Основные понятия и определения

Появление промышленных роботов требует уточнения определений некоторых широко известных понятий, касающихся средств механизации и автоматизации производственных операций.

Общим признаком всех видов роботов является наличие манипулятора, а различия заключаются в способах управления им.

Манипулятор (от лат. тапиз — «рука») —это техническое устройство, предназначенное для воспроизведения функций руки человека в сфере его трудовой деятельности.

• 1. Механическая рука (автооператор) — автоматически действующее устройство для выполнения вспомогательных и транспортных производственных операций. Признаки механической руки — одна или несколько простых операций, жесткая программа, сложность и длительность переналадки, отсутствие человека в контуре управления. В основе управления механической руки лежит цикловая автоматика — применение упоров, концевых выключателей, релейных схем. Переналадка с одной операции на другую требует регулировки или замены кинематических звеньев (изменение длины рычагов, замены кулачков, перестановки упоров). Применяется механическая рука для установки и съема обрабатываемых деталей, упаковки и т. д.
• 2. Манипулятор (телеоператор) — устройство с дистанцион

но управляемым органом для выполнения вспомогательных и основных операций. Признаки манипулятора--отсутствие

программы, простой переход от одной операции к другой, обязательное присутствие человека в контуре управления, отсутствие переналадок. При управлении телеоператорами используются огромные информационные и адаптивные способности человеческого мозга. Примеры: «Луноход-1» и «Луноход-2», устройства для работы с радиоактивными веществами, засыпки шихты в плавильные печи и т. д.

3. Промышленный робот — универсальное, автономное и автоматизированное устройство для воспроизведения двигательных функций, а также и некоторых функций, аналогичных умственным функциям человека, при выполнении производственных операций. Признаки промышленного робота — наличие большого числа степеней свободы (подвижности). Развитая память в системе управления, большое число датчиков, воспринимающих не только параметры движения исполнительных органов, но и зрительные, осязательные или слуховые образы внешней среды, способность к самообучению, самоорганизации и адаптации (приспособляемость к внешним условиям).

Простейший промышленный робот состоит из манипулятора и системы программного управления, являясь, таким образом, автоматическим манипулятором с программным управлением. Другими словами, промышленный робот имеет:

• 1) исполнительные устройства — манипуляторы (руки) с приводами, захватами и органы перемещения в пространстве;
• 2) систему управления (программного управления, ЭВМ);
• 3) датчики состояния внешней среды, положения.

В зависимости от степени совершенства (информационных возможностей) промышленные роботы подразделяются на три поколения.

Первое поколение промышленных роботов не обладает «органами чувств» для сбора информации, имеет память и может легко обучаться. Работает по жесткой программе и легко переналаживается. Память на твердых элементах (интегральные схемы, магнитные ленты, диски, барабаны).

Роботы запоминают данную программу и способны в автоматическом цикле выполнять ее любое число раз. Однако многие производственные процессы (сборочные, монтажные) из-за сложности не могут быть полностью запрограммированы. Для таких процессов требуются роботы с возможностью самообучения и адаптации к внешним условиям.

В роботы второго поколения частично закладываются са-моорганизующие системы управления, обучения и адаптации с использованием ЭВМ. Информация о внешней среде собирается в процессе движения руки человека или робота. Управляющей ЭВМ задается только конечная цель процесса.

Программа управления носит общий характер и содержит лишь алгоритм поиска объекта. Схват руки «очувствлен» за счет датчиков касания. Перед захватом может быть фотодатчик, подающий сигнал еще до соприкосновения схвата с деталью или препятствием.

Роботы третьего поколения способны распознать предметы в пространстве, выработать планы решения поставленных задач и контролировать их выполнение с использованием совокупности анализаторов (зрительных, слуховых).

Авторы: Трифонова Галина, Трифонова Ольга, Сова Александр, Буренин Владислав, Домогаров Андрей