Промышленная робототехника: что такое промышленный робот (устройство), какие бывают, как выглядит и из чего состоит

Промышленная робототехника: что такое промышленный робот (устройство), какие бывают, как выглядит и из чего состоит Машинки

Что называют промышленными роботами?

В общем случае  промышленные роботы  (ПР) — это автоматические устройства, способные осуществлять двигательные и управляющие действия в производственном процессе по заданной программе. Они используются для выполнения разнообразных технологических операций и перемещения предметов без участия человека или под его контролем.

В настоящее время применяются следующие основные типы ПР:

  1. Автоматические устройства. Наиболее простые представители этой категории — роботы с жестким программным управлением или программные роботы. Эти аппараты первого поколения работают по введенной управляющей программе (УП), без учета изменения внешних факторов. Более сложными являются роботы с адаптивным управлением (адаптивные роботы). В них предусмотрена система датчиков и сенсорные элементы, которые позволяют переключаться автоматически с одной программы на другую при изменении внешних условий. К третьему поколению автоматических аппаратов относятся обучаемые роботы. В ходе отработки технологического процесса происходит корректировка УП, и в последующем робот действует с учетом этих изменений, т. е. по оптимальной программе. Наконец, последнее поколение автоматических роботов имеет элементы искусственного интеллекта (интеллектуальные роботы). Они способны с помощью своей сенсорной системы анализировать внешние условия и осуществлять действия с учетом изменений в окружающем мире.
  2. Биотехнические аппараты. Эта категория включает несколько разновидностей. Командные роботы или манипуляторы, движения которого задает оператор дистанционно. Копирующие роботы работают по принципу повторения движений задающего устройства, управляемого человеком. Для управления полуавтоматическими роботами оператор задает движение основному рабочему органу, а работа сочленений согласуется автоматически.
  3. Интерактивные роботы. В этой группе выделяются автоматизированные, супервизорные и диалоговые роботы. Автоматизированные механизмы сочетают работу в автоматическом режиме по программе с командным управлением оператором. Супервизорные роботы способны обеспечить многооперационный производственный цикл в автоматическом режиме, но переход от одной операции к другой осуществляется по команде оператора. Диалоговые роботы работают в автоматическом режиме, поддерживая связь с оператором на специальном языке (команды оператора и обратная связь от робота).

По своему назначению промышленные роботы разделяются на такие виды:

  1. Универсальные. Способные осуществлять различные технологические операции.
  2. Специализированные. Они предназначены для выполнения определенной работы.
  3. Специальные. Эти роботы имеют особую конструкцию и способны работать в особых условиях или выполнять специальную функцию.

Во всех указанных категориях ПК могут подразделяться на несколько разновидностей. По грузоподъемности выделяются легкие (до 10 кг), средние (11–200 кг), тяжелые (от 200 кг до 1 тн) и сверхтяжелые (более 1 тн) роботы. По маневренности выпускаются подвижные и стационарные аппараты.

Ufactory

Среди новых разработок компании UFactory специалисты выделяют роботизированную руку uArm Swift Pro. На манипулятор легко устанавливаются захваты разной конструкции, головки для объемной печати, лазерный гравер и другие инструменты. Этот миниатюрный робот можно использовать для бытовых целей. Аппарат обладает высокой точностью и хорошей подвижностью. Легко переводится в режим обучения.

Настольный роботизированный манипулятор UFACTORY uArm Swift Pro


  • Дополнительные инструменты

    Присоска, захват, универсальный держатель, головка для 3D печати, лазер, OpenMV

  • Досягаемость, мм

    50-320

  • Материнская плата

    Arduino Mega 2560, открытый исходный код

  • Осей

    4

  • Повторяемость

    0.2 мм

  • Поднимаемый вес

    500 г

  • Рабочая скорость, мм/мин

    800

  • Интерфейсы

    USB, Bluetooth 4

Из чего состоит пр: устройство

Конструкции ПР зависят от их назначения и типа и могут существенно отличаться друг от друга по форме элементов, компоновке и сложности. Однако функциональная схема у них аналогична. В состав всех роботов входят: механическая часть и система управления. В более сложных аппаратах присутствует информационно-сенсорная система со средствами очувствления.

