Промышленные роботы

Первоначально слово «робот» использовалось для описания фабричных машин, и неудивительно, что большинство из них таковыми и являются.

В отличие от человека, роботы не нуждаются в отдыхе, обладают безграничной энергией, не имеют чувств. Это делает их идеальными кандидатами на выполнение сложных и опасных заданий. Распространение промышленных роботов началось во второй половине ХХ века.

Манипуляторы

В 1954 году в США был разработан способ управления манипулятором с помощью сменных перфокарт: выполняя задания, робот осуществлял погрузку и разгрузку предметов. Эта обязанность еще долгие годы оставалась основной для манипуляторов на производстве: компании считали, что машина справится с физической работой лучше человека. Создать первые роботизированные производства удалось благодаря американским роботам «Юнимейт» и «Версатран». «Юнимейт» начал работу весной 1961 года на одном из заводов «Дженерал Моторс»: робот захватывал раскаленные отливки дверных ручек и других деталей автомобиля, опускал их в бассейн с охлаждающей жидкостью и устанавливал на конвейер, после чего они поступали для обрезки и полировки. Установка манипулятора позволила компании отказаться от трех бригад рабочих: машина делала работу быстрее и с меньшим количеством брака. «Версатран» отвечал за выгрузку раскаленных кирпичей из обжиговой печи: он перемещал 1,2 тысячи единиц в час, что человеку выполнить не под силу.

Промышленный робот-сварщик. Подобные устройства выполняют работу гораздо качественнее человека: сварные швы получаются более прочные и аккуратные. Кроме того, процесс занимает меньше времени. Потому такие машины могут не только выступать ассистентом человека, но и вовсе заменить его

Промышленные роботы в автомобильном производстве. В процессе сборки автомобиля люди практически не участвуют: все этапы, начиная с варки кузова и заканчивая покраской деталей, выполняют роботы. Конвейерное производство, применяемое в отрасли, позволяет выпускать гораздо больше единиц техники по сравнению с ручным трудом

Роботизация производства в мире

Развитие роботизированных производств активнее всего шло в Японии, где раньше всех начали применять современные технологии. В СССР первый промышленный робот был собран в 1971 году, а уже к 1980 году использовалась целая серия устройств различного предназначения. Важным шагом в развитии промышленной робототехники стало применение микропроцессорных систем. Управляемые компьютером машины дешевле и точнее в работе. Поэтому промышленных роботов стали использовать в новых сферах: сварке и окраске деталей, резке листов, лазерных работах, литье под давлением и др.

PUMA. Промышленный робот-манипулятор, разработчиком которого является Unimation (первая фирма — производитель промышленных роботов), был востребован в 1980-1990-х годах. Роботизированная рука обладает восемью степенями свободы, что позволяет выполнять большинство поставленных задач. Было выпущено около 1,5 тысяч экземпляров, которые приобрели крупные заказчики, в том числе НАСА

Помощники на складах

На складах американской компании Amazon работает несколько десятков тысяч роботов. Тут внедрена складская робототехническая система, которая позволила отказаться от привычных конвейеров и грузчиков: груз располагается на специальных модулях и перемещается движущимися роботами. При вводе заказа в базу данных системы программа находит ближайшего транспортного робота и направляет его к модулю хранения с помощью штрих-кодов, нанесенных на полу склада. Столкновения роботов исключены благодаря специальным датчикам. Достигнув модуля хранения, робот подводит под него захваты и поднимает в транспортное положение. Затем груз доставляется в заранее назначенное место для дальнейшей ручной обработки. Роботы перемещаются со скоростью до 1,3 метра в секунду, а их грузоподъемность может превышать 1,5 тонны.

Преимущества роботизированного производства

Роботизированное производство, как правило, является дорогостоящим. Однако большие затраты на внедрение промышленных роботов обычно окупают себя за счет ряда преимуществ.

1. Более высокие производительность труда и качество выпускаемой продукции.
2. Возможность работать круглогодично без привлечения дополнительной рабочей силы и даже в опасных условиях.
3. Сокращение фонда заработной платы.
4. Отсутствие влияния человеческого фактора.

Сфера применения

Чаще всего промышленные роботы встречаются на предприятиях авто мобильной промышленности: тут они отвечают едва ли не за полный комплекс производства. Благодаря высокой точности работы они также востребованы при выпуске электроники, где осуществляют пайку плат. Немало их используется в металлургической и машиностроительной отраслях: спектр выполняемых задач — от литья металлов до скоростной резки листов.

Современный промышленный робот-манипулятор

Управление роботами

В настоящее время существует не менее 10 различных вариантов управления движением промышленных роботов. Самые простые — программные роботы, которые действуют по заранее заданному алгоритму. Одни из самых сложных — роботы с элементами искусственного интеллекта, которые могут сами принимать решения в зависимости от обстановки.