Промышленные роботы манипуляторы в машиностроении

Промышленные роботы впервые появились именно в машиностроении, уже потом оттуда они перекочевали и в другие отрасли народного хозяйства. Первые настоящие промышленные роботы появились еще в XIX веке, но эпоха роботизации и автоматизации пришлась на вторую половину XX века, когда в промышленность пришли сложные компьютерные системы. Подобные аппараты нашли широкое распространение сразу по нескольким причинам.

Во-первых, они могут работать в таких условиях, где человек просто не сможет находиться.

Во-вторых, качество выпускаемой продукции при широкой роботизации производства заметно выше, чем при использовании человеческого труда. В-третьих, производительность машин много выше, чем у человека. В-четвертых, автоматизированное производство дешевле.

Из истории развития робототехники

Машины бывают разными. Бывают автоматизированные режущие, штампующие и отрезающие станки, конвейерные линии и автоматические системы погрузки/разгрузки, манипуляторы. Последние, вообще относятся к универсальным вспомогательным аппаратам.

Ведь рука робота манипулятора может держать любой инструмент – от простого захвата, до сверла или сварочного аппарата. Как правило, на производстве используются стационарные манипуляторы, они не могут быть перемещены из одной точки в другую без демонтажа. Радиус их действия ограничивается максимальным вылетом стрелы. Как правило, робот манипулятор – это сложный технический элемент, состоящий из множества звеньев, соединенных между собой сервоприводами.

Наиболее простые механизмы состоят из двух-трех звеньев и приспособлены к выполнению только простейших операций, таких как перемещение объекта из одной точки в другую. Первое поколение таких механизмов не оснащалось какими-либо датчиками, а простейшая система управления знала только какую-то одну команду. Чтобы такой механизм исправно функционировал, необходимо было добиться точного позиционирования обрабатываемого объекта перед роботом.

Только так он мог «заметить» объект. И даже более того, если машина не обнаруживала никакого предмета перед собой – она продолжала выполнять все необходимые операции с пустым воздухом!

Следующее поколения машин уже имело примитивные датчики, например, датчик веса или простейшие светодиод. А бортовой компьютер знал, что работать «по воздуху» не надо. Не умея адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, такие промышленные роботы манипуляторы часто ломались, зависали и выходили из строя.

Причин было множество – неправильно зафиксированный на погрузочной площадке объест приводил к поломке захватывающего устройства, а слишком тяжелый предмет, превосходящий грузоподъемность механизма, мог и вовсе его сломать. Ведь старательная машина пыталась честно выполнить возложенные на нее задачи. Если автомат управлял более сложным механизмом, чем захват то получалось еще интереснее. Например, Вы никогда не задумывались, как робот сварит корпус автомобиля, если последний зафиксировать верх ногами?

С развитием телематики появились и более серьезные машины, способные адекватно оценивать складывающуюся ситуацию. Во-первых, было увеличено число степеней свободы руки машины. Теперь она состоит не из двух-трех звеньев, а из целого набора. Причем в современные компьютеры зачастую не закладывается строгая программа поведения, а лишь ее общие черты.

Адаптирующийся компьютер, анализирующий поступающие с датчиков сведения, сам может решить, как ему поступать в той или иной ситуации. Компьютер, управляющий роботом манипулятором, рассчитывает необходимое положение каждого звена и предает эти данные сервомоторам. Другими словами, движения манипулятора заранее не предопределены и могут, при выполнении одной и той же операции, отличаться.

Современное состояние развития промышленной робототехники в России

Сегодня в машиностроении нашли применение самые разнообразные механизмы. Традиционно считается, что Россия, а в прошлом Советский Союз, в это направлении сильно отстает от Запада. На самом деле мы отстаем во внедрении, но никак не в разработке новых типов подобных машин.

Еще в 60-х годах прошлого века советскими инженерами был разработан полностью автоматизированный станок для лазерной резки металла – по тем временам ноу-хау. Автомат сам загружался, сам резал, и сам выдавал обработанную деталь. Функции оператора были просты – запрограммировать аппарат на работу. Причем программа могла подразумевать обработку различных по толщине листов металла. Станок сам ее измерял и выбирал необходимую программу обработки.

Сегодня отечественно машиностроение если и снабжается автоматизированными механизмами, то, как правило, европейского, японского или китайского производства. Купить робот манипулятор отечественного производства практически невозможно, хотя в 2005 году в рамках развития точного машиностроения – мехатроники и микроэлектроники – поднимался вопрос о возрождении роботопромышленности в России. К сожалению, пока вопрос так и не сдвинулся с мертвой точки. И российским рынком по прежнему заправляют иностранные производители.