машины.
Промышленные роботы все в большей степени применяются в тех областях, которые до сих пор были труднодоступными или вообще недоступными для этой техники, например: в процессах контроля и испытаний; работах по очистке окон и стен высоких зданий; при контроле и ремонте технических установок, которые выделяют опасное для человека излучение, жару, газы и т. д; при сварочных, геологических работах под водой на глубине до 300 м; в качестве робота-секретаря для рутинных письменных и счетных работ; в здравоохранении для поднятия носилок с больными и т. п.; в сельском хозяйстве, например, в качестве устройств, которые плугом прокладывают прямые борозды, или для сортировки табака, фруктов, овощей и т. д., для ощипывания птицы, стрижки овец, а также для других сельскохозяйственных и лесных работ.
Совместные научно-исследовательские работы стран — участниц СЭВ на двусторонней и многосторонней основе, их специализация и производство промышленных роботов между социалистическими странами будут постоянно расширяться. Будет укрепляться обмен лицензиями на промышленные роботы и их узлы. Таким образом, станет возможным экономящее время и затраты производство оправдавших себя типов роботов.
При далеко идущей унификации комплектуются, вновь разрабатываются системы сборки из унифицированных узлов для создания определенных типов промышленных роботов и периферийных устройств. Разрабатываются наиболее оптимальные с технико-экономической точки зрения варианты решения с помощью различных механических и технических управляемых узлов для каждого отдельного случая применения, а также конструкции наилучших предпосылок для выполнения промышленными роботами технологической задачи, для привязки их к конкретной производственной модели, отдельные, относительно независимые от робота узлы, такие, как монтажные головки или грейферы при одновременном вовлечении грейферных механизмов.
Двигательный аппарат промышленных роботов станет объектом пристального внимания научно- технических изысканий, будут найдены оптимальные конструктивные решения и будут снижены, например, потери, вызванные трением, определены оптимальные с точки зрения энергии фазы разбега и торможения. Будут вестись поиски, направленные на улучшение конструкции шарниров, и т. п. Возрастет коэффициент свободы и диапазон оптимальных с кинематической точки зрения траекторий движения и тем самым расширится диапазон доступности промышленного робота. Роботы в массе своей становятся подвижнее и быстрее, чему будет способствовать совершенствование их двигательных узлов. Роботы будущего будут отличаться большой грузоподъемностью, более высокой точностью выполняемых ими движений и позиционированием.
Для выполнения специальных задач предпочтение будет отдано логическим унифицированным узлам и электрическим приводам при одновременном сохранении определенных гидравлических и пневматических функциональных единиц. Типичными для промышленных роботов останутся микропроцессоры, микрокомпьютеры и другие микроэлектронные функциональные единицы.
В настоящее время применяются многочисленные сенсоры и сенсорные системы, среди них видеооптические, инфракрасные и лазерные сенсоры, причем использование экономических, а также надежных тактильных и визуальных сенсорных систем для распознавания заготовки и позиционирования, особенно в отношении связанных с этим задач по управлению и регулировке, в значительной мере облегчается за счет микропроцессорной техники. Таким же образом используются возможности, которые открывает волоконная оптика, от устройств передачи информации на основе светопроводной техники и от систем распознавания объекта к автоматической обработке изображения при высокой разрешающей способности, высокой скорости сбора и оценки данных.
Системы управления роботами при одновременном использовании сенсоров будут комплектоваться таким образом, чтобы они были более эффективными, располагали большей емкостью запоминающего устройства и давали возможность быстрого изменения программы для обработки более мелких партий изделий, экономичной адаптации к тем или иным производственным заданиям. Эффективные системы программирования и диалога «человек — промышленный робот», включая адаптивные системы управления промышленными роботами, находятся в состоянии разработки.
В интересах дальнейшего сокращения времени на обработку и повышение эффективности применяемых станков конструкция промышленных роботов должна позволять выполнение автоматических измерительных операций, автоматический контроль процессов обработки, станков и промышленных роботов и их быстрое переоснащение. Для этого необходим высокий уровень их обслуживания.
При разработке современных станков, промышленных роботов и их комбинаций все большее значение приобретают вопросы эргономики и экологии. Снижение уровня шума и повышение чистоты за счет герметического исполнения, повышение безопасности труда (прежде всего благодаря электронной системе защиты) приобретают все более важное значение. Улучшается соотношение масса — мощность и повышается производительность.
Для дальнейшего повышения производительности гибко автоматизированных промышленных процессов в производстве объединен ряд операций (скрепление, сварка, транспортировка и складирование), при этом усилия направлены на то, чтобы на одном роботе применять одновременно несколько инструментов.
Применение гибких монтажных систем растет. Здесь применяются, с одной стороны, очень гибкие, со свободнопрограммируемым управлением и, с другой стороны, простые системы, которые с точки зрения кинематики и управления по принципу унифицированных узлов могут быть адаптированы к тому или иному заданию. Для исключительно высокой точности при обработке мельчайших деталей (при сборке часов) изготавливаются миниатюрные роботы. Детали и узлы, предназначенные для монтажа, должны быть выполнены таким образом, чтобы робот мог ими манипулировать.
Комплексные технологические системные решения реализуются в ходе осуществления гибкой автоматизации и для не требующего обслуживания производства, а также производства, функционирующего в определенные отрезки времени без обслуживания, ведут к значительному сокращению времени прохода заготовок, к технологической дисциплине и непрерывности производства, к повышению производительности труда, загруженности основных фондов, к увеличению экономии энергии и материалов, улучшению качества продукции.
Для выбора технических задач и для технико-экономической оценки альтернативных роботосистем создаются промежуточно-вспомогательные решения. Для ускорения применения промышленных роботов будет укрепляться сотрудничество между различными отраслями науки и техники.
Математическое обеспечение потребует в будущем более высокой доли рабочего времени и затрат на применение, обслуживание и дальнейшее совершенствование. Техника подпрограмм будет расширяться, увеличится продолжительность программ при использовании промышленных роботов для специальных технологических процессов. Рациональная конструкция, изготовление и последующее использование математического обеспечения, облегчение программирования (среди прочего и решение проблем языков программирования) увеличивают экономическую выгоду в этой области. Алгоритмы, картотеки данных, центральные банки данных и т. п. должны использоваться для дальнейшей рационализации.
Необходимо создать пригодные для широкого применения периферийные устройства, например унифицированные программируемые загрузочные, разгрузочные и транспортные устройства, а также устройства для ориентирования, автоматизированной обработки в определенных местах, другие установки для автоматизации процессов измерения и контроля, накопления и хранения и частично для решения многостаночного обслуживания.
Итак, упомянутые тенденции указывают на широкие качественные изменения в промышленном производстве, в центре которого — промышленная робототехника и дальнейшая автоматизация промышленных процессов.
Исполнится ли мечта человека?
