Robotica e Robot tesina

di casi i robot vengono movimentati grazie a motori e attuatori di

vario tipo. ROBOT

A robot is similar to a human activities. They are used in

being: it is a machine able to movement applications for

replicate human behavior. example for the loading and

Robots are used in different unloading of the materials;

fields like industry, they are used in processing

manufacturing, science, operation like welding and

medicine, transportation, space painting; they can be used in

exploration and military assembly of products and to

applications. They are very inspect the different parts of an

good also for domestic uses. object defining the quality

There are many types of robots specifications.

like humanoids, industrial

robots, autonomous mobile Un robot è simile ad un essere

robots, appliance robots and umano: è una macchina capace

remote-control robots. Robots di replicare i comportamenti

can do different works like umani. I robot sono usati in campi

highly complex tasks, rapid differenti come industria,

decision-making, highly produzione, scienze, medicina,

repetitive tasks and dangerous trasporti, esplorazioni spaziali e in

works. As highly complex tasks applicazioni militari. Loro sono

they can coordinate traffic light utili per l’uso domestico. Ci sono

and maintain the right flow of vari tipi di robot come gli

traffic; as rapid decision umanoidi, i robot industriali, i

making they can react more robot mobili ed autonomi, i robot

quickly than a person could do; domestici e i robot a controllo

as highly repetitive tasks they remoto. I robot possono fare

can replace workers in diversi lavori come compiti molto

assembling, inspecting and complessi, decisioni rapide,

packaging manufactured compiti ripetitivi e lavori

products; as dangerous works pericolosi. Come lavori molto

they can defuse bombs, repair complessi loro possono

pipelines underwater and work coordinare i semafori e

in contact with chemicals and mantenere il corretto flusso del

poisonous gases. traffico; come rapide decisioni

Industrial robots have only one loro possono reagire in molto più

arm, because in this way they velocemente di quanto una

can work more accurately and persona possa fare; come i

do precise and definite compiti ripetitivi loro possono

sostituire i lavoratori come saldatura e verniciatura;

nell’assemblaggio, ispeziona possono essere usati

mento ed impacchettamento dei nell’assemblaggio di prodotti e

prodotti manifatturieri; come i l’ispezione delle differenti parti

lavori pericolosi loro posso di un oggetto definendone le

disinnescare bombe, riparare specifiche qualitative.

tubature sott’acqua e lavorare a According to my opinion robots

contatto con prodotti chimici e are necessary and very useful

gas velenosi. in our society because they

I robot industriali hanno un solo help human beings to work

braccio, perché in questo modo better and easier as they work

loro possono lavorare più alone.

accuratamente e fare attività Secondo la mia opinione i robot

precise e definite. Sono usati in sono necessari e molto utili

applicazione di nella nostra società perché

movimentazione per esempio aiutano gli umani a lavorare

quando caricamento e meglio in quanto essi lavorano

scaricamento di materiali; sono da soli.

usati in operazioni di processo

Il motore asincrono trifase è così costituito:

Composto da due parti distinte, una fissa ed una mobile, la prima

chiamata statore, e la seconda rotore.

Lo statore è composto da una carcassa metallica al cui interno sono

scavate tre cave dove passano gli avvolgimenti delle spire delle tre

fasi, disposte a 120 gradi nello spazio. Il rotore è tipicamente a

gabbia di scoiattolo o avvolto, viene inserito nello statore stesso, ed

è libero di muoversi.

Il funzionamento :

Gli avvolgimenti trifase statorici alimentati da una terna simmetrica

di tensioni, quindi percorsi da una terna simmetrica di correnti

sinusoidali trifasi, generano un campo magnetico rotante di

intensità B la cui velocità n1 dipende dal numero di coppie polari e

dalla frequenza.

Immaginando il rotore fermo tale campo bipolare taglierà in modo

trasversale i conduttori attivi rotorici che costituiscono i lati attivi di

una spira chiusa in cortocircuito. Nella spira si svilupperà, grazie alla

legge generale dell’induzione elettromagnetica, una forza

elettromotrice indotta che farà circolare una corrente con il verso

I2

di figura. Tale corrente interagirà con il campo magnetico rotante

induttore dando luogo a delle forze elettromagnetiche di intensità

Fe, dirette in modo tale da sviluppare una coppia motrice Cm.

A causa della Cm il rotore si metterà in moto nello stesso senso del

campo rotante.

Mano a mano che il rotore acquista velocità sotto l’azione della

coppia diminuirà la velocità con la quale il campo rotante taglia i

conduttori attivi di rotore e con essa le correnti rotoriche e la Cm.

Il MAT è detto Asincrono, perchè il rotore non riesce mai a

raggiungere la velocità del campo magnetico rotante nel

funzionamento a vuoto, a causa degli attriti sempre presenti.