Механическая часть включает такие элементы:

  1. Манипулятор. Это устройство, ответственное за двигательную функцию. Робот может иметь один или несколько манипуляторов. Их основу составляет исполнительный механизм, состоящих из нескольких подвижных элементов, соединенных специальными сочленениями с разной степенью подвижности. Сочленения (кинематические пары) могут двигаться в декартовой (поступательное движение), цилиндрической (2 поступательных и 1 вращательное движение), сферической (1 поступательное и несколько вращательных движений) и угловой (только вращательные движения) системе координат.
  2. Рабочий орган. Он устанавливается на конце манипулятора и предназначен для непосредственного осуществления технологической операции. Самый распространенный вариант — «схват», т. е. захватывающее устройство для подъема, удержания и перемещения предметов. Это могут быть «механические пальцы», механизмы с пневматической присоской, крюки, черпаки, совки, магнитные захваты и т. п. Рабочий орган может представлять собой устройство для закрепления технологического инструмента или непосредственно сам инструмент (например, краскопульт, пульверизатор, сварочные клещи, диск, гайковерт и т. д.).
  3. Привод. Они необходимы для передачи движения манипулятору. В ПР могут использоваться электрические, гидравлические и пневматические приводы. Более половины всех роботов оснащены электрическим приводом. Каждое сочленение может иметь свой шаговый электродвигатель.

Система управления базируется на промышленных компьютерах мобильного типа (например, РС/104, MicroPC), а само управление манипулятором осуществляется с ПК и программируемого контроллера. Для программирования используются языки: Forth, Оберон, Компонентный Паскаль, Си. Управление роботами согласовывается с общей системой управления производством (ERP-системой).

Информационно-сенсорная система позволяет адаптировать роботов к изменяющимся внешним условиям. Для обеспечения необходимой чувствительности применяются внутренние датчики перемещения, линейных и угловых скоростей, сил сочленения, а также внешние датчики для получения сведений о состоянии окружающей среды (тактильные, акустические, визуальные, локационные, температурные, химические датчики).

Механические музыканты и ходячие паровозы

В течение XVI века в Европе было создано множество устройств, в основном с использованием заводных (часовых) механизмов. Например, в Германии были изготовлены искусственная муха и орел, способные летать, а в Италии – женщина-робот, игравшая на лютне.

В течение XVII века европейцы разрабатывают и усовершенствуют первые механические «калькуляторы». Поначалу они могут лишь складывать и вычитать, но к концу века способны уже к делению и умножению.

Этот момент можно считать поворотным в истории робототехники, так как параллельно начинают развиваться две отрасли знания, которые в будущем будут использованы для создания современных роботов:

  • разработка машин, имитирующих и заменяющих человека и его действия;
  • создание устройств, предназначенных для хранения и обработки информации.

Параллельно продолжают создаваться механические человекоподобные устройства, способные играть на музыкальных инструментах, писать и рисовать.

Наступление XIX века ознаменовалось началом «дружбы» людей с электричеством. Оно начинает быстро распространяться и проникать во многие сферы человеческой деятельности. Одновременно совершенствуются различные механические вычислительные и аналитические машины, были изобретены телефон и телеграф.

Известны истории о различных человекоподобных машинах, якобы изобретенных и использовавшихся в США в течение XIX века:

  • в 1865 году конструктором Джонни Брейнардом был создан так называемый паровой человек, которого запрягали в повозку вместо лошади. Это был, по сути, паровоз, выглядевший как человек (только намного больше габаритами). Его нужно было постоянно «топить», и управлялся он, как лошадь, вожжами. Утверждалось, что он мог «ходить» со скоростью до 50 км/ч.
  • Через некоторое время Фрэнк Рид испытывает уже «электрического человека», однако об этом изобретении мало что известно.
  • В 1893 году Арчи Кемпион представил образец искусственного солдата на паровом ходу под названием Boilerplate, который якобы неоднократно использовался на практике, т. е. в боях.
Смотрите про коптеры:  Робототехника: история и современность. Первый робот. Использование роботов в различных сферах деятельности

Все эти сведения интересны, но вызывают некоторые сомнения, поскольку, несмотря на вроде бы выдающиеся характеристики, данные изделия так и не пошли в серийное производство, в отличие от паровозов, пароходов и так далее. Скорее всего, они существовали только в виде опытных экземпляров и так и не нашли своего применения, будучи, по сути, игрушками для взрослых.

