INDUSTRIEËLE WETENSCHAPPEN

Leerling(en) : Mentor:

De Witte Bert Verhaeghe Dirk

Vulsteke Brecht

Wambeke Wouter

2004 - 2005

VTI TorhoutSint-Aloysius | Papebrugstraat 8a, 8820 Torhout

Telefoon: 050 23 15 15 | Fax: 050 23 15 25

E-mail: vti@sint-rembert.be | Site: http://vtiweb.sint-rembert.be/

Site GIP'S 6IW: www.gip6iw.be

Robots

Emmanuel Vandroemme (13) Klas 614

Tom Bryon (2)

GIP 2004-2005: Robots 2

VTI Torhout

1 Voorwoord

In dit boek vindt u de geïntegreerde proef van Tom Bryon en Emmanuel Vandroemme. Het

onderwerp dat wij gekozen hebben is “De industriële robot als vervanger van de mens” of

kortweg robots. Hier hebben we een volledig schooljaar aan gewerkt. Onze begeleider was

onze leerkracht fysica, chemie en mechanica, namelijk de heer Dirk Verhaeghe. Dit project

was in samenwerking met de Hogeschool West-Vlaanderen, departement PIH in Kortrijk. Het

is het tweede jaar op rij dat deze samenwerking doorgaat en dit was een leuke ervaring. We

mochten vier woensdagnamiddagen naar deze school gaan voor wat meer uitleg, interessante

labosessies en bedrijfsbezoeken. Wij willen de betrokken personen van het PIH daar dan ook

hartelijk voor danken. Wij kunnen gerust stellen dat we heel tevreden zijn over het geleverde

werk.

Toen wij aan het project robots begonnen, wisten wij er nog niet veel van af. We hadden wel

al eens een industriële robot gezien op een foto, maar wat er allemaal achter stak, was voor

ons een onbekende wereld. Nu we ons werk overschouwen mogen we zeggen dat we erg veel

hebben bijgeleerd. Wij vonden dit een goed onderwerp voor onze GIP omdat de robot niet

meer weg te denken is uit het bedrijf. Automatisatie wordt steeds belangrijker en de robot is

daarbij een grote hulp. Daar komt natuurlijk heel wat bij kijken en dat zorgt ervoor dat heel

wat van onze technische vakken in dit project vervat zijn. Ook dit was een reden om dit

onderwerp aan te pakken. We hadden ook graag een zelf een robot aangestuurd, maar door te

hoge kostprijs hebben we zelf een opstelling gemaakt: de PLC-gestuurde orgelpijpen. Zo

kwamen we meer te weten over muziek, perslucht en programmeren. Zo konden we toch

programmeren, wat ook een belangrijk onderdeel is bij de robot.

Tot slot willen we ook nog heel wat mensen bedanken. Ten eerste willen we onze mentor

Dirk Verhaeghe van harte bedanken voor de steun die hij ons het hele jaar door gaf. Ook voor

het maken van onze praktische opstelling was hij een grote hulp, zonder hem ging het maken

van de orgelpijpen een hele opgave worden. Dankzij zijn technische kennis kwam onze

demostand volledig op punt te staan. Daarnaast richtten wij ons ook tot de heer Struyff die

voor ons de orgelpijpen op maat maakte waardoor we de geschikte noten konden spelen. We

bedanken ook onze school, VTI Torhout, die de samenwerking met het PIH mogelijk maakte

en heel wat materiaal ter beschikking stelde. Het PIH in Kortrijk mogen we natuurlijk niet

vergeten. De mensen daar zorgden voor labosessies en leerrijke bedrijfsbezoeken. We mogen

zeker de andere leerkrachten van het VTI niet vergeten die er altijd stonden als we materiaal

nodig hadden of vragen hadden over hun vakgebied. In het bijzonder willen we dan ook

mevrouw Sabine Deprez bedanken die onze tekst verbeterde op spelling en gramatica en de

heer Verhelle en de heer Wim De Pauw die de melodieën voor ons hebben geschreven. Onze

ouders verdienen ook een woord van dank omdat ze veel begrip opbrachten wanneer we even

wat langer moesten werken. Ze stonden altijd klaar en hielpen ons ook met de financiële kant

van de GIP. Wij hopen dat dit project ook voor de mensen die na ons komen nog wat kan

bieden of dat er kan op verder gebouwd worden.

