Промышленные роботы

По назначению ПР можно условно разделить на производственные и транспортные (рис. 1).

Производственные роботы осуществляют основные операции технологических процессов различных производств (литейного, сварочного, механообрабатывающего, кузнечного, окрасочного). Они оснащены определенным инструментом. Транспортные ро­боты предназначены для межоперационной передачи заготовок, деталей и узлов. Они автоматически загружают и разгружают оборудование, передают и складируют готовые детали, обслужи­вают технологическое и транспортное оборудование.

Каждый из этих типов роботов может быть специализированным или универсальным. Специализированные роботы предназначены для выполнения как технологических, так и транспортных операций определенных видов производств; универсальные — для выпол­нения основных, вспомогательных, контрольных, транспортных и других работ в различных видах производств.

По типу силового привода различают электромеханические, пневматические, гидравлические и комбинированные роботы.

В соответствии с характером отработки программы различают жесткопрограммируемые, адаптивные и интеллектуальные ро­боты.

Жесткопрограммируемые роботы являются роботами первого поколения и представляют собой манипуляторы с программным устройством управления. Такой робот выполняет совокупность жестко запрограммированных операций. Программное устройство робота может перестраиваться на выполнение другого комплекса операций

Адаптивные роботы — роботы второго поколения. Они снаб­жены сенсорной системой, позволяющей функционировать в не­полностью определенной и часто меняющейся обстановке с адап­тацией к ней, в поисковых режимах с автоматическим наведением. Исполнительные «руки» таких роботов снабжаются различными первичными преобразователями, выдающими информацию о со­стоянии рук и предметов, с которыми он должен манипулировать.

Интеллектуальные роботы являются роботами третьего поко­ления. С помощью искусственного зрения и ряда других уст­ройств они могут воспринимать и распознавать обстановку, строить модель среды, автоматически принимать решение о дальнейших действиях и выполнять его, изменять свое поведение и самообу­чаться по мере накопления собственного опыта.

Подавляющее большинство используемых в производстве ро­ботов относятся к роботам первого поколения. Для обеспечения функционирования таких роботов необходимо создать специаль­ную оснастку и вспомогательное оборудование, стоимость которых достигает 40 % стоимости самого робота. Поэтому альтернативой внедрения роботов с жесткой системой управления является ис­пользование адаптивных роботов.

Классификация промышленных роботов возможна и по другим признакам (см. рис. 1).

Рис. 1. Классификация промышленных роботов

.

2. Структура промышленных роботов

Независимо от класса, типа и назначения каждый ПР состоит из двух основных систем: механической системы и системы уп­равления.

Механическая система обеспечивает функции движения и реа­лизует технологическое назначение ПР. В ее состав входят сле­дующие основные узлы: несущие конструкции, приводы, переда­точные механизмы, исполнительные механизмы и захватные устройства.

Несущая конструкция — это станина (каркас), на которой монтируются все остальные узлы.

Приводы могут быть электрическими, пневматическими, гидра­влическими и комбинированными.

Исполнительный механизм представляет собой совокупность подвижно соединенных звеньев, предназначенных для воздейст­вия на объект манипулирования или обрабатываемую среду. Исполнительный механизм, осуществляющий транспортирующие и ориентирующие движения, называют рукой ПР.

Большинство современных промышленных роботов имеет один исполнительный механизм, но есть роботы, которые снабжены двумя, тремя, или более механизмами. По конструкции они могут быть стационарными, выдвижными, телескопическими, шарнир­ными и др.

Возможность наклона руки робота способствует повышению его мобильности и позволяет манипулировать с грузом, находя­щимся на уровне пола.

ПР с цельным или телескопическим рычажным устройством мо­жет выполнять необходимые движения и сравнительно универ­сален.

Маневренность рычажного устройства определяется числом степеней подвижности.

Захватное устройство—это узел механической системы, обеспечивающий захватывание и удержание объекта манипули­рования в определенном положении. Так как объекты манипули­рования могут иметь различные размеры и форму, то захватные устройства относятся к числу сменных элементов ПР.

Большая часть ПР снабжается исполнительными устройст­вами, обладающими тремя—пятью степенями подвижности, зах­ватное устройство обычно обладает еще двумя степенями подвиж­ности и станина может перемещаться на одну-две степени.

Системы координат, по которым перемещаются органы ро­бота, наряду с числом степеней подвижности, оказывают сущест­венное влияние на зону обслуживаемого пространства. Если за единицу принять движение в системе прямоугольных координат (при одной степени подвижности), то зона обслуживания возра­стает: при перемещении в цилиндрических координатах в 9,6 раза; полярных — в 29,7 раза; сферических — в 87,2 раза.

Система программного управления предназначена для програм­мирования, сохранения управляющей программы, ее воспроизве­дения и обработки. В состав системы программного управления входят устройства ввода и вывода управляющей программы, ее запоминания и хранения. Управляющая программа — это по­следовательность простых инструкций, выполненных на некотором формальном языке. Она может быть зафиксирована как с помощью механических упоров и копиров, различных коммутаторов (на­пример, штекерных панелей), так и с помощью быстросменных носителей (перфолент, магнитных лент, дисков и т. д.).

В качестве устройства ввода управляющей программы с бы­стросменных носителей применяют контактные и бесконтактные считывающие устройства (с перфолент), а также различные маг­нитные накопители.