La grandezza caratteristica del motore asincrono trifase è lo

scorrimento, un numero puro che rappresenta la frazione di giri che

il rotore perde nei confronti del campo magnetico rotante, in un giro

completo del campo magnetico rotante stesso.

( n1−n 2)

s= n 1

n1 = velocità campo magnetico rotante n2 = velocità in rpm del

rotore.

Nel funzionamento normale lo scorrimento percentuale varia dal 2

al 3 %, lo scorrimento uguale a 0 è un dato teorico che non si

verifica mai, poichè significherebbe che il rotore sta ruotando alla

stessa velocità del campo magnetico rotante, scorrimento uguale

ad 1, che si verifica all’avviamento.

L’espressione importante da ricordare è quella della forza

elettromotrice

∅∙

E 1=K 1∙ f ∙ n 1

Dove K 1=Kavv ∙ Kf

Kavv: fattore di avvolgimento

K1: fattore di forma d’onda dell’induzione del traferro

Le grandezze caratteristiche del motore asincrono trifase sono : R1,

R2, X1d, X2d, Ra, X μ

R1 R2 = resistenza degli avvolgimenti di statore e di rotore

X1d X2d = reattanza di dispersione degli avvolgimenti di statore e

di rotore

Ra = resistenza fittizia che giustifica le perdite nel ferro e nel rame

della macchina

X = reattanza fittizia che giustifica la corrente di

μ

magnetizzazione della macchina

Le perdite nel ferro sul rotore si considerano solamente in fase di

avviamento, dato che dipendendo dalla frequenza e dalla tensione,

sono trascurabili a regime, dato che negli avvolgimenti di rotore

abbiamo frequenza bassa e tensione bassissima.

Lo schema a blocchi del motore asincrono è così riassumibile:

STAT ROT

P ASS PT PR

PJS PFES PADD PJR PFER PAV

PJS = perdite per effetto joule sugli avvolgimenti di statore

PJR =perdite per effetto joule sugli avvolgimenti di rotore

Padd = perdite addizionali dovute ad un andamento non

perfettamente sinusoidale

PT = potenza trasmessa da statore a rotore

PAV= perdite per attrito e ventilazione

PR = potenza resa

Pfes = perdite nel ferro di statore

Pfer = perdite nel ferro di rotore che si considerano solo

all’avviamento.

Per far si che l’automa riconosca le variabili impostate questo ha

bisogno di essere dotato di sensori: questi ultimi servono per

determinare i parametri di un oggetto e però confrontarli con quelli

settati nel computer, ma per far ciò abbiamo bisogno della funzione

di trasferimento, ovvero descrivere quantitativamente la relazione

tra il segnale fisico in ingresso x e il segnale elettrico y in uscita dal

sensore, che rappresenta la misura, ossia misura la funzione y(u).

Se la funzione è

Lineare, la funzione di trasferimento è data come rapporto tra

(s)

y

trasformate di Laplace dei rispettivi segnali: .

( )=

G s (

x s)

Le trasformate di Laplace servono per determinare la funzione di

trasferimento senza l’ausilio della risoluzione di operazioni integro-

differenziali di difficile svolgimento. La trasformata di Laplace è cosi

+∞

∫ −0 t

definita:F(0)=L[f(t)] = ( )

f t e dt

0

Problema Dominio

Soluzione

oggettivo oggettiva

Dei Tempi -1

L – Trasformata L -

Problema Soluzione

Trasformata

immagine immagine Dominio

delle Trasformate o delle “s”

Riassumendo ho due metodi di risoluzione:

1. Il primo metodo nel dominio dei tempi la variabile d’uscita è

legata alla variabile d’ingresso (x(t) e alle sue derivate rispetto

al tempo), y(t)= f( x(t); dx/dt);

2. Il secondo metodo, o metodo delle trasformate di Laplace,

ovvero x(t) in x(s) e la f(t) in f(s) e si va a risolvere l’equazione

-1

algebrica y(s)= f(s;x(s)), quindi determinata y(s) grazie alla L

determino la ricercata y(t).

Ora si noti come il primo metodo è molto più diretto, ma come detto

prima è di difficile risoluzione a causa delle funzioni integrali da

svolgere, mentre il secondo metodo si devono compiere più

passaggi ma di minore difficoltà perche più semplici in quanto di

tipo algebrico.

Per svolgere le trasformate utilizziamo un’adeguata tabella:

Sfruttando la corrispondenza biunivoca che esiste fra le principali

funzioni nel tempo e le relative trasformate, come riportato nella

tabella, siamo in grado di risalire a partire dalle funzioni

trasformate, (quindi nel dominio delle “s”), alle corrispondenti

funzioni nel dominio del tempo ciò si può effettuare leggendo la

tabella da destra verso sinistra.

Un esempio di trasformata e l’utilizzo degli integrali: