1. СИстема оцінювання

Максимальна оцінка за практичне заняття складає 5 балів. Оцінювання виконується наступним чином:

1 бал – студент повинен з’явитися на занятті з підготованим звітом;

2 бали – студент повинен з’явитися на занятті з підготованим звітом і брати активну участь у виконанні завдання;

3 бали –студент повинен з’явитися на занятті з підготованим звітом, брати активну участь у виконанні завдання та задовільно захистити роботу у викладача;

4 бали – студент повинен з’явитися на занятті з підготованим звітом, брати активну участь у виконанні завдання та добре захистити роботу у викладача;

5 балів –студент повинен з’явитися на занятті з підготованим звітом, брати активну участь у виконанні завдання та відмінно захистити роботу у викладача.

Зразок звіту з відповідного практичного заняття можна знайти у робочому зошиті з даної дисципліни. Підготовленим звітом вважається такий, в якому заповнена перша сторінка та дані відповіді на теоретичні запитання.

Активна участь студента у виконанні завдання передбачає покрокове виконання практичних завдань та демонстрація прогресу викладачеві протягом всього заняття.

Після виконання всіх завдань студент повинен захистити роботу у викладача, відповівши на три запитання: два практичних та одного теоретичного, які можуть видаватися викладачем завчасно для того, щоб студент мав можливість підготуватися. Захист роботи може відбуватися як у день виконання практичних занять, так і наступного разу, але не пізніше. Якщо робота захищається пізніше вказаного терміну, то оцінка за неї знижується.

2. Використання комп’ютерної техніки і програмного забезпечення

При розв’язанні більшості задач, пов’язаних з аналізом та проектуванням механічних частин промислових робототехнічних комплексів та їх систем управління, використовується спеціалізова- не програмне забезпечення для інженерних розрахунків, зокрема Matlab, Mathcad, Maple, Mathematica та інше. Для розв’язання представлених задач рекомендується використовувати Matlab, оскільки всі інші (Mathcad, Maple, Mathematica) можуть бути інтегровані з цією системою. Крім того, компілятор MATLAB Compiler дає можливість будувати незалежні виконувані файли, розроблені в Matlab, або навіть включати до них такі засоби розробки як Excel, C, C++, та COM.

Система Matlab обиралася також виходячи з попередньо вивчених студентами програмних продуктів, серед яких Matlab вивчається в декількох окремих дисциплінах. Отже, система Matlab забезпечує універсальність підходу до розв’язання типових задач та напрацювання практичних навичок розв’язання таких задач.

Тільки в практичному занятті №4.3 використовується інше програмне забезпечення, зокрема мова логічного програмування ПРОЛОГ, що обумовлено специфікою завдання. ПРОЛОГ обирався з-поміж інших подібних мов, таких як Лісп, Planner та інших, оскільки він реалізований практично для всіх відомих операційних систем та платформ, що забезпечує універсальність підходу до розв’язання класу логічних задач. Крім того, для цієї мови програмування існує стандарт ISO, відомий як ISO/IEC JTC1/SC22/WG17. Також цінність рекомендованого підходу полягає в тому, що Пролог-системи є природнім середовищем для накопичення бази знань.

3. Механічна частина

промислових робототехнічних комплексів

3.1. Кінематика маніпулятора: пряма та обернена задачі

Мета

Метою практичного заняття є набуття навичок та вмінь проектування механічної частини маніпулятора та створення її кінематичної моделі.

Завдання

• Вивчити однорідні кінематичні перетворення, що визначають рух маніпулятора.

• Розв’язати пряму кінематичну задачу з використанням перетворення Денавіта-Хартенберга.

• Розв’язати обернену задачу кінематики.

Особливості вирішення задач, пов’язаних

із кінематикою маніпулятора

Кінематика – розділ науки, що вивчає рух динамічної робототехнічної системи у трьохвимірному просторі залежно від часу, але без урахувань сил та моментів, що є причиною такого руху.

Маніпулятор – основна частина робота, призначена для виконання певних задач, часто маніпулювання об’єктами. Маніпулятор складається з жорстких ланок, з’єднаних між собою зчленуваннями.

Ступінь свободи – кількість незалежних переміщень, які може виконати маніпулятор.

Пряма кінематична задача заключається у визначенні положення та орієнтації захоплювача, якщо відомий вектор переміщень зчленувань для маніпулятора з n степенями свободи.

Однорідне кінематичне перетворення представляється матрицею Н розмірності 44, яка в загальному випадку складається з 33-матриці обертання R та 31-вектора переносу р:

.

Розглянемо далі деякі частинні випадки для матриці однорідного перетворення (табл. 3.1):

Таблиця 3.1

Матриці однорідного перетворення для частинних випадків

№ п/п	Частинний випадок	Матриця однорідних перетворень
1	обертання навколо осі х на кут  описується матрицею
2	обертання навколо осі у на кут  описується матрицею
3	обертання навколо осі z на кут g описується матрицею
4	перенесення вздовж осі х на відстань d описується матрицею

Продовження табл. 3.1

№ п/п	Частинний випадок	Матриця однорідних перетворень
5	перенесення вздовж осі у на відстань  описується матрицею
6	перенесення вздовж осі z на відстань  описується матрицею