11.5. Основные понятия и определения робототехники

Робототехнические системы являются принципиально но­вым техническим средством эффективной автоматизации про­изводственных процессов с наиболее полным исключением руч­ного труда, как на вспомогательных, так и на основных техно­логических операциях. На предприятиях лесного комплекса особенно велики трудозатраты на подачах, перекладках, уборке лесоматериалов, пиломатериалов, заготовок. Традиционными ме­тодами невозможно автоматизировать эти массовые вспомога­тельные операции. Поэтому возникла потребность в создании и широком применении лесных промышленных роботов широ­кого диапазона грузоподъемности, в которых основными ис­полнительными устройствами являются манипуляторы — много­звенные механизмы с управляемыми приводами по всем степе­ням подвижности.

Под действием автоматизированной системы управления ро­бота его манипуляторы совершают движения, подобные движе­ниям рук человека, осуществляемым в процессе его трудовой деятельности.

Промышленный робот (ПР)—автоматическая машина в виде совокупности манипулятора и перепрограммируемого устройства управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении предметов производства и (или) технологической оснастки. Перепрограм-мируемость — это свойство робота заменять управляющую про­грамму автоматически или оператором.

Основными структурными составляющими ПР являются ис­полнительное устройство, система управления и информацион­ная система.

Исполнительное устройство реализует двигательные функции ПР и в общем случае состоит из манипулятора и устройства передвижения.

Система управления ПР служит для формирования и вы­дачи управляющих воздействий исполнительному устройству в соответствии с управляющей программой. В состав устройств этой системы входят: пульт управления (часто дисплей); запо­минающее устройство, в котором хранятся программы и другая информация; вычислительное устройство и блок управления приводами манипулятора и механизма перемещения.

Информационная система обеспечивает сбор и передачу в систему управления данных о состоянии окружающей среды и функционировании механизмов ПР. В эту систему входят комплект датчиков обратной связи различного назначения, дат­чиков возмущающих воздействий, устройство обратной связи, блок сравнения сигналов и др.

В зависимости от выполняемых функций ПР делятся на три вида:

1. Подъемно-транспортный ПР предназначен для обслужи­вания основного технологического оборудования при транспор­тировании, установке, снятии заготовок, приспособлений; на транспортно-складских операциях.

2. Производственный ПР служит для участия в технологи­ческом процессе в качестве производящей или обрабатываю­щей машины для технологических операций — сборки, окраски, лакирования, полирования, гибки, сварки и т. д.

3. Универсальный ПР может выполнять функции как подъ­емно-транспортного, так и производственного ПР.

Функциональные возможности ПР во многом определяются типом системы программного управления (СПУ) и характером отработки программы.

Жестко программируемые ПР выполняют круг действий, предусмотренных программой, которая не корректируется при изменении внешней среды (технологии, объектов обработки и

т. д.)·

Адаптивные ПР оснащены сенсорными датчиками, получаю­щими в процессе работы информацию об объектах и явлениях внешней среды и корректирующими на основе полученных све­дений управляющую программу.

Гибко программируемые (интегральные) ПР формируют про­грамму своих действий на основе поставленной цели и инфор­мации об объектах и явлениях внешней среды и имеют в своем составе микроЭВМ с соответствующим объемом памяти и бы­стродействием. В ПР применяют три типа СПУ в зависимости от характера и дискретности перемещений: позиционные (от точки к точке); контурные (по непрерывной траектории); уни­версальные, т. е. позиционно-контурные. В робототехнике

используются следующие способы представления задающей ин­формации СПУ:

электромеханический —управляющая информация задается при помощи упоров, реле времени, кулачков распределительного механизма, копиров и т. п.;

цикловой —управляющие команды задаются в числовом виде, геометрическая — посредством механических упоров или конечных выключателей;

аналоговый — управляющие команды в виде аналоговых сиг­налов;

числовой — управляющая информация задается в виде циф­ровых кодов, хранящихся на магнитных носителях или БИС.

Основными техническими характеристиками ПР являются: грузоподъемность; число степеней подвижности; число захва­тов; тип привода; тип системы управления; число программи­руемых координат; способ программирования перемещений; объем памяти микроЭВМ; погрешность позиционирования; гео­метрическая информация; габарит; величины и скорости пере­мещения узлов; формы и размеры рабочей зоны; вид системы координат основных перемещений.