Отечественная робототехника

История робототехники в России, также как и в Европе, насчитывает не одно столетие. С некоторого времени российские ученые не отстают от своих европейских коллег в конструировании различных автоматов: в последней трети XVIII века в России создается машина для вычислений, названная машиной Якобсона, а в 1790 году Иван Петрович Кулибин создает свои знаменитые «яичные» часы.

Именно русские ученые совершили несколько знаковых для истории робототехники открытий. Семен Николаевич Корсаков в 1832 году заложил основы информатики. Он разработал несколько машин, способных производить интеллектуальные вычисления, применив для их программирования перфокарты.

Борис Семенович Якоби в 1838 году изобрел и испытал первый электромотор, принципиальная конструкция которого остается актуальной и поныне. Якоби, установив его на лодку, совершил с его помощью прогулку по Неве.

Академик П. Л. ЧебышевВ 1878 г. представил первый прототип шагающего транспортного средства – стопоходящую машину.

М. А. Бонч-Бруевич изобрел в 1918 году триггер, благодаря чему стало возможным создание первых компьютеров, а В. К. Зворыкин чуть позже демонстрирует электронную трубку, давшую начало телевидению.

Первая ЭВМ появляется в СССР в 1948 году, а уже в 1950-м выпущена МЭСМ (малая электронная счетная машина), на тот момент самая быстрая в Европе.

Официально историю робототехники в России можно отсчитывать с 1971 года. Тогда в Московском высшем техническом училище имени Баумана создается кафедра специальной робототехники и мехатроники, которую возглавляет академик Е. П. Попов. Он стал создателем отечественной школы инженерной робототехники.

Отечественная наука достойно конкурировала с зарубежной. Еще в 1974 году советский компьютер стал чемпионом мира на шахматном турнире среди машин. А созданный в 1994 году суперкомпьютер “Эльбрус-3” вдвое превосходил по скорости работы самый мощный американский компьютер того времени. Однако он не был пущен в серийное производство, возможно, из-за тяжелой ситуации в стране на тот момент.

Промышленные роботы и выгоды их внедрения на производстве, актуальность робототехники

Мир становится все более цифровым и прогрессивным. Об этом можно судить, например, по тому факту, что количество роботов, установленных в промышленности по всему миру, за последние десять лет увеличилось более чем втрое.

Робототехника является новым средством комплексной механизации и автоматизации производства, техникой последних поколений, дающей наивысшую эффективность.

Робототехника – это новое комплексное научно-техническое направление, включающее разработку, создание и использование манипуляторов, роботов и роботизированных технологических комплексов, а также связанные с этим организационные, социально-экономические и психологические аспекты, требующие нового научного подхода. Успешно работая в разных сферах, она постепенно доказывает свои преимущества.

Робот на ипроизводстве

Автоматизация с помощью роботов обеспечивает производительность, гибкость и безопасность

Идея замены человеческого труда машиной известна с древних времен. Промышленный робот стал еще одним шагом в развитии гибкой автоматизации для оптимизации производства с возможностью не только постоянно повторять одни и те же операции с гарантированной точностью, но и с возможностью простого перепрограммирования в случае изменения производственной программы пользователя.

Концепция начинается с простых рабочих мест, где робот оснащен позиционером для размещения приспособлений и позиционирования деталей на двух или более станциях, для всей роботизированной производственной линии, где функция приспособлений, включая загрузку и разгрузку деталей, решается роботами.

Важными помощниками в мире современной автоматизации в настоящее время являются широко используемые вспомогательные системы, такие как системы визуализации или камеры, которые позволяют роботам удалять и манипулировать крупными деталями.

Однако надежность роботов, их программного обеспечения, высокая производительность и простота эксплуатации являются необходимыми предпосылками для правильного функционирования этих устройств и систем.

Индустриальная автоматизация

Уровень и способы автоматизации производства существенно зависят от его вида и масштабов, и если в массовом и крупносерийном производстве наиболее оправданным является использование автоматических линий, то в среднесерийном и мелкосерийном и единичном производстве комплексная автоматизация стала возможной с появлением ЭВМ, станков с ЧПУ и промышленных роботов.

На базе технологического оборудования с числовым программным управлением и промышленных роботов компонуются многономенклатурные линии, участки, цеха, получившие название гибкого автоматизированного производства.

Основным принципом построения таких гибких производств является модульность. Автоматизация гибкого производства развивается от простого к сложному – первоначально создаются и внедряются гибкие производственные модули (ГПМ), на их основе строятся гибкие производственные комплексы (ГПК) и, наконец, гибкие автоматизированные производства (ГАП).

Промышленные робот на упаковке

Роботы нового поколения проще устанавливать и программировать и в то же время им легче общаться друг с другом

Дальнейшим их развитием является создание практически безлюдного автоматического производства, где гибкие автоматизированные производства дополняется системами автоматизированного проектирования выпускаемых изделий (САПР) и технологической подготовки их производства, планирования и диспетчерского управления (АСУП).

Основной структурной единицей гибких производственных модулей любой сложности являются роботизированные технологические комплексы (РТК), которые могут быть образованы на основе одного промышленного робота, обеспечивающего индивидуальное или групповое обслуживание состыкованного с ним оборудования или законченный цикл обработки изделия (например, сварки), либо на базе нескольких промышленных роботов, выполняющих взаимосвязанные операции.

Универсальность большинства промышленных роботов делает возможным их широкое применение в составе роботизированных технологических комплексов для различных видов производства.

Роботизированный технологический комплекс

Достижения роботизированных технологий способствуют все более широкому использованию роботов

Интенсивное внедрение в настоящее время и в перспективе промышленной робототехники обусловлено рядом причин.

Прежде всего, создание и широкое внедрение промышленных роботов и манипуляторов, позволяющих интенсифицировать различные технологические процессы и операции, исключить применение ручного малоквалифицированного и монотонного труда, особенно в тяжелых, опасных, и вредных для человека условиях.

В ближайшие годы в промышленности значительное увеличение выпуска продукции должно обеспечиваться за счет внедрения новых видов техники и прогрессивных технологий. Хотя доля ручного труда в промышленности снизилась, в мире сегодня все еще занято ручным трудом миллиона человек.

Многочисленные обследования условий труда показывают, что около 30 % работающих испытывают неблагоприятное воздействие шума, 30 % должны работать по строго регламентированному режиму, 25 % подвергаются действию сырости, жары или холода, 20% трудятся в физически неудобном положении или находятся в условиях дыма и испарений, 20 % вынуждены затрачивать большие физические усилия, а 15 % работают в ночное время.

Указанные стресс-факторы часто действуют в совокупности, поэтому около 40 % рабочих испытывают одновременное воздействие двух, а около 25 % – трех и более факторов. Соответственно внедрение робототехники дает существенное сокращение доли ручного, тяжелого, вредного и утомительного труда (социальный фактор).

Смотрите про коптеры:  RDC1-4RA Relay, Четырехканальный релейный модуль для Arduino, Raspberry Pi проектов | купить в розницу и оптом

Сортировка готовой продукции

Промышленные роботы могут выполнять задачи, которую раньше могли выполнять только люди

Кроме того, изменился характер производства – около 80 % изделий изготовляется малыми сериями. Автоматизация производства поэтому становится одним из существенных рычагов повышения производительности труда в мелкосерийном производстве (экономический фактор).

Робототехника позволяет решить проблемы двух- и трехсменной работы, повысить коэффициент загрузки оборудования и ритмичность его работы, улучшить качество изделий и снизить их себестоимость, в первую очередь при мелкосерийном производстве.

Она создает предпосылки для перехода к качественно новому уровню – созданию гибких автоматизированных производственных систем, допускающих возможность быстрой переналадки для выполнения операций с другой последовательностью и характером действий и работающих с минимальным участием человека.

Промышленный робот работает рядом с человеком

Между человеком и машиной происходит еще большее сближение: они все чаще работают рука об руку и без защитного ограждения

Основные технические характеристики промышленных роботов определяются областью применения и условиями производства, для которых они предназначаются.

Описание и характеристики современных промышленных роботов содержатся в статьях: Промышленные роботы в современном производстве и Классификация промышленных роботов

Исследования показывают, что при использовании на отдельных операциях один промышленный робот в зависимости от сменности работы заменяет 1 – 3 рабочих, повышает производительность труда на 60 – 80 % и снижение затрат на подготовку производства на 45 – 50 %.

При групповом использовании эффективность промышленных роботов резко возрастает: производительность увеличивается не менее чем в 3 – 5 раз, а в отдельных случаях в 8 – 10 раз, относительно уменьшаются капитальные вложения и расходы на обслуживание, повышаются интенсивность и ритмичность производства, сменность, качество продукции, сокращается количество брака.

Роботы в автомобильной промышленности

Автомобильная промышленность лидирует: она использует интеллектуальные производственные решения и промышленных роботов вместо сборочных линий, которые доминируют в традиционном производстве более 100 лет

Среди направлений сокращения ручного и тяжелого физического труда кроме роботов важное место отводится также наиболее простым устройствам – манипуляторам, как средству комплексной механизации производства.

На производстве, где нет необходимости в защите человека от окружающей среды и в частой загрузке-разгрузке оборудования, распространение получили манипуляторы с командным управлением, отличающиеся тем, что человек-оператор включает последовательно по отдельности приводы каждого звена.

Такие роботы-манипуляторы наиболее просты по конструкции, относительно дешевы и их использование не ведет к изменению технологического процесса, так как они легко вписываются в существующую технологию. Универсальность, незначительная стоимость и высокая эффективность на погрузочно-разгрузочных операциях – отличительные их качества.

Робот-манипулятор

 Современные роботы-манипуляторы дают новые возможности в сфере труда

Многие виды работ, в частности, механосборочные, строительно-отделочные, подъемно-транспортные, складские и ремонтные могут быть в ближайшее время механизированы исключительно с помощью манипуляторов.

По расчетам, удовлетворение потребностей промышленности в роботах-манипуляторах позволит сократить численность рабочих ручного труда по более чем 30 профессиям: слесарей на 4 %, ремонтников – на 3, упаковщиков – на 5, кладовщиков – 2,5, транспортировщиков – на 3 и грузчиков – на 5 %

Робот в пищевой промышенности

В результате инноваций в области сетевых технологий в производственных секторах появляется все больше и больше роботов, которые только недавно открыли для себя автоматизацию. Примерами этого являются промышленность продуктов питания и напитков, текстильная промышленность, деревообрабатывающая промышленность и промышленность пластмасс.

До недавнего времени применение стандартных типов промышленных роботов сопровождалось рядом мер безопасности и предотвращения несчастных случаев. В этом отношении новый тип роботов (коллаборативных роботов), иногда называемых «коботами» является совершенно революционным решением.

Изучение и разработка роботов «коллаборативного» типа с самого начала были сосредоточены на безопасности и в то же время на возможности его интеграции в рабочие линии с людьми-операторами.

Коллаборативный робот

Еще в последнее десятилетие промышленные роботы были ограждены. Но затем появились коллаборативные роботы. Суть термина «сотрудничество» означает, что он может работать вместе с людьми.

Как это может выглядеть и почему не опасно? Конструкция робота такова, что он имеет ограниченную мощность и мощность, включая функцию, которая немедленно останавливает робота при обнаружении столкновения, что можно сделать несколькими способами. Во многих приложениях этот робот может использоваться без защитного ограждения.

Сегодня производители роботов могут предложить своим клиентам тип робота, который отвечает самым строгим требованиям по своим характеристикам и в то же время имеет ряд других преимуществ, которые можно особо выделить:

Роботы для совместной работы все еще в новинку. Возможности их применения еще не полностью раскрыты. В настоящее время коботы являются наиболее широко используемыми в производстве электроники, но их возможности также успешно применяются в других отраслях. Благодаря своей гибкости и простоте использования они также найдут свое место в сфере логистики и услуг. Наше исследование показывает, что к 2024 году на эти непроизводственные области будет приходиться 21,3% продаж коботов. Наши маленькие дружелюбные коботы имеют потенциал для значительного роста по сравнению с другими типами роботов!

Ян Чжан, генеральный директор Interact Analysis

Если рабочий выполняет повторяющуюся задачу в течение многих часов в день, часто относительно легко внедрить на его место коллаборативного робота за относительно короткий период времени благодаря простому программированию и настройке и без всех защитных мер, необходимых для традиционных промышленных роботов.

По тем же причинам коллаборативный робот также намного более доступен (не только стоимость робота ниже, но и стоимость установки за счет устранения времени, необходимого для технической поддержки и настройки оборудования «роботизированная ячейка»), и поэтому его легче оправдать финансово.