Emmanuel Vandroemme (13) Klas 614

Tom Bryon (2)

GIP 2004-2005: Robots 3

VTI Torhout

1 Voorwoord ____________________________________________________________ 1

2 Inleiding ______________________________________________________________ 6

3 Robot Algemeen ________________________________________________________ 7

3.1 Wat is een robot? ________________________________________________________ 7 3.1.1 Verklaring van het woord robot __________________________________________________ 7 3.1.2 Het begrip robot ______________________________________________________________ 8

3.2 Mens en Robot __________________________________________________________ 8 3.2.1 Vergelijking robot en mens ______________________________________________________ 9 3.2.2 Kunnen robots functioneren als de mens? __________________________________________ 11 3.2.3 Robot als mens ______________________________________________________________ 12 3.2.4 Onderzoek naar de mogelijkheden _______________________________________________ 13

3.3 Automatisatie __________________________________________________________ 14 3.3.1 Informatieverwerkend systeem __________________________________________________ 15 3.3.2 Indeling van informatieverwerkende systemen ______________________________________ 15

4 Principe robot _________________________________________________________ 16

4.1 De besturing ___________________________________________________________ 16 4.1.1 De microcontroller ___________________________________________________________ 16

4.1.1.1 Wie maken ze? __________________________________________________________ 16 4.1.1.2 Welke types zijn er? ______________________________________________________ 17 4.1.1.3 Voordelen _____________________________________________________________ 18 4.1.1.4 Nadelen _______________________________________________________________ 18 4.1.1.5 Besluit ________________________________________________________________ 18 4.1.1.6 Werkwijze _____________________________________________________________ 18

4.1.2 PLC-besturing _______________________________________________________________ 19 4.1.2.1 Verklaring benaming PLC _________________________________________________ 19 4.1.2.2 Wat is een PLC? ________________________________________________________ 20 4.1.2.3 Waarvoor gebruikt men PLC? ______________________________________________ 20 4.1.2.4 Toepassingsgebied _______________________________________________________ 20 4.1.2.5 Eenvoudige voorstelling van een PLC ________________________________________ 21 4.1.2.6 Onderdelen van een PLC __________________________________________________ 21 4.1.2.7 Wat doet elk onderdeel? __________________________________________________ 22 4.1.2.8 Werking van de PLC _____________________________________________________ 23 4.1.2.9 Programmeren van een PLC _______________________________________________ 24 4.1.2.10 Soorten PLC‟s __________________________________________________________ 24

4.1.3 Computergestuurd beheersen ___________________________________________________ 26 4.1.3.1 Principe PC-besturing ____________________________________________________ 26 4.1.3.2 Feedback (Gesloten Loop) Control __________________________________________ 27 4.1.3.3 Open Loop Control ______________________________________________________ 28 4.1.3.4 Reactive Control ________________________________________________________ 28

4.1.4 Kunstmatige intelligentie ______________________________________________________ 29 4.1.4.1 Principe K.I. ____________________________________________________________ 29

4.2 De hardware ___________________________________________________________ 31 4.2.1 Effectoren __________________________________________________________________ 31 4.3.3 Stappenmotor en DC-servomotor ________________________________________________ 33

4.3.3.1 Principe _______________________________________________________________ 34 4.3.3.2 Vergelijking stappenmotor - DC-servomotor __________________________________ 35 4.3.3.3 Hydraulisch aangedreven robots ____________________________________________ 36

4.4 Omgeving __________________________________________________________ 36 4.4.1 Soorten sensoren _____________________________________________________________ 36

4.4.1.1 Schakelaar sensoren ______________________________________________________ 36 4.4.1.2 Lichtsensoren ___________________________________________________________ 37 4.4.1.3 Reflecterende licht sensoren _______________________________________________ 37 4.4.1.4 Rotatiesensoren _________________________________________________________ 38 4.4.1.5 Infrarood(IR)sensoren ____________________________________________________ 39

Emmanuel Vandroemme (13) Klas 614

Tom Bryon (2)

GIP 2004-2005: Robots 4

VTI Torhout

4.4.1.6 IR Communicatie ________________________________________________________ 39 4.4.1.7 Ultrasonische afstandsensor ________________________________________________ 39 4.4.1.8 Het zicht voor robots _____________________________________________________ 40

5 Toepassingsgebieden ___________________________________________________ 41

5.1 Indeling volgens soort ___________________________________________________ 41 5.1.1 Mobiele robots ______________________________________________________________ 41 5.1.2 Immobiele robots_____________________________________________________________ 42 5.1.3 Autonom