cu
alţi roboţi, inclusiv cu scopul instruirii
acestuia;
■ să ia decizii pentru realizarea sarcinilor
dorite.

23. Roboţi industriali utilizaţi în medicină

24. Caracteristicile tehnice ale roboţilor
industriali includ: dimensiuni, valorile
dimensiunilor realizabile, precizia,
repetabilitatea, număr de grade de libertate, tipul
de acţionare, greutatea robotului, volumul
spaţiului de lucru, capacitatea sistemului de
comandă şi control, viteză, sarcină
transportabilă, condiţii de lucru, posibilitatea de
a dispune mai multe braţe de lucru.
Este posibil ca, în funcţie de tipul aplicaţiei, aceştia să
necesite terminale detaşabile, cum ar fi cele pentru apucare
sau sculele care se ataşează interfeţei mecanice.

25. Având în vedere şi aceste aspecte tehnice ale roboţilor
industriali, există numeroase standarde ce privesc
dimensiunile principale, simbolizarea şi marcarea a
pieselor componente principale din structura mecanică
a roboţilor industriali.
Astfel, în standardele EN ISO 9409-1 şi EN ISO 9409-
2 ce vizează interfaţele mecanice ale roboţilor
industriali de manipulare, sunt stabilite dimensiunile
principale, simbolizarea şi marcarea pentru un platou
circular de formă A, respectiv a arborilor (forma A),
scopul acestuia fiind acela de a asigura
interschimbabilitatea şi orientarea terminalelor montate
manual.

26. Roboţii şi sistemele robot trebuie să fie proiectate şi
construite pentru a satisface următoarele cerinţe, conform
cu SR EN ISO 10218-1:2008:
1. Cerinţe generale
2. Comenzile punerii în mişcare
3. Performanţa sistemului de comandă a securităţii
(hardware-software):
4. Funcţiile de oprire ale robotului
5. Comanda la viteză redusă
6. Moduri operaţionale
7. Comenzile consolei de programare
8. Comanda mişcărilor simultane
9. Cerinţe ale operatorilor pentru funcţionarea colaborativă
10. Protecţia singularităţii

27. Roboţi industriali
utilizaţi în
inspecţii civile

28. 11. Restricţiile axelor  un mijloc trebuie
furnizat să stabilescă un spaţiu restrâns
în jurul robotului folosind echipamente de
limitare; un mijloc pentru instalarea
stopurilor mecanice ajustabile trebuie
furnizat să limiteze mişcarea axelor
primare (axele cu cea mai mare
amplitudine de mişcare) ale robotului;
Dispozitive mecanice sau electromecanice
de limitare a axelor  prevederile pentru
ajustarea mecanică sau ne-mecanică a dispozitivelor
de limitare trebuie furnizate pentru axele doi şi trei
(axele cu cea mai mare amplitudine de mişcare) ale
robotului;

29. Evaluarea software a securităţii axelor şi
limitării spaţiului  evaluarea securităţii
limitărilor soft sunt permise ca mijloace de a
defini şi reduce spaţiul mărginit furnizat pentru
a efectua oprirea robotului la încărcare şi viteză
maximă.
Dispozitive de limitare dinamică 
limitarea dinamică este schimbarea
comandată în mod automat a spaţiului
restricţionat al unui robot în timpul unei
porţiuni a ciclului sistemului robot.

30. 12. Mişcarea fără conducere electrică
13. Dispoziţii de ridicare
14. Conectori electrici
15. Detecţia anticoliziune
Cerinţele enumerate mai sus şi conţinute
în standardele cu privire la domneniul
roboţilor industriali reprezintă minimul
pentru a asigura atât securitatea robotului
industrial, cât şi protecţia operatorilor ce
intră în contact şi operează cu astfel de
roboţi, ce prezintă un sistem complex de
funcţionare.

31. Pericolele asociate roboţilor industriali,
precum şi a roboţilor utilizaţi şi în alte
domenii, sunt bine cunoscute, dar frecvent,
sursele riscurilor sunt unice unui sistem de
robot particular, conform cu SR ISO 10218-
1:2008.
Numărul şi tipul/tipurile
pericolului/pericolelor sunt asociate direct cu
natura procesului automat şi complexitatea
instalaţiei. Riscurile asociate cu aceste
pericole variază cu tipul robotului folosit şi
scopul acestuia şi cu modalitatea de
instalare, programare, funcţionare şi
întreţinere.

