Роботы сегодня и завтра - [2]
Промышленные роботы с гибкой программой могут быть переоснащены для выполнения другой рабочей программы. Как правило, это роботы с точечным, линейным или сенсорным управлением. Они экономически выгодны при производстве малых и средних серий. Применяются они для загрузки машин, транспортировки и заполнения магазинов, укладки в штабеля, а также для манипулирования инструментом в технологических процессах, например при сварочных работах, ковке, покраске напылением, удалении загрязнений и т. п.
Особенно эффективны роботы, которые в рамках заданных программ могут свободно манипулировать по нескольким осям, располагают рабочими грейферами (схватами) для использования инструмента. Высокая степень мобильности делает их в некотором роде универсальными.
>Перемещение инструмента промышленным роботом. 1 — деталь, 2 — инструмент, 3 — машинная часть робота, 4 — пульт управления роботом.
В зависимости от объема получаемой информации и возможности ее обработки различают три поколения промышленных роботов. Роботы первого поколения имеют заданную функциональную программу, которая находится в блоке памяти, откуда можно многократно давать команду на исполнение и повторение того или иного движения. Такие роботы не умеют собирать и накапливать информацию об обрабатываемом объекте. Они связаны относительно жестко зафиксированными условиями рабочего процесса и не могут самостоятельно реагировать на внешние воздействия, поскольку их программа не учитывает состояния внешнего окружения. Однако и в будущем роботам первого поколения найдется применение наряду с роботами второго и третьего поколений.
Ко второму поколению относятся промышленные роботы с сенсорными, т. е. тактильными (метод прикосновения) и визуальными (видео), системами, которые обеспечивают координирование по методу «глаз — рука». В пределах заданной программы они могут приспосабливаться к определенным изменениям условий протекания процесса. В зависимости от получаемой информации о физических признаках обрабатываемой детали (форма, размеры, расположение и т. д.) и, соответственно, об определенных внешних условиях осуществляется управление «рукой» и грейфером робота. Таким образом, сенсоры в сочетании с системой управления обеспечивают роботу, правда в узких границах, свободу реагирования на окружающую среду, тем самым качественно улучшается выполняемая работа, существенно расширяются возможности применения, а в определенных случаях достигаются более благоприятные параметры в технологических процессах.
Промышленные роботы третьего поколения с автоматической обработкой информации и возможностью моделировать процессы и рабочие позиции называют также роботами с «искусственным интеллектом» или роботами с адаптивным управлением. Как технические системы, они располагают более высокой автоматизацией информационных процессов; это позволяет им фиксировать в своей памяти рабочий процесс, а также частично окружающую их среду и во время работы «вновь узнавать» их. Эти роботы управляют своими движениями на основании сравнения информации, полученной с помощью сенсоров, и информации, заложенной в памяти. Роботы могут самостоятельно изменять по меньшей мере одну из своих функций управления, корректировать ход выполнения функций и приспосабливаться к заданным ситуациям. Для выполнения некоторых операций они самостоятельно разрабатывают собственную программу рабочих движений, опираясь на «заученные» процессы, вернее — на накопленную в памяти информацию.
Сконструированные таким образом промышленные роботы могут использоваться для выполнения самых разнообразных задач.
Если промышленными роботами первого поколения можно заменить примерно 2 % всех рабочих мест в промышленности, то промышленные роботы второго поколения можно применять на каждом четвертом, а то и третьем рабочем месте. Что касается роботов третьего поколения, то они предположительно могли бы высвободить еще одну треть общего числа промышленных рабочих.
Карл Маркс, постоянно подчеркивавший роль науки, обращал внимание на то, что машины и любой другой вид орудий производства являются «органами мышления человека, созданными его руками; конкретным проявлением силы его знаний». Это касается и промышленных роботов. Дальнейшее усиление и интенсификация научно-технической деятельности человека вообще и в области промышленной робототехники в частности, как в качественном, так и в количественном отношении повысит эффективность экономики и, следовательно, послужит на благо человечества.
При конструировании промышленного робота за отправную точку берут, например, физические свойства обрабатываемой детали или других предметов, занятых в рабочем процессе. Обрабатываемые объекты могут быть из различных материалов (металл, стекло, камень, пластмасса и др.), иметь после обработки различную форму (прямоугольная пластина, валик или шар), быть твердыми или эластичными, тяжелыми или легкими, иметь низкую или очень высокую температуру и прочие свойства. Кроме того, определенное влияние на конструкцию промышленных роботов оказывают применяемый в рабочем процессе инструмент, размещение машин, имеющиеся транспортировочные приспособления, накопители, размеры рабочего помещения, уровень надежности техники безопасности и защиты от несчастных случаев, требования по техническому уходу и ремонту, а также прочие условия по охране окружающей среды. Столь разнообразным требованиям соответствуют и различные конструктивные решения, которые реализуются в рамках определенных групп.
