Класифікація промислових роботів

Робочий орган — складова частина виконавчого пристрою промислового робота для безпосереднього виконання технологічних операцій і (або) допоміжних переходів. Прикладами робочого органу служать зварювальні кліщі, пістолет забарвлення, складальний інструмент, захватний пристрій.

Промисловий робот — це автоматична машина, стаціонарна або пересувна, складається з виконавчого пристрою у вигляді маніпулятора, що має декілька ступенів рухливості, і перепрограмованого пристрою програмного управління, для виконання у виробничому процесі рухомих і управляючих функцій.

До цього визначення ГОСТ дає примітку: перепрограммованість – властивість промислового робота замінювати управляючу програму автоматично або за допомогою людини-оператора. До того, що перепрограмував відноситься зміна послідовності і (або) значення переміщень по ступенях рухливості і управляючих функцій за допомогою засобів управління на пульті пристрою управління.

Термін " маніпулятор" той же ГОСТ визначає таким чином.

Маніпулятор — керований пристрій або машина для виконання рухомих функцій, аналогічних функціям руки людини при переміщенні об'єктів в просторі, оснащене робочим органом.

Завдяки наявності декількох ступенів рухливості і гнучкої системи управління, яка легко переналагоджується на виконання різних програм руху маніпулятора, робот є багатофункціональною машиною.

Це відповідає вимогам гнучкого пере настроювання виробництва на різні технологічні процеси. В цих цілях доцільно поєднувати роботи з таким технологічним устаткуванням, яке забезпечене числовим програмним управлінням (ЧПУ), також легко переналагоджуваним.

Роботи проводяться в напільному (мал. 1.2), підвісному (мал. 1.3) і портальному (мал. 1.4) виконаннях. Невеликі роботи можуть бути настільними або ж встановлюваними на об'єкті устаткування безпосередньо, наприклад, на станині токарного верстата (мал. 1.5). Для обслуговування двох або декількох верстатів робот може автоматично переміщатися за програмою, що задається.

Найбільше поширення роботи набули в машинобудівних і приладобудівних галузях. Але існує також тенденція комплексної автоматизації із застосуванням роботів в інших галузях промисловості (легкої, харчової, хімічної, будівельної, металургійної, угле-, нафто-, газо добувної і ін.).

Класи роботів широкого призначення. Промислові роботи, про яких мовилося вище, відносяться до класу маніпуляційних роботів. Іншими класами роботів є мобільні (рухомі), і інформаційні роботи.

Мобільні робототехнічні системи відрізняються наявністю рухомого шасі з автоматично керованими приводами, вони можуть бути колісними (мал. 1.6), крокуючими (локомоционними) (мал. 1.7), колісно-крокуючими і гусеничними. Існують також плаваючі і літаючі мобільні робототехнічні системи. Часто мобільні машини несуть на собі і маніпуляційні роботи і можуть застосовуватися в нежилих апаратах під водою і в польових умовах, і в космічних польотах, а також на промислових підприємствах, в будівництві і на транспорті.

На заводах багато ручної праці потрібне при транспортуванні деталей, матеріалів і інструменту в заводському цеху між верстатами і складами. Тут об'єктом робототехніки є створення автоматичних візків (робокаров), рухомих в цеху за заданою програмою при управлінні від ЕОМ. Програма може легко переналагоджуватися. Це ж відноситься і до автоматичних підвісних транспортних роботів. Треба згадати і про автоматизацію всіх видів складських робіт за допомогою робототехнічних систем, коли робот автоматично обслуговує за програмою від ЕОМ різні осередки складу і що прибувають до нього робокары.

ІНФОРМАЦІЙНО-УПРАВЛЯЮЧІ робототехнічні системи можуть не мати механічно рухомих виконавчих пристроїв. Вони на підставі інформації, що поступає від яких-небудь зовнішніх джерел; проводять по певних алгоритмах і програмах (у тому числі що адаптується до обстановки і до поставленої задачі) обробку інформації, видачу результатів на дисплеї або інші зовнішні пристрої, а також автоматично виробляють необхідні керівники сигнали. На основі цих результатів інформаційні робототехнічні системи можуть визначати властивості невідомих об'єктів в будь-якому середовищі, зокрема автоматично проводити дослідження в космічному просторі.

Інформаційні роботи можуть поміщатися в нежилих підводних апаратах і автоматично управляти їх рухом залежно від ситуації і результатів вимірювань в місці їх дії.

До інформаційних роботів відносяться також і автоматичні контрольно-вимірювальні системи на виробництві. Насправді, багато ручної праці там затрачується на контрольно-вимірювальні операції. Тут призначенням робототехники є автоматизація самого процесу контролю, подачі деталей на контроль, проведення вимірювань і потім автоматичне сортування деталей різного ступеня придатності (або просто на годні і браковані), а також передача до верстата інформації про необхідність під наладки і ін. Ця задача теж повинна бути вирішена для завершення комплексної автоматизації виробництва і ліквідації одноманітної ручної праці. В таких інформаційних роботах можуть бути присутні і деякі маніпуляційні пристрої.

Класифікація промислових роботів проводиться по різних ознаках, а саме: по типу системи управління, по технологічному призначенню, по типу кінематичної схеми, по вантажопідйомності, по виду приводів, по числу ступенів рухливості і ін.

По типу систем управління сучасні і перспективні промислові роботи діляться на три роди, іменовані також " поколіннями": програмні, адаптивні і интеллектные (з елементами штучного інтелекту). Всі вони володіють властивістю швидкого перепрограмувало на різні операції, причому в першому поколінні (програмні роботи) той, що перепрограмував, проводиться людиною (мал. 1.8), після чого робот діє автоматично, багато разів повторюючи жорстко задану програму.

Найважливішою відмітною особливістю промислових роботів першого покоління є те, що вони, як правило, не мають датчиків зворотного зв'язку і не можуть реагувати на зміни зовнішнього середовища. Передбачається, що середовище, що оточує робота, строго організовано, детерміновано і незмінно. Ця особливість дещо обмежує області вживання промислових роботів. Програмування їх рухів здійснюється в основному методом навчання, а програма передбачає запис всіх рухів маніпулятора.

Найбільш ефективне вживання промислових роботів для автоматизації транспортних, допоміжних і деяких технологічних операцій в умовах дрібносерійного і серійного виробництва.

У другому поколінні (адаптивні роботи) основи програми дій робота закладаються людиною, але сам робот має властивість в певних рамках автоматично перепрограмуватися (адаптуватися) в ході технологічного процесу залежно від обстановки, яка неточно визначена наперед (мал. 1.9).

Вони оснащені датчиками зворотного зв'язку — сенсорними пристроями, тобто очувствлены. Ця особливість і є головною, відрізняючою адаптивні роботи від роботів I покоління. Можливість коректувати програму залежно від зміни параметрів зовнішнього середовища дозволяє істотно розширити область вживання роботів цього покоління в порівнянні з промисловими роботами. Маніпулятори робочих органів адаптивних роботів не мають принципових відмінностей від роботів I покоління.

Системи управління адаптивними роботами, звичайно, складніше за системи управління промисловими роботами. Програмування передбачає запис основної програми і наявність в системі управління відповідних підпрограм, що включаються залежно від ситуації, що склалася, в навколишньому середовищі.

Як правило, система управління є спеціалізованою ЕОМ або управляючим обчислювальним комплексом (УВК). Часто адаптивні роботи називають системою «глаз— рука».

Структурна схема такого робота (мал. 0.2, і) включає власне маніпулятор важеля 7, телевізійну камеру 2 і стіл 3 з розташованими на ньому різними предметами. Спрощена блок-схема системи управління роботом типу «очей — рука» показана на мал. 0.2, би.

У третьому ж поколінні (интеллектные роботи) завдання на роботу вводиться людиною в більш загальній формі, а сам робот володіє можливістю ухвалювати рішення і планувати свої дії в розпізнаваній їм невизначеній або змінній обстановці, щоб зуміти виконати закладене в його пам'ять завдання (мал. 1.10). Отже, интеллектный робот володіє як би елементами штучного інтелекту, що полягають в сприйнятті невизначеної або змінної обстановки, обробці інформації про неї з метою вироблення і ухвалення рішення, планування дій і формування сигналів управління на приводи по всіх ступенях рухливості маніпулятора для реалізації необхідних рухів.

Треба помітити, що термін "покоління" не означає зміну одних поколінь роботів іншими у відмінність, наприклад, від поколінь обчислювальних машин. Кожне з них має самостійне значення і удосконалюватиметься по елементній базі і за своїми технічними даними. Кожне з трьох поколінь промислових роботів широко застосовуватиметься у відповідних умовах експлуатації. Тому термін "рід" замість "покоління" тут був би більш доречний.

Четвертого покоління немає, оскільки третє (интеллектні роботи) може в будь-яких необхідних формах нарощувати елементи штучного інтелекту у міру накопичення наших знань, технічних можливостей і потреб промисловості. Очевидно, що завжди залишиться значення вживання найпростіших програмних роботів (перше покоління), не дивлячись на появу більш досконалих адаптивних роботів (друге покоління).

Кожний рід (покоління) промислових роботів підрозділяється, далі, по типу системи управління. Так, наприклад, промислові роботи першого покоління (програмні) підрозділяються па три типи - циклові, позиційні і контурні. Ці типи систем управління будуть розглянуті далі. Адаптивні і интеллектні роботи розрізняють по засобах очувствления, принципах адаптації в їх системах управління і рівнях розвитку елементів штучного інтелекту.

По технологічному призначенню розрізняють два класи роботів - універсальні і спеціалізовані. Універсальні роботи застосовуються в широкому спектрі технологічних процесів і здатні перепрограмуватися для різноманітних циклів рухів. До спеціалізованих роботів відносяться зварювальні, забарвлення і ін., пристосовані для певного виду технологічних операцій. Для спеціальних вживань роботи можуть виконуватися в пылезащитном виконанні, вибухобезпечному і ін.

Промислові роботи класифікують по наступних ознаках: спеціалізація;

вантажопідйомність;

число ступенів рухливості;

можливість пересування;

спосіб установки на робочому місці;

вид системи координат; вид приводу;

вид управління;

Дата добавления: 2014-01-11