Роботы в промышленности. промышленные роботы

Реферат

Эволюция современного общества и производства обусловила возникновение и развитие нового класса машин — роботов — и соответствующего научного направления — робототехники. Робототехника интенсивно развивающаяся научно-техническая дисциплина , изучающая не только теорию, методы расчета и конструирования роботов, их систем и элементов, но и проблемы комплексной автоматизации производства и научных исследований с применением роботов. Следует заметить, что термин «робототехника» используется и в другом контексте, означая совокупность техники (машин, оборудования, агрегатов и др.), оснащенной робототехническими устройствами либо функционирующей совместно с роботами в едином технологическом процессе. Во все времена научная и производственная деятельность человека определялась, с одной стороны, потребностью развития и усовершенствования общественного производства как базы для достижения экономического могущества, с другой — необходимостью исследования и освоения новых нетрадиционных пространств и сфер деятельности. Одним из решающих факторов ускоренного движения в экономике становится интенсификация промышленного производства, основой которого на современном этапе научно-технического и социального развития общества являются комплексная механизация и автоматизация. В этом направлении за последние годы в стране проделана немалая работа: созданы автоматизированные системы управления производством (АСУП), автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), оснащенные ЭВМ, металлорежущие станки с программным управлением, обрабатывающие центры, специализированные автоматы и автоматические системы, роторные и роторно-конвейерные линии и др.

Промышленные роботы

Промышленный робот — автономное устройство, состоящее из механического манипулятора и перепрограммируемой системы управления, которое применяется для перемещения объектов в пространстве и для выполнения различных производственных процессов. Промышленные роботы являются важными компонентами автоматизированных гибких производственных систем (ГПС), которые позволяют увеличить производительность труда. Появление станков с числовым программным управлением (ЧПУ) привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков. Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза , сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.

6 стр., 2697 слов

Системы программного управления промышленных роботов

... широко внедряются в производство при выполнении простейших операций сборки, установки, снятия, транспортирования и упаковки изделий. Однако благодаря простоте изменения программы, заложенной в память системы управления робота, возможно переобучение ...

Несмотря на их высокую стоимость, численность промышленных роботов в странах с развитым производством быстро растёт. Основная причина массовой роботизации такова: «Роботы выполняют сложные производственные операции по 24 ч в сутки. Выпускаемая продукция при этом имеет высокое качество. Они… не болеют, не нуждаются в обеденном перерыве и отдыхе, не бастуют, не требуют повышения заработной платы и пенсии. Роботы не подвержены влиянию температуры окружающей среды либо воздействию газов или выбросов агрессивных веществ, опасных для жизни человека». В составе робота есть механическая часть и система управления этой механической частью, которая в свою очередь получает сигналы от сенсорной части. Механическая часть робота делится на манипуляционную систему и систему передвижения. Манипулятор — это механизм для управления пространственным положением орудий и объектов труда. Манипуляторы включают в себя подвижные звенья двух типов:

Сочетание и взаимное расположение звеньев определяет степень подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота. Для обеспечения движения в звеньях могут использоваться электрические, гидравлический или пневматический привод. Частью манипуляторов (хотя и необязательной) являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства аналогичны руке человека — захват осуществляется с помощью механических «пальцев». Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской. Для захвата же множества однотипных деталей (что обычно и происходит при применении роботов в промышленности) применяют специализированные конструкции. Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом. Это может быть пульверизатор, сварочные клещи, отвёртка и т. д. Внутри помещений, на промышленных объектах используются передвижения вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д. Для перемещения по наклонным, вертикальным плоскостям используются системы аналогичные «шагающим» конструкциям, но с пневматическими присосками. Управление бывает нескольких типов:

•Программное управление

Cамый простой тип системы управления , используется для управления манипуляторами на промышленных объектах. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, все действия жёстко фиксированы и регулярно повторяются. Для программирования таких роботов могут применяться среды программирования типа VxWorks/Eclipse или языки программирования например Forth, Оберон, Компонентный Паскаль, Си. В качестве аппаратного обеспечения обычно используются промышленные компьютеры в мобильном исполнении PC/104 реже MicroPC. Может происходить с помощью ПК или программируемого логического контроллера.

•Адаптивное управление

Роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые датчиками, анализируются и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях, переходе к следующей стадии действий и т. д.

•Основанное на методах искусственного интеллекта.

•Управление человеком (например, дистанционное управление).

Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом. Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов. Подчинённое управление cлужит для построения системы управления приводом. Если необходимо построить систему управления приводом по положению (например, по углу поворота звена манипулятора), то cистема управления замыкается обратной связью по положению, а внутри системы управления по положению функционирует система управления по скорости со своей обратной связью по скорости, внутри которой существует контур управления по току со своей обратной связью. Современный робот оснащён не только обратными связями по положению, скорости и ускорениям звеньев. При захвате деталей робот должен знать , удачно ли он захватил деталь. Если деталь хрупкая или её поверхность имеет высокую степень чистоты, строятся сложные системы с обратной связью по усилию, позволяющие роботу схватывать деталь, не повреждая её поверхность и не разрушая её. Управление роботом может осуществляться как человеком-оператором, так и системой управления промышленным предприятием (ERP-системой), согласующими действия робота с готовностью заготовок и станков с числовым программным управлением к выполнению технологических операций. Среди самых распространённых действий, совершаемых промышленными роботами можно назвать следующие:

5 стр., 2062 слов

Робота зі скаргами незадоволених клієнтів

... Promus. 22 5. Система обслуговування клієнтів в Microsoft 23 6. Організація роботи Service Desk. ... звернутися після того зі своїми скаргою. 18 2.6. Використовуйте скарги як цінний джерело інформації.. 20 3. Особливості обслуговування в Internet 21 4. Система роботи зі скаргами у мережі готелів ...

  • перемещение деталей и заготовок от станка к станку или от станка к системам сменных паллет
  • сварка швов и точечная сварка
  • покраска
  • выполнение операций резанья с движением инструмента по сложной траектории

Достоинства использования:

  • достаточно быстрая окупаемость
  • исключение влияния человеческого фактора на конвейерных производствах, а также при проведении монотонных работ, требующих высокой точности
  • повышение точности выполнения технологических операций и, как следствие, улучшение качества
  • возможность использования технологического

оборудования в три смены, 365 дней в году

  • рациональность использования производственных помещений
  • исключение воздействия вредных факторов на персонал на производствах с повышенной опасностью

Ситуация с современной робототехникой в промышленности такова, что все больше и больше крупных производителей переоснащают свои производственные мощности на автоматизированный тип производства. Промышленные роботы уже становятся массовыми, внедряются во все большие разновидности работ, которые ранее выполнял человек. Существует множество спорных вопросов замещения человеческой работы роботами, так как при массовом распространении роботы заберут у людей часть рабочих мест, создав рост безработицы. Но, тем не менее, внедрение промышленных роботов уже является неоспоримым преимуществом производителей в гонке за эффективностью, качеством, скоростью и точностью, поэтому этот процесс — скорее дело времени.

История развития промышленных роботов

1954 год — первый программируемый робот был создан изобретателем Джорджем Деволом. Автор вводит термин промышленная автоматизация.

7 стр., 3284 слов

Робота з таблицями у Word

... на границях таблиці, то за допомогою клавіш можна вийти з таблиці Якщо натиснenb клавішу < Таb >, коли ... комірках або утримуючи натиснуту клавішу <Shift >, натиснути одну з клавіш управління курсором. Крім того, можна використовувати швидкі клавіші, ... видалення комірок Для того щоб видалити рядки, стовпці чи комірки з таблиці, спочатку варто виділити комірки, а потім виконати команду ...

1956 год — Девол и инженер Джозеф Энгельбергер основывают первую компанию, занимающуюся разработкой промышленных роботов. Компания получила название Unimation.

1960 год — компанию Unimation приобретает корпорация Condec, начинается бурное развитие Unimate. Американский Machine и Литейный цех, Позже известный как AMF Corporation, рынки робота под названием Versatran , разработанная Гарри Джонсон и Велько Миленкович . AMF Corporation создает робота под названием Versatran, разработаного Гарри Джонсоном и Велько Миленковичем.

1962 год — на заводе Дженерал Моторс появился первый промышленный робот , он был разработан Деволом и Энгельбергером. Промышленный робот был предназначен для точечной сварки.

1969 год — компания Nachi начинает производство роботов.

1972 год — немецкий производитель роботов компания KUKA выпускает первого шести осевого электромеханического робота. Он получил название Famulus.

1974 год — разработан промышленный робот для сборки изделий малых размеров. Робот был оснащен датчиками обратной связи и датчиками давления. Новый манипулятор находился под управлением мини-ЭВМ.

1974 год — компания Fanuc начала производство промышленных роботов.

1977 год — Был создан промышленный робот Motoman L10 . Это был 5 осевой робот, с максимальной нагрузка 10 кг и весом 470 кг. Motoman L10 был первый робот, который компания Yaskawa представила на рынке.

1977 год — ASEA , Европейский производитель промышленных роботов (ныне АББ Робототехника), выпускает на рынок две модели роботов управляемых электроприводом. Оба робота используют микроЭВМ для программирования и эксплуатации.

1978 год — Vicarm , Unimation при поддержке со стороны General Motors создает робота под названием PUMA . Многие исследовательские лаборатории все еще используют эту модель робота.

1980 год — производство промышленных роботов начинает стремительно развиваться, на рынке каждый месяц появляются новые модели роботов и новые производители.

Классификация промышленных роботов

Классификация промышленных роботов:

1. По виду производства промышленных роботов делят на специальные, специализированные и универсальные.

  • Специальные выполняют определенную технологическую операцию или вспомогательную модель оборудования;
  • Специализированные выполняют операции одного вида, например сварку, сборку и обслуживают определенную группу моделей оборудования;
  • Универсальные являются наиболее усовершенствованными представителями промышленных роботов, служат для выполнения разных операций и функционируют с оборудованием различного назначения (разнородных операций ).

2. По грузоподъемности различают сверхлегкие (грузоподъемность не более 1 кг.), легкие (грузоподъемность от 1 до 10 кг.), средние (грузоподъемность от 10 до 200 кг.), тяжелые (грузоподъемность от 200 до 1000 кг.) и сверхтяжелые (где грузоподъемность свыше 1000 кг.).

3. По возможности передвижения промышленных роботов подразделяют на стационарные и подвесные.

  • Стационарные имеют ориентирующие и транспортирующие движения;
  • Транспортирующие дополнительно к этим двум движениям (ориентирующие и транспортирующие) и координатные перемещения.

4. По числу степеней подвижности выпускают роботы с количеством осей до 6 (шести).

15 стр., 7351 слов

Проектирование роботов и робототехнических систем

... модели промышленного робота. При этом технологические характеристики ПР должны обеспечить максимальное использование по времени и грузоподъемности, ... деталей методом механической обработки, штамповки или литья. Курсовой проект преследует цель закрепить теоретические знания по ... операции. В процессе выполнения этого этапа работы анализируются точность обработки и шероховатость поверхностей, ...

5. По способу установки П промышленных роботов делят на встроенные (хотя встроенные промышленные роботы и считаются компактными в плане габаритов, но при этом они обслуживают только один станок), подвесные и напольные (возможность обслуживания до 2-х и более станков, но при этом они имеют более сложные задачи, например обеспечить смену инструмента).

6. По виду управления ПР различают:

  • Роботы с погромным управлением (цикловым, числовым, позиционным и контурным);

— Роботы с адаптивным управлением (промышленные роботы с адаптивным управлением имеют измерительные устройства и устройства для восприятия внешней среды, управляющая программа или УП в этом случае не должна содержать всю необходимую информацию).

7. По способу программирования различают промышленных роботов программируемые обучением ( по методу обучения оператор , управляя промышленным роботом приводит его из одного конечного положения в другое через серию точек, которые фиксируются в запоминающем устройстве промышленного робота и при обработке следующих деталей захватное устройство будет двигаться по этим точкам) и аналитические (путем расчета программ).

Функциональность промышленного робота определяется его способностью совершать разные по характеру движения: перестановочные (транспортные) перемещения между рабочими позициями, находящимися на расстоянии, большем, чем размеры рабочей зоны манипулятора; установочные перемещения в пределах рабочей зоны, определяемой конструкцией и размерами манипулятора; ориентирующие перемещения схвата, определяемые конструкцией и размерами кисти — конечного звена манипулятора. Промышленные роботы могут быть стационарными, не имеющими перестановочных перемещений, и передвижными, обеспечивающими все названные виды движений.

Заключение

Революционные преобразования массового производства диктуются высокими темпами научно-технического прогресса, быстрой сменяемостью объектов производства. Поэтому высокоавтоматизированному «безлюдному» массовому производству требуется «гибкость», т. е. возможность периодической мобильной перестройки на крупномасштабный выпуск иной продукции. Появление и развитие промышленных роботов, безусловно, явились одним из крупнейших достижений науки и техники последних лет. Они позволили расширить фронт работ по автоматизации технологических и вспомогательных процессов , открыли широкие перспективы создания автоматических систем машин для гибкого, переналаживаемого производства.

Список использованных источников

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/robotyi-v-knigah-i-na-proizvodstve-shodstva-i-razlichiya/