Форма и содержание

Опубликовано admin Мар 11, 2013 в Роботетхника

Характер деятельности человека служит основой при проектировании конструкций роботов, и часто сходство робота с человеком ограничивается наличием «руки».

Конструкция робота определяется его назначением, средой, в которой он работает, необходимостью контакта с человеком. Роботы, используемые под водой, имеют обтекаемую форму, а роботы, предназначенные для работы в атомной промышленности, скорее похожи на танки, снабженные свинцовой защитой. При выполнении многих работ роботу необязательно иметь две руки: можно обходиться одной, когда основная задача — взять и подать. Иногда и трех может не хватить, особенно при ремонте бытовой техники или автомобиля. Например, для установки переднего колеса велосипеда в вилку руля нужно придерживать велосипед и закреплять на вилке одновременно две гайки ступицы переднего колеса. При затягивании гаек колесо необходимо вращать, обеспечивая его симметричное положение в вилке. Человек за счет возможностей рук и тела, их подвижности, иногда даже помогая себе ногами, сохраняет равновесие велосипеда и, затягивая гайки, проверяет биение колеса. Чтобы один робот мог выполнить подобные действия, т. е. заменить человека на этой операции, требуется наделить его тремя руками, не говоря уже о зрении и осязании, или построить операцию на иных принципах.

Трудно представить, чтобы в промышленности применялись человекообразные роботы и по цехам вместо робокаров — автоматических тележек с заготовками — двигались человекообразные монстры с подносами или ящиками, наполненными деталями. В этом случае придется решать проблему сохранения равновесия робота, целесообразности всей верхней половины его туловища.

Робот — это машина, предназначенная для воспроизведения физических и интеллектуальных функций человека и способная адаптироваться к реальным условиям окружающей среды и самообучаться. Такое широкое понимание робота значительно сужается при рассмотрении промышленных роботов (ПР). Для этих автоматов характерно наличие исполнительного устройства в виде механической руки-манипулятора, имеющего возможность осуществлять перемещения объектов в различных направлениях, переналаживаемого с помощью устройства программного управления. Управляющая программа робота может заменяться оператором либо автоматически. Промышленный робот может быть выполнен стационарным или подвижным, когда надо обслужить несколько единиц технологического оборудования.

Несмотря на одинаковую структуру, роботы различаются по назначению. Одни из них непосредственно выполняют основные операции технологического процесса: сварку, гибку, окраску, сборку и т. п. Другие предназначены для осуществления действия типа взять — перенести — положить. Они заняты обслуживанием основного технологического оборудования (станков, литейных машин и др.), автоматизацией вспомогательных процессов установки и снятия заготовок, деталей, инструментов и различных приспособлений, очисткой поверхностей деталей, используются на автоматизированных складах. Существуют и универсальные роботы, сочетающие в себе признаки роботов первых двух типов.

Относительно широкими технологическими возможностями обладают роботы типа «Циклон 5-02». Они с успехом применяются в условиях мелко- и среднесерийного производства для автоматизации операций штамповки, литья под давлением, механической обработки и для транспортирования заготовок и деталей. На ПР 1 «Циклон 5-02» имеет два манипулятора, состоящих из механизмов выдвижения, втягивания, подъема и поворота захватных устройств. Манипуляторы робота могут выдвигаться на 0,5 м, поворачиваться на 180° как вокруг вертикальной, так и вокруг продольной оси. Они могут переносить грузы массой до 5 кг на полную длину вылета за 1 с.

Благодаря своим возможностям и совершенству подвижность суставов человека служит образцом при конструировании роботов.

Но полное ее копирование слишком сложно и нецелесообразно. Важно обеспечить роботу необходимый минимум движений для выполнения поставленных задач и сохранения определенной универсальности. Например, локтевой сустав обеспечивает перемещение только в одном направлении; плечо и предплечье всегда находятся в одной плоскости и могут поворачиваться одно относительно другого только вокруг оси, перпендикулярной этой плоскости. Кисть относительно предплечья можно поворачивать в трех направлениях: суставы, осуществляющие эти повороты, можно представить в виде шаровых шарниров. С их помощью механическая рука сможет обеспечить нужную подвижность объекта манипулирования.