Устройство роботов, история развития и классификация

Оглавление 

1.    Введение ………………………………………………..1  

2.    Что такое робот ………………………………………...9  

3.    Робототехника не роботы ……………………………..10  

4.    Истоки робототехники ………………………………...10  

5.    Рука робота ……………………………………………..14  

6.    Классификаця роботов …………………………………15  

7.    Что могут делать современные роботы ……………….17   

8.   Список использумой литературы ………………………18

Введение

В течение длительного  времени в различных отраслях производства сосуществовали, почти  не смешиваясь и не влияя друг на друга, два разнородных вида производства.

Первый вид  — это высокоавтоматизированное и высокоэффективное массовое производство, которое базируется на высокопроизводительных поточных и автоматических линиях, многопозиционном и многоинструментальным технологическом оборудовании. Широкомасштабная  автоматизация автомобильной, тракторной, подшипниковой, часовой промышленности и других отраслей, начатая еще в 50-е годы, привела повсеместно к созданию «безлюдных» производств в масштабах участков и даже цехов. Однако такие производства до недавнего времени базировались в основном на специальном оборудовании, которое не обладало «гибкостью», способностью переналаживаться на выпуск разнообразной продукции. В результате при смене объектов производства подавляющая часть технологического оборудования, оснастка и инструменты списывались независимо от физического состояния.

Второй вид—это  неавтоматизированное серийное и индивидуальное производство, которое всегда базировалось на универсальном технологическом  оборудовании с ручным управлением, ручной или механизированной сборке, контроле, транспортировке и складировании  изделий. Такое производство обладает высокой «гибкостью» с точки  зрения выпуска разнообразнейшей продукции, однако малопроизводительно, требует  непосредственного участия человека во всех элементах производственного  процесса преимущественно на уровне ручного труда.

Сейчас такому «сосуществованию» приходит конец, так как ни один из названных видов  производства не может существовать в сложившихся традиционных формах.   

 Революционные  преобразования массового производства  диктуются высокими темпами научно-технического  прогресса, быстрой сменяемостью  объектов производства. Растягивание  сроков выпуска конкретной модели  автомобиля, трактора, электродвигателя  до сроков, сопоставимых со сроками  предельного износа производственного  оборудования, означает отставание  в техническом прогрессе. А  списывать огромное количество  специального оборудования после  нескольких лет или месяцев  работы губительно для экономики.

Поэтому высокоавтоматизированному  «безлюдному» массовому производству требуется «гибкость», т. е. возможность  периодической мобильной перестройки  на крупномасштабный выпуск иной продукции.

Не менее значительные коренные преобразования должно претерпеть серийное и индивидуальное производство, и движущими здесь являются в  первую очередь факторы социальные.

Быстрый рост образовательного, культурного, материального уровня трудящихся, когда подавляющая часть  рабочих имеет образование не ниже среднего, существенно изменил  наши требования к условиям работы и содержательности трудовых процессов.        

 Ручной труд, особенно малоквалифицированный,  монотонный и

тяжелый, становится все более непривлекательным, не престижным,

нежелательным, особенно для молодежи. Поэтому тот технический арсенал средств неавтоматизированного производства, который составляет сейчас его основу, уже в обозримом будущем станет социально неприемлемым, социально невозможным. Иными словами, переналаживаемому производству необходимы автоматизация, «безлюдность» при выполнении и технологических, и вспомогательных процессов.

Таким образом, к двум традиционным видам производства необходимо добавить третий—гибкое автоматизированное производство, которое призвано обеспечить выпуск разнообразнейшей продукции, как на универсальных станках, но без участия человека, так и на автоматических линиях.

Есть все основания  полагать, что именно предстоящее  десятилетие станет переломным этапом в развитии техники производств, историческим рубежом между эпохами  господства неавтоматизированного  и автоматизированного производства. Потому что именно сейчас для этого  созрели, с одной стороны, острейшая  социальная необходимость, с другой — необходимые научно-технические  предпосылки, связанные с появлением и развитием многих новейших средств  автоматизации.

К ним относятся  в первую очередь автоматические системы управления на основе средств  вычислительной техники и промышленные роботы, которые призваны революционизировать  производство, поднять его на качественно  более высокий уровень.

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.

Промышленные  роботы избежали периода недоверия  и недооценки, трудностей становления. Наоборот, ни одному техническому средству не доставалось даже авансом столько  восторженных похвал, ни одному не уделялось  столько внимания. Об этом можно  составить представление хотя бы по материалам данной книги. В нашей  стране за короткие сроки создана  целая сеть специализированных предприятий  и организаций по роботостроению во многих машиностроительных и приборостроительных  министерствах. Если в десятой пятилетке  было выпущено около 6 тыс., в одиннадцатой — почти 50, то в двенадцатой пятилетке  намечено выпустить около 100 тыс. промышленных роботов.

Казалось бы, сочетание безусловной прогрессивности  и повышенного внимания должно было обеспечить триумфальное шествие роботов, их весомый вклад в решение  задач интенсификации производства, сокращения ручных работ и т. п. Однако пока этого не происходит.

Возьму на себя смелость утверждать, что роботизация  производства переживает сейчас серьезный  кризис, который выражается в явном  несоответствии между затратами  сил и средств, с одной стороны, и реальной их отдачей—с другой. И кризис вызван не какими-то вдруг  открывшимися недостатками промышленных роботов, а допущенными просчетами в осуществлении технической  политики в области роботизации.

Автор книги  приводит некоторые данные об этом. Согласно проведенному анализу в  Англии 44 % фирм, занявшихся роботизацией производства, объявили о неудачах, и цифра эта представляется скорее заниженной, потому что далеко не всякая фирма отважится признаться в своих просчетах. Половина из указанных фирм объявила о прекращении работ по роботизации производства.

По нашему мнению, создавшаяся в настоящее время  ситуация обусловлена комплексом объективных  и субъективных факторов.

Идет становление  принципиально нового научно-технического направления, и трудности и неудачи  здесь неизбежны. Промышленные роботы имеют слишком короткую историю, чтобы обладать одними достоинствами  и не иметь недостатков в конструкциях и практике применения.

Однако дело не только в этом. На протяжении длительного  времени промышленные роботы рассматривались  с позиций не действенного средства повышения эффективности производства, а лишь как некий эквивалентный  заменитель человека на производстве, призванный высвободить его от монотонных и тяжелых, непривлекательных ручных работ. Именно такая концепция робота как «железного человека» со стальными  мускулами и мощным электронным  мозгом, который не прогуливает и  не устраивает забастовок, а работает неутомимо круглосуточно и круглогодично, проходит красной нитью через  всю книгу П. Скотта.

Безусловно, эта  красивая легенда, обещавшая одним  махом избавить рабочих от ручного  труда, а руководителей от множества  забот и трудностей в случае немедленного приобретения и применения в большом  количестве роботов, оказалась в  определенный момент необыкновенно  привлекательной. Она искусно стимулировалась  промышленными фирмами, вложившими немало средств в организацию  выпуска промышленных роботов, подогревалась  средствами массовой информации. И  в этом мощном «роботоажиотаже» до поры до времени тонули трезвые голоса.

Разумеется, концепция  «очеловечивания» промышленных роботов  сыграла определенную положительную  роль на ранних этапах роботостроения благодаря простоте и наглядности, особенно для тех, кто не знал глубоко  тонкости производства, но обладал  правом решать. Это помогало становлению  нового направления, убирало многие препятствия с пути немногих в  то время энтузиастов, ускоряло разработки, создание первых поколений конструкций.

Но впоследствии, когда промышленные роботы стали  выходить на широкую дорогу производственного  применения, именно концепция «робот заменяет человека» в отрыве от конечных задач и остального арсенала технических  средств производства явилась источником множества трудностей и неудач сегодняшнего дня.

Прежде всего она глубоко ошибочна в сущности. Робот не может заменить человека. Человека может заменить лишь другой человек, желательно более сильный, квалифицированный, добросовестный.

В разнообразии функций и возможностей, подвластных  человеку, в том числе в сфере  производства, роботы в состоянии  взять на себя лишь считанное число  функций, которые во многих случаях  не превышают возможности таких  традиционных средств механизации  и автоматизации, как ленточные  транспортеры, вибрационные загрузочные  устройства, обычные манипуляторы с  цикловым управлением, которые известны уже десятки лет. Более того, все те отличительные свойства по сравнению с человеком, которые мы восторженно приписываем промышленным роботам, на самом деле Обычные свойства любых технических средств производства. Ленточный транспортер тоже заменяет человека, высвобождая его от тяжелого ручного труда, вообразите себе армаду, грузчиков с мешками на плечах, бегущих рысью через весь цех. Ленточный транспортер не курит, не прогуливает и не требует квартиры для семьи или места в детском саду, но никому в голову не приходило подобными аргументами обосновывать применение данных транспортеров, например, по сравнению с цепными конвейерами.

Сложившееся у  широких слоев населения под  влиянием средств массовой информации идеализированное представление о  роботах, которые якобы способны полностью заменить людей на производстве и позволяют в кратчайшие сроки  осуществить «технологическую революцию», перестроить основы промышленного  производства и т. и., не отражает реального  положения дел. В действительности же осуществляемое быстрыми темпами  массовое внедрение роботизированных систем во многом дестабилизировало  промышленное производство и породило немало серьезных проблем. Это произошло  потому, что реальные возможности  роботов были преувеличены и некоторые  образцовые примеры преподносились как типичные. Такое упрощенное и  неточное представление о роботах  небезвредно хотя бы потому, что  маскирует проблемы, с которыми приходится сталкиваться на практике, и может  побудить потребителей сделать необоснованный выбор.

Превратное понимание  роботизации, нацеливание ее не на решение  коренных проблем повышения эффективности  производства (качество, производительность, себестоимость), а лишь на имитацию некоторых ручных действий человека в надежде, что все остальное  приложится, тоже не столь безобидны, как это может показаться.

Во-первых, отсюда лишь один шаг до роботизации ради самой роботизