8.2. Роботи і робототехнічні системи

Широке застосування в ГПС знайшли роботи. Роботи, использу-емые в промисловості, називаються промисловими роботами.

Слово «робот» з'явилося на початку XX ст. і походить від чеш-ского слова robota, що переводиться як важка підневільна праця. Робота можна визначити як універсальний механізм, спо-собный виконувати фізичну роботу аналогічно людині. Имен-но прагнення замінити людину на важких і небезпечних роботах породило ідею створення робота.

Робот — автоматичний маніпулятор, що виконує робочі операції із складними просторовими переміщеннями.

Універсальність (багатофункціональність) роботів дозволяє широко використовувати їх як в якості основного технологи-ческого устаткування (операції зборки, зварювальні і малярні роботи), так і в якості допоміжного устаткування (у транс-портно-загрузочних системах, системах контролю і діагностики). При цьому робот по своїх можливостях набагато перевершує людину. Він може працювати у важких, некомфортних, шкідливих або небезпечних умовах. Він перевершує людину вантажопідйомності, швидкодії, точності. Йому не потрібні перерви в работі, відпочинок, відпустка і все те, що властиво людині як био-логическому організму.

Історія роботів почалася в Стародавньому Єгипті, де будувалися статуї богів з рухливими руками і головою. Ще в XII ст. були створені перші людиноподібні механічні фігури — андроіди, що зображували слуг, музикантів, писарів. Для приведення в рух їх частин використовувалася потенційна енергія води, пари або гирь. В середині XVII ст. талановитий нижегородський механик-самоучка И.П.Кулибин розмістив цілий музичний те-атр-автомат в корпусі годинника розміром з гусяче яйце. Цей годинник досі вражає уяву відвідувачів Державного Ермітажу. У XX ст. у зв'язку з розвитком електроніки появилисьдостаточно складні роботи, керовані голосом або по радіо, які рухалися, сідали, вставали і виконували прості опе-рации.

Перші промислові роботи з'явилися на автомобілебудівних заводах США в 60-і рр. XX ст. В 1975 р. у світі насчитыва-лось всього біля 8 тис. роботів. У 2005 р. їх кількість складала вже 2,5 млн. Перше місце у світі по виробництву і застосуванню роботів займає Японія. Далі слідують США, Італія, Фран-ция, Швеція. Перший вітчизняний телекерований робот з очувствленным захватним пристроєм для глибоководних робіт був створений в 1968 р. До роботів можна віднести і маніпулятори, роботи, що виконують на відстані, небезпечні для людини. Це робота з ядерними, хімічними або біологічними речовиними, підводні роботи, роботи у відкритому космосі.

У 1985 р. парк промислових роботів в Росії перевищував 40 тис. шт. і досягав 40% світового парку. Проте в 90-і рр. XX ст., на жаль, планові роботи по розвитку робототехники були зупинені, парк роботів скоротився на порядок.

Сьогодні роботи застосовуються практично в усіх сферах че-ловеческой діяльності : в машинобудуванні, будівництві, сільському господарстві, медицині, науці, харчовій і легкою промыш-ленности. Лише роботові під силу глибоководні роботи в океані або роботи у відкритому космосі, у тому числі на місяці і Марсі.

Системи і комплекси, що включають роботи, називається роботизованими, а системи і комплекси, в яких ро-боты виконують основні технологічні операції, — робототехнічними.

Робот складається з двох основних систем:

• старанною, включаючою маніпулятори і прилади пересування;

• що інформаційно керує.

Основне застосування знайшли механічні маніпулятори, виконуючі у вигляді кінематичних пар з кутовим і поступальним рухом, що закінчуються захватним пристроєм (аналог кисті людини) або спеціальним інструментом (наприклад, для зварювання або фарбування). Як правило, вони мають від трьох до шести мір рухливості, що дозволяє отримати більше за слож-ные траєкторію руху і розширити можливості робота.

В якості пристроїв пересування в мобільних роботах знайшли застосування традиційні транспортні засоби, які використовують електричну, пневматичну і гідравлічну енергію, — колісні, гусеничні і крокуючі. З одного боку, вони дозволяють розширити робочу зону, що обслуговується робо-том, а з іншої — дозволяють створити роботи, призначені тільки для переміщення вантажів, — робокары. Робокары, як пра-вило, не мають маніпуляторів і розраховані на роботу із стаци-онарными маніпуляторами, розташованими на складах, і з контейнерами для відходів.

Інформаційно-керуюча система, призначена для обслуговування виконавської системи. Вона забезпечена сенсорними органами, що надають інформацію про зовнішнє середовище і положення робота в ній — не зіткнутися б з роботом-сусідом! Це органи технічного зору і різного роду вимірювачів (температури, положення в просторі і так далі), основу ко-торых складають відповідні датчики.

Особливо ефективна спільна робота роботів з верстатами з ЧПУ; при цьому система ЧПУ верстата і робота може бути загальною.

Контрольні питання

1. У чому відмінність між жорсткими і гнучкими виробничими системами?

2. Назвіть типи жорстких автоматичних ліній. У чому особливість кожного типу?

3. Назвіть завдання, що вирішуються гнучким автоматизованим виробництвом.

4. Поясните структурну схему ГАП.

5. Дайте визначення робота і опишіть його можливості.

6. У чому відмінність між роботизованими і робототехнічними комплексами?

7. З яких основних систем складається робот? Яке призначення кожної системи?