Лучшие примеры успешного внедрения таких роботов – это производственные объекты, где есть несколько станций, выполняющих один и тот же тип процесса, например, технологические процессы с несколькими станками с ЧПУ.

Универсальный робот - оператор станка

В настоящее время создание и внедрение робототехники должно признано одним из приоритетных направлений развития промышленности.

Разработкой и производством промышленных роботов занято более тысячи компаний. Все крупные компании начинают вкладывать капитал в производство промышленных роботов. Создаются новые, специализирующиеся на этой продукции компании, а также компании-посредники по внедрению промышленных роботов.

Во всех развитых странах созданы национальные ассоциации по промышленной робототехнике, а в отдельных странах работа в этой области возведена в ранг государственной программы.

В России создана Национальная Ассоциация Участников Рынка Робототехники (НАУРР), цель которой развитие рынка робототехники, расширение международных связей и популяризация робототехники.

Андрей Повный, FB, ВК

Робототехника в наше время

Современные роботы проникли в очень многие сферы человеческой жизни. Их многообразие потрясает: здесь и просто детские игрушки, и целые автоматизированные заводы, хирургические комплексы, искусственные домашние питомцы, военные и гражданские беспилотные аппараты.

Их постоянной разработкой и совершенствованием занимается множество организаций в мире. В России ведущие позиции в научной робототехнике занимает ЦНИИ РТК (Центральный научно-исследовательский институт робототехники и технической кибернетики) в Санкт-Петербурге, основанный 1961 году как конструкторское бюро при Политехническом институте.

Специальность «Мехатроника и робототехника» и ей подобные присутствуют во многих технических университетах мира. Специалисты с таким образованием весьма востребованы на рынке труда, ведь автоматизация проникает все глубже во многие сферы человеческой деятельности.

Смотрите про коптеры:  Как увеличить подъемную силу дрона? — Хабр Q&A

Несмотря на то что нынешняя техника достигла небывалых высот, и роботы активно используются людьми, их человекоподобные представители – андроиды – пока остаются «не у дел». Они совершенствуются, разрабатываются все более сложные модели, но в практическом применении они до сих пор безнадежно проигрывают своим колесным, гусеничными и даже стационарным «коллегам» и остаются, по большому счету, игрушками. Дело в том, что человеческая ходьба – очень сложный процесс, сымитировать который машине не так-то просто.

Кроме того, с практической точки зрения, именно в человекоподобных роботах нет какой-то острой необходимости. В промышленности с успехом работают стационарные манипуляторы, объединенные в автоматические производственные линии. Там же, где требуется передвигаться – будь то погрузочные работы на складе, разминирование бомб, обследование разрушенных зданий, – колесный и гусеничный привод куда проще и эффективнее, нежели имитация человеческих ног.

Тем не менее люди не отказываются от работы над андроидами, по всему миру регулярно проводятся соревнования, на которых представители различных школ робототехники демонстрируют свое мастерство в управлении своими изделиями. Постоянно устраиваются турниры и непосредственно между машинами, например, по шахматам или футболу.

Стоит ли бояться роботов?

Самый главный страх человечества в отношении машин – это боязнь того, что они, став совершенными, однажды перестанут подчиняться и начнут жить своей жизнью, превратив в рабов уже людей. Этот страх шел рука об руку с развитием робототехники. Он находит свое выражение как в мифологии (например, еврейский миф о големе, восставшем против своего создателя), так и в искусстве.

Однако на современном этапе развития науки эти страхи бессмысленны. У роботов отсутствует сознание, аналогичное человеческому, поэтому у них не может быть вообще никаких желаний, не говоря уже о стремлении захватить мир.

Для того чтобы воспроизвести сознание у машины, человеку необходимо сначала разобраться, что представляет собой его собственное сознание, как и из чего оно формируется. Ответ на этот вопрос кроется в глубинах человеческого мозга, который исследован еще далеко не полностью.

Для того чтобы «восстать», роботам необходимо понимать, что такое мировое господство и для чего им это нужно.

А до этого момента любая, даже самая сложная и совершенная машина принципиально ничем не отличается от кухонного комбайна или кофемолки. Поэтому вопрос о том, кто в итоге будет главным на Земле – робот или человек, пока не является насущным.

Ударники современного производства

Различные промышленные производства являются той отраслью, в которой находит практическое применение основная часть современных автоматических устройств.

