Устройство

Промышленные роботы. Виды и устройство. Работа и применение

Промышленные роботывсе чаще применяются на заводах и предприятиях. Их используют для осуществления функций управления, перемещения и движения в различных производственных процессах. Главная их особенность в том, что они не устают. Роботы могут работать круглосуточно без какого-либо участия человека, ведь для их функционирования нужна только заложенная программа, по которой они будут действовать. Они могут выполнять только определенные действия, но чаще всего их используют в автоматизированных производственных системах.

Благодаря использованию роботов удается создать полный цикл производства, который обеспечивает производительность и точность на весьма высоком уровне. Кроме того, практически полностью исключаются ошибки в производстве, которые так свойственны людям. Промышленная робототехника заявила о себе в 1961 году. Именно тогда был получен первый патент на робота. Однако первое серийное производство роботов началось в далеком в 1956 году. Основное развитие роботы для промышленности получили в 60-70-ых годах двадцатого века. Именно в этот период был создан прототип современного робота, который напоминал человеческую руку и имел шесть степеней свободы.

Виды

На текущий момент промышленные роботы условно можно поделить на три категории, в которых также можно выделить свои подвиды:

Автоматические устройства. В эту категорию входят программные, адаптивные и биотехнические роботы:

— Программные представляют самую простейшую разновидность роботов, которые управляются автоматически. Эта разновидность широко применяется вследствие их не дороговизны. Они находят широкое применение на предприятиях для совершения простых операций по запланированной технологии. В большей части случаев у таких устройств нет сенсоров. При этом все действия производятся по циклической программе, которая заранее закладывается в блок памяти.

— Адаптивные. В отличие от первой разновидности такие роботы имеют сенсоры, а также ряд сопутствующих программ. Благодаря сигналам, которые идут к управляющей системе от всевозможных датчиков, происходит анализ окружающей обстановки. В результате полученных данных, робот может принимать решение, как ему действовать дальше. К примеру, он может начать выполнять другую операцию, если невозможно выполнить первую.

— Обучаемые. Подобные роботы способны учиться, то есть они выполняют действия согласно предыдущему обучению. К примеру, люди создают порядок действий, которые закладываются в блок управления робота.

— Интеллектуальные. Данные роботы имеют зачатки искусственного интеллекта, то есть они при помощи сенсорных датчиков могут без помощи людей воспринимать окружающую обстановку. То есть они создают виртуальное пространство, в котором могут ориентироваться и принимать решения о последующих действиях. То есть они могут обучаться по мере поступления опыта.

Биотехнические устройства. В эту категорию входят командные, копирующие и полуавтоматические роботы.

— Командные. Это своего рода манипуляторы, которые дистанционно управляются оператором. Оператор подает команды на движение каждому его сочленению. Если говорить прямо, то это роботы только наполовину.
— Копирующие. Это манипуляторы, которые производят копирование действия, совершаемые оператором в заданный момент времени. К примеру, человек надевает перчатку и двигает пальцами, то и копирующий робот также будет двигать своими железными пальцами.
— Полуавтоматические. Для их управления оператору необходимо лишь задавать перемещение органа манипулятора. При этом система управления устройства сама согласует все необходимые движения и при необходимости выполнит их корректировку.

Интерактивные промышленные роботы. В эту категорию входят автоматизированные, супервизорные и диалоговые роботы.

— Автоматизированные. Это роботы, где чередуются режимы автоматического управленческого процесса с биотехническими.
— Супервизорные. Это роботы, которые выполняют работу автоматически по заданному циклу, однако перемещение от одного этапа к следующему осуществляется по командам оператора.
— Диалоговые. Это автоматические роботы различного действия, которые могут взаимодействовать с оператором, применяя язык определенного уровня. К примеру, с помощью команд голосом.

Устройство

Промышленные роботымогут иметь различное устройство, что во многом определяется задачами, которые стоят перед ними. Однако на данный момент наиболее распространенными видами подобных устройств являются роботизированные манипуляторы.

Стандартный манипулятор выполнен из семи сегментов, которые соединяются с помощью шести суставов. Каждый сегмент выполнен из металлического корпуса и проводов. В каждом сегменте присутствуют шаговые двигатели, которые заставляют суставы двигаться. Управление суставами и роботом в целом осуществляется с помощью компьютера, который заставляет вращаться конкретные шаговые двигатели. В некоторых манипуляторах вместо двигателей могут применяться пневматические или гидравлические элементы.

Главная особенность шаговых двигателей в том, что они могут обеспечивать очень точные движения. Если компьютер даст команду суставу передвинуться ровно на 15 мм, то двигатель сделает то, что от него попросят. При этом движение будет точным каждый раз при совершении одного и того же действия.

Чтобы контролировать, правильно ли робот выполняет необходимые действия, применяются датчики движения. Если происходит малейшее отклонение от заданной программы, то происходит корреляция движения. Если же наблюдается значительное отклонение и невозможность его исправления, то сигнал подается на главный компьютер. В результате робот может быть остановлен, чтобы его можно было отремонтировать.

Манипулятор также имеет устройства захвата, которые выполнены в виде человеческой руки с механическими пальцами. При необходимости захвата плоского предмета вместо механических пальцев может применяться пневматическая присоска. В случае необходимости захвата множества деталей может быть задействована конструкция в виде приспособления, специально разработанная для этого. К тому же вместо захватного устройства могут применяться и иные рабочие инструменты, к примеру, пульверизатор, отвертка и так далее.

Промышленные роботытакже могут перемещаться по колее, выполненной на полу в виде монорельсов. В случае необходимости движения по неровной поверхности, используются другие конструкции, к примеру, пневматические присоски и тому подобное. Для питания роботов может использоваться аккумулятор, но чаще всего применяется промышленная электрическая сеть. Для управления используется компьютер, который командует роботом через провода или беспроводную связь. Также в самих роботах может быть установлен блок памяти, куда записывается необходимая программа.

12 3 Следующая ⇒