32. Roboţi industriali utilizaţi în inspecţii

33. Pentru creşterea productivităţii într-o aplicaţie o
soluţie ar fi utilizarea roboţilor sau, chiar mai mult,
integrarea acestora într-un sistem (celulă) flexibil(ă)
de fabricaţie.
În astfel de celule de fabricaţie sistemul robot
cuprinde, conform cu SR EN ISO 10218-1:2008:
■ robotul industrial, ce execută una sau mai multe
operaţii tehnologice, în funcţie de sarcina programată;
■ element(e) terminal(e), care pot fi dispozitive de
prehensiune, diferite scule tehnologice (aparate de
sudură, de vopsire, de lipire etc.), dispozitive de
inspecţie etc., în funcţie de aplicaţia dorită;
■ orice echipamente, dispozitive sau senzori necesari
robotului pentru îndeplinirea operaţiei tehnologice
dorite.

34. Automatizarea şi robotizarea activităţii
de producţie, prin integrarea roboţilor în
celule flexibile de fabricaţie, a condus la
ateliere flexibile şi uzine complet
automatizate, controlate şi conduse cu
ajutorul calculatoarelor, în care, de obicei,
robotul deserveşte o celulă robotizată.
Conducerea sistemelor flexibile de
automatizare este realizată de unul sau
mai multe calculatoare, omul având doar
rolul de programare şi supervizare.

35. Roboţi
industriali
utilizaţi
în
domeniul
spaţial

36. ■ În ultimele două decenii, în contextul
societăţii bazate pe cunoaştere,
producţia industrială a înregistrat o
dinamică fără precedent, atât sub aspect
tehnic şi tehnologic, cât şi sub aspect
managerial, domeniul ingineriei
industriale cunoscând noi valenţe. Astfel,
în automatizarea industrială importanţa
roboţilor industriali prezintă o continuă
creştere, având performanţe tot mai
ridicate în ceea ce priveşte viteza şi
precizia de lucru, flexibilitatea,
capacitatea sistemului de comandă şi
control, repetabilitatea etc.

37. ■ Ghidul ISO/CEI 2 defineşte un standard ca
fiind un document, stabilit prin consens şi
aprobat de către un organism recunoscut, care
asigură, pentru uz comun şi repetat, reguli, linii
directoare sau caracteristici pentru activităţi
sau rezultatelor lor, cu scopul de a se obţine
gradul optim de ordine într-un anumit context.
Într-un cuvânt, standardul este un document
care stabileşte un limbaj comun pentru toţi
utilizatorii săi în scopul promovării circuitului
produselor şi serviciilor între vânzător şi
cumpărător şi al protejării bunăstării generale.

38. ■ În decursul existenţei lor, este posibil ca la un
moment dat, unele organizaţii să fi considerat
standardele drept un jargon tehnic politicos şi
de mică importanţă. Dar omenirea a avansat
în timp şi gândire, astăzi standardele
reprezentând baza pentru lărgirea scopurilor
afacerilor prin crearea conceptului de
standardizare strategică, constituind condiţii
indispensabile pentru desfăşurare activităţii
celor care au preocupări cu rezultate
hotărâtoare în deciziile tehnice, economice
organizatorice şi sociale.

39. ■ Standardizarea joacă rolul de
precursor al modernizării industriei şi
trebuie luată în consideraţie atunci
când industria trebuie să facă faţă
diverselor provocări naţionale sau
internaţionale. Astăzi, standardizarea
reprezintă instrumentul tehnic,
economic şi comercial care poate
aduce avantaje (calitative şi
cantitative) tuturor celor care sunt
pregătiţi să-şi asume iniţiativa şi să o
utilizeze pentru atingerea scopurilor
propuse.

40. ■ O atenţie deosebită se acordă proiectării
raţionale a roboţilor industriali şi a elementelor
componente din structura lor mecanică atât în
literatura de specialitate cât şi în standardele
internaţionale, europene şi naţionale.
Scopul standardelor este acela de a preveni
eventulalele neclarităţi cu privire la un anumit
domeniu, de a conduce la o dimensionare
optimizată a diferitor piese mecanice, de a evita
pericole ce pot exista în timpul funcţionării
roboţilor industriali, maşinilor unelte etc.,
protejând atât unitatea de lucru cât şi operatorii.

41. BONNE JOURNÉE