История промышленной робототехники начинается в 1725 году, когда во Франции была изобретена перфолента, примененная для программирования ткацких станков.

Начало автоматизации производства пришлось на XIX век, когда во Франции стартовало массовое производство автоматических ткацких станков на перфокартах.

Первую конвейерную линию для сборки автомобилей установил на своем заводе Генри Форд в 1913 году. Сборка одного автомобиля занимала порядка полутора часов. Конечно же, эта линия еще не была полностью автоматизированной, как сейчас, но это был выход на качественно новый уровень производства.

Официально использование роботов на производстве начинается в 1961 году, когда на заводе General Motors в Нью-Джерси был установлен первый официально изготовленный манипулятор. Работала эта машина на гидроприводах и программировалась через магнитный барабан.

Бум разработок в сфере промышленной автоматизации пришелся на 70-е годы XX века. В 1970 году в США был создан первый манипулятор современного типа для использования в промышленности: он обладал электроприводами с шестью степенями свободы и управлялся с компьютера. Параллельно разработки велись в Швейцарии, Германии и Японии. В 1977 году выпущен первый робот японского производства.

Функции пр: принцип работы

Современные ПР могут использоваться для перемещения или удержания предметов, а также осуществления технологических операций. Необходимые движения обеспечиваются манипулятором. Часто принцип его работы сравнивается с человеческой рукой, а потому и форму он обычно имеет аналогичную.

Алгоритм действий робота задается программой. Он включает несколько характерных этапов:

  1. Определение местонахождения нужного предмета (детали) в пространстве и перемещение рабочего органа к нему. При стационарной установке ПР движется только манипулятор. Для осуществления функции транспортировки перемещается сам робот.
  2. Захват предмета. Подается команда на рабочий орган.
  3. Перемещение предмета по заданной траектории и установка его в рабочей зоне.
  4. Осуществление технологической операции (обработка детали, покраска, сварка, упаковка и т. п.).
  5. Съем готовой детали и удаление ее из рабочей зоны. Перемещение ее в место складирования.
  6. Возвращение манипулятора или всего робота в исходное положение.

Современные ПР оснащены сенсорной системой, способной обеспечить обратную связь. При изменении внешних условий (например, изменился размер предмета или его местонахождение) датчики фиксируют расхождение с программой и сообщают фактические данные.

 Важно!  Интеллектуальные ПР способны сами принять решение и внести коррективу в УП. Другие роботы передают информацию оператору, который вносит нужные коррективы.

Хх век – эра расцвета робототехники

В XX веке история робототехники вступает в свою финальную стадию, приведшую к созданию тех роботов, которых человечество знает сейчас.

Совершаются прорывы в области электроники, появляются диоды и триоды. Первые ламповые компьютеры сначала разрабатываются в теории, а затем и реализуются.

В то же время создается первый электронный человекоподобный робот, управляемый на расстоянии, способный двигаться и разговаривать. Затем появляется электронная собака, реагирующая на свет и способная лаять.

К концу первой трети XX века радиоуправляемые андроиды учатся говорить по телефону, ходить, даже выступать в качестве лекторов на выставке, курить сигареты и так далее. В тот момент многие уже думали, что осталось немного – и роботы заменят людей. Однако потом становится ясно, что применить андроидов того времени для каких бы то ни было работ пока не получится из-за недостаточного на тот момент развития технологий.

Но эти выводы не останавливают изобретателей – андроиды продолжали появляться и разрабатываются до сих пор.

В 1940–1950 годах продолжается совершенствование электроники, компьютеров и компьютерного программирования, появляется понятие «искусственный интеллект», после чего происходит существенный скачок в развитии робототехники, роботы начинают быстро «умнеть».

Наконец, с начала 60-х начинает осуществляться мечта человечества – машины начинают заменять людей на тяжелых, опасных и неинтересных работах. Появляются первые роботы-манипуляторы современного типа. Сначала они выполняют только самые неудобные для человека операции, затем создаются автоматические сборочные линии.

Со временем начинается повальное увлечение людей роботами. Для детей открывается множество кружков и школ робототехники, выпускаются различные развивающие игрушки и конструкторы. Развлекательная индустрия также не остается в стороне – в 1986 году выходит первая часть фильма «Терминатор», которая произвела настоящий фурор по всему миру.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector