Роботы сегодня и завтра

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.