Хронология Робототехники: три поколения роботов и
ЭВМ
От узкой специализации к универсальности
Продолжение
Контурная система управления обеспечивает рабочему
инструменту робота (скажем, сварочной головке) непрерывное движение по
определенной траектории. В этом случае для программы управления
манипулятором задаются координаты двух точек - начала и конца
перемещения и функция или вид кривой между ними. В процессе работы
следящая система реализует эту программу. Контурная система управления
строится на базе микроЭВМ Электроника-60. Для облегчения труда оператора
создан специальный язык программирования, упрощающий его общение с
роботом. Обучение последнего (создание программы всей его дальнейшей
деятельности) производится оператором с пульта при помощи ручного
управления.
Для автоматизации вспомогательных операций при обслуживании станков с
ЧПУ и станков-полуавтоматов, для работы в составе гибких
автоматизированных производств создан промышленный робот РФ-204 М. В
отличие от всех выше описанных робототехнических устройств он имеет
необычную конструкцию: у него две руки грузоподъемностью по 1 кг.
Особенность его конструкции технически оправдана простой целью: в
момент, когда робот подойдет к станку, чтобы одной рукой снять
обработанную деталь, в другой у него уже будет очередная заготовка,
которую он тут же установит в нужное место. Ему не придется лишний раз
возвращаться к магазину за заготовкой, что уменьшит простои станка.
Нетрадиционно решена у этого робота и задача перемещения манипулятора с
заготовками, деталями от станка к станку или от станка к магазину и
обратно. Манипулятор крепится на транспортном устройстве (рис. 73),
которое представляет собой каретку /, обхватывающую двутавровый рельс и
натянутую под ним медную полосу. Эта полоса служит развернутой обмоткой
особого типа электродвигателя (линейного асинхронного двигателя),
которая создаёт так называемое бегущее (изменяющееся и
распространяющееся в пространстве) магнитное поле, которое
взаимодействует с электрическим током, пропускаемым по другой обмотке
этого двигателя, смонтированной в каретке. В результате подвижная часть
двигателя приходит в движение и перемещает каретку вдоль рельса.
Собирается манипулятор из модулей, что позволяет
компоновать его так, чтобы он в максимальной степени подходил для
эффективного выполнения операций конкретного роботизируемого
технологического процесса. Хочется в связи с этим подчеркнуть, что
модульный принцип построения промышленных роботов позволяет примирить
два враждующих между собой противоречивых требования. С одной стороны,
требование унификации производственного оборудования, т. е. обеспечения
возможности собирать любой робототехнический комплекс из одних и тех же
модулей, число разновидностей которых стараются сделать минимальным. И,
с другой стороны, требование специализации этого оборудования, т. е.
придания робототехническому устройству только тех качеств, которые
необходимы именно для данного технологического процесса, что
предполагает избавление робота от каких-либо излишеств - лишних
(запасных) степеней подвижности, избыточной длины манипулятора или его
грузоподъемности, не нужных в тех конкретных условиях, в которых должен
трудиться робот, поскольку такие излишества значительно удорожают
производство роботов и снижают экономический эффект роботизации.
Промышленный робот РФ-204 М, построенный из модулей, можно считать
конструкцией, иллюстрирующей одну из важнейших тенденций современной
робототехники - развитие прогрессивного модульного принципа создания
роботов.
Все заданные этому роботу движения он выполняет аккуратно; точность
позиционирования у него весьма высокая: отклонения от
запрограммированных координат составляют не более 0,05 мм. Программа
управления формируется в процессе обучения по пробному перемещению,
которое проводится вручную и корректируется по командам с пульта
оператора.
Говоря о современных промышленных роботах, мы подразумевали, что все они
- автоматические. Однако в промышленности применяются и биотехнические и
интерактивные робототехнические системы, хотя, конечно, число их по
сравнению с автоматическими значительно меньше. Биотехнические (всех
трех видов) и интерактивные (чаще всего автоматизированные) роботы
используются для автоматизации погрузочно-разгрузочных операций, окраски
крупногабаритных изделий и т. д. Эти роботы позволили автоматизировать в
морских портах трудный процесс причаливания судов, для которого никакая
другая техника не подходила. Управлять этим процессом мог только
человек, обладающий достаточно большим опытом. Ни одному автомату не
удавалось заменить его при определении того, в какие моменты, где и с
каким усилием нужно притянуть судно к пирсу, чтобы оно причалило мягко,
без толчков и в то же время быстро. А необходимость автоматизации этой
работы диктуется тем, что для причаливания судна даже небольших размеров
нужны усилия, далеко выходящие за пределы возможностей человека, и в
портах применяются до сих пор всевозможные механизмы (дающие выигрыш в
силе), которыми в момент причаливания действуют несколько человек.
Теперь роботы могут взять на себя этот непростой и нелегкий труд. -
Примером биотехнического робота с командной системой управления может
служить созданный у нас в стране манипулятор М-500 с номинальной
грузоподъемностью 500 кг. Он имеет три степени подвижности и большой
радиус зоны обслуживания (порядка 4,5 м), линейная скорость перемещения
схвата может достигать у него 15 м/с. Этот мощнейший робот (его
собственная масса достигает 1800 кг имеет гидравлические приводы и
применяется на промышленных предприятиях для погрузочно-разгрузочных
работ, в том числе для обслуживания кузнечнопрессового оборудования.
