Робот — механическая система с манипуляционными устройствами, системой управления, комплексом чувствительных элементов и средствами передвижения в пространстве.
В роботах реализуется идея функционального моделирования производственных рабочих, занятых на различных технологических операциях производственного процесса.
Под промышленным роботом понимается перепрограммируемый манипулятор, способный автоматически выполнять комплекс действий, предусмотренных программой.
В общем случае промышленный робот включает в себя следующие основные элементы: манипуляционные устройства, систему управления, чувствительные элементы и средства передвижения.
Манипуляционные устройства робота — исполнительные органы, имитирующие действие человеческих рук в натуральном масштабе, с любым увеличением или уменьшением, а также усилием по мощности.
Система управления (с ЭВМ или без нее) может иметь несколько уровней, аналогично различным ступеням нервной системы и мозга человека.
Чувствительные элементы робота дают необходимые сигналы в систему управления о приближении руки к предметам, о прикосновении и т. д. Эти элементы позволяют роботу ориентироваться нужным образом для достижения определенных целей в среде, где он функционирует.
Средства передвижения робота могут быть любыми в зависимости от его назначения: шагающие механизмы; устройства на колесах; устройства на гусеницах; комбинация всех трех способов.
Робот — многоцелевая машина и отличается от обычного автомата гибкостью и универсальностью выполнения различных операций.
По методу управления роботы делятся на три группы: с ручным, автоматическим и комбинированным управлением.
Термин «промышленный робот» обычно относится к манипуляторам с автоматическим или комбинированным управлением.
Применение промышленных роботов характеризуется тем, что:
не требуется длительных сроков внедрения;
не требуется больших затрат при переводе промышленного робота от одной работы к другой;
обеспечивается низкая стоимость отладки робота.
Существующие роботы можно подразделить на три класса:
человекоподобные;
информационные (спутники Земли и др.);
промышленные роботы.
По своим возможностям промышленные роботы относятся к следующим трем поколениям.
Первое поколение представляет собой манипулятор с программным устройством управления.
Второе поколение — роботы с очувствлением. Исполнительные руки робота снабжаются различными датчиками, выдающими информацию о состоянии рук и предметов, с которыми он должен манипулировать, а также об основных свойствах среды, где происходит процесс. Такими датчиками могут быть контактные датчики, сигнализирующие о прикосновении руки робота к предметам; локационные, определяющие скорость движения и расстояние до предметов; телевизионные и оптические, образующие искусственное зрение, а также датчики, различающие цвет, теплоту, звук и т.д.
Третье поколение — роботы с искусственным интеллектом.
Конструкции промышленных роботов классифицируют по следующим признакам:
назначение — универсальные и специальные;
характер движения руки — совершающие движение по цилиндрической и сферической поверхностям;
тип приводов движения — гидравлические, пневматические, электрические и смешанные;
тип передвижения робота — неподвижные (напольные и подвесные), напольные подвижные, подвесные подвижные;
размещение пульта управления — отдельный пульт и пульт на роботе;
конструкция пульта управления — программа задается на перфоленте, магнитной ленте или барабане, программа задается панелью со штекерным набором, управление от ЭВМ;
технические возможности;
масса поднимаемых деталей и величина раскрытия захватов;
величина подъема и выдвижения захвата.
По производственно-технологическому признаку промышленные роботы могут быть подразделены на две группы:
производственные (не более 20 % общемирового парка);
подъемно-транспортные.
К первой группе относятся промышленные роботы, непосредственно участвующие в технологическом процессе в качестве производящих или обрабатывающих машин: сварочные, покрасочные.
Подъемно-транспортные роботы предназначены для автоматизации загрузки-выгрузки деталей и смены инструмента на металлорежущих станках с автоматическим циклом обработки детали. Пример такого промышленного робота с ЧПУ показан на рис. 13.6. Робот состоит из массивного основания /, привода 2 горизонтального перемещения, привода 3 вертикального перемещения, привода 4 угловых перемещений и захвата 5. Робот работает в трех режимах: обучение, повторение, редактирование, может обслуживать один или два станка, образуя с ними систему станок- промышленный робот.
Наиболее эффективно применение промышленных роботов в условиях многономенклатурного производства, требующего частой смены выпускаемых изделий и соответствующих изменений технологического процесса и переналадки оборудования. В этих условиях в наибольшей степени используются универсальные свойства роботов.
