Промышленные роботы

Применение промышленных роботов (ПР) в комплексной автоматизации технологических процессов позволяет:

• освободить рабочих от многих видов, тяжелого, ручного труда, от многих опасных, вредных, монотонных и малоквалифицированных операций;
• в большой степени повысить производительность труда путем значительного сокращения времени вспомогательных операций;
• повысить коэффициент использования технологического оборудования и более эффективно вести управление самим технологическим процессом;
• сократить сроки освоения новых видов продукции;
• создать комплексно-автоматизированные участки, цеха или гибкие производственные системы на базе типовых роботизированных технологических комплексов (РТК);
• разработать новые технологические процессы, реализуемые без участия в них человека (безлюдная технология); повысить общую культуру труда.

Однако такими простыми средствами, как манипуляторы с жестким программным управлением, невозможно автоматизировать многие виды простых ручных работ, где требуется адаптация к изменяющимся условиям. Человек, выполняя даже неквалифицированную работу, воспринимает и анализирует вторичную информацию (действует по принципу рецепторного анализа — воспринимает всеми чувствительными органами обстановку). На основании этого человек принимает новые или дополнительные решения, осуществляет контроль своих действий, а также на основании анализа взаимодействует с другими людьми. Поэтому появилась необходимость создания промышленных роботов, которые могут управлять на основании не только первичных сведений (сведения в УП), но и вторичных сведений» менять или корректировать инструкцию управления и параметры управления, т. е. появилась необходимость создания таких ПР, в которых СЧПУ обладала бы способностью адаптации или свойствами искусственного «интеллекта».

При адаптивном управлении ПР и другими объектами, которые работают в комплексах, одной из серьезнейших задач является создание измерительной системы, которая заменила бы сенсорную группу человеческих органов («слышу», «вижу», «осязаю»), а также смогла обработать и проанализировать сведения, полученные от датчиков измерительной системы.

В адаптивном управлении ПР такая сложная задача решается благодаря применению развитых средств измерительной и вычислительной техники, а также применения микропроцессорной техники. Адаптивная СЧПУ создается на базе сложной измерительной системы, которая включает группу сенсорных датчиков для измерения всевозможных величин, характеризующих реальную обстановку, и группу тензорных датчиков, характеризующих реальную обстановку по силовым характеристикам. Измерительная система должна действовать по принципу поэлементного опроса (сканирование) или поэтапного прохождения элементов (ощупывание) с помощью тактильных измерительных элементов и привода, осуществляющего их движение.

В адаптивных СЧПУ применяются измерительные системы на базе технического зрения (телевизионные трубки типа диссектор, фотодиодные, фототранзисторные матрицы с зарядовой связью и др.), измерительные системы с использованием индуктивных датчиков, тензометрических, фотоэлектрических, оптоэлектронных и т. д. Кроме того, адаптивная система управления имеет развитое математическое, логическое и программное обеспечение для анализа полущенной информации (сопоставление фактов с программными образами), обработки арифметически полученных данных и т. д. Поэтому современные ПР с более развитой системой адаптивного управления получили название ПР с искусственным интеллектом.

Промышленные роботы с адаптивным управлением в зависимости от степени развития системы адаптивного управления способны функционировать в не полностью определенной или частично меняющейся обстановке, где основной инструкцией действия является УП: ПР с искусственным интеллектом с помощью искусственного зрения, группы тензорных датчиков и ряда других рецепторов могут полностью воспринимать обстановку (пространственно и во времени), строить математическую или геометрическую модель среды и на основании созданной модели обстановки принимать решения, вырабатывать инструкции дальнейшего поведения (действия).

Применение в ПР той или иной системы адаптивного управления обусловлено целью управления, экономической целесообразностью и целесообразностью улучшения условий труда. Экономически целесообразно применение ПР с адаптивным управлением при следующих операциях: микросварке, сборочных операциях, окраске и нанесении покрытий, контроле готовых изделий и оборудования, выборке изделий из «навала», укладке с ориентацией и к определенном порядке, тонком шлифовании и т. д. Применение ПР с адаптивным управлением с точки зрения улучшения условий труда целесообразно при работах с опасными зонами, работах в активных средах и т. д.