Вадим Мацкевич: Занимательная анатомия роботов

Конструируя механические схваты промышленных роботов, приходится учитывать конкретный тип детали или группы деталей, их форму, материалы и условия технологического процесса. Важные критерии при этом – необходимая точность удержания детали и допустимо усилие на губках. Перечисленные соображения привели к тому, что в настоящее время существует много различных схватов, отличающихся кинематической схемой, формой губок и конструкцией. Как правило, механический схват приводит в движение пневматический цилиндр, расположенный в центре кисти робота. Управляет таким цилиндром блок управления роботом, а воздух поступает от общей магистрали. Конструкции механических схватов могут иметь разные размеры, расположение и форму губок, тип привода и т.д. Для удержания легко деформируемых изделий используют эластичные губки, в том числе и надувные.

Для удержания таких хрупких предметов, как, например, кинескоп телевизора, применяют вакуумные схваты.

На рис. 96 изображён общий вид типового индустриального сборочного робота. Грубые движения робота выполняют мощные системы привода, подводящие его схват с устройствами точной ориентации к рабочему месту. После этого в действие вступают устройства точной ориентации схвата, находящиеся на его головке.

Возможно на предприятиях будущего у проходной повесят табличку: «Людям вход строго воспрещён!» Сегодня мы нередко сталкиваемся с ситуацией, когда человек в силу своих ограниченных физических и психических качеств становится тормозом на пути развития производства, вынуждает оплачивать своё присутствие у печи или в цехе расходами на создание приемлемых условий труда. Роботизация снимает эти ограничения и тем самым открывает пути к качественным преобразованиям в сфере производства.

В цехах безлюдного завода можно установить станки, не нуждающиеся в эстетическом оформлении. Это почти на треть сократит себестоимость станков. Понадобится значительно меньше металла, пластмасс, других материалов. Оператор, удалённый от станка, будет находиться в комфортабельных условиях, станки тогда можно располагать прямо на полу, а не поднимать их станину на уровень рук человека, на что сейчас идёт немало металла.

В автоматическом цехе можно снизить не только общие требования к эстетическому оформлению, но и к воздушной среде цеха, существенно сократить и реорганизовать его площадь и объём. Такой цех совсем не обязательно не только проветривать (вспомним дорогостоящую систему вентиляторов), но и освещать – ведь робот может использовать ультразвуковое или инфракрасное зрение.

Подобный завод – робот можно просто отключить, как пылесос или радиоприёмник, когда в нём нет нужды, и снова включить – когда нужда появится. Такому заводу, во-первых, присущи гибкость, перенала – живаемость с одного вида изделия на другой; во-вторых, адаптивность к новым формам управления; в-третьих, интеллектуальность в проектировании новых изделий, в планировании производства.

Завод-робот третьего поколения обладает развитым интеллектом, сам проектирует, планирует и управляет производством своих изделий, сам контролирует точность и другие качества инструментов и сам подаёт сигнал для их замены.

Гибкие производственные системы завершают процесс автоматизации промышленных предприятий, начавшийся в 50 – х годах. Сначала появились станки с числовым управлением, автоматически выполняющие различные операции в соответствии с закодированными командами на перфоленте. Затем стали привычными частично компьютерные системы проектирования и производственные системы, в которых традиционные чертёжные доски заменены электронно – лучевыми, а перфоленты – ЭВМ.

Новые гибкие заводы – роботы объединяют все эти элементы. Они состоят из управляющих ЭВМ, центров механообработки, с большой скоростью обрабатывающих сложные детали, роботов, переносящих детали и закрепляющих их на станках, тележек с дистанционным управлением, которые доставляют материалы. Все компоненты связаны единой системой электронного управления для каждого этапа производственного процесса, вплоть до автоматической замены отработавших или сломанных режущих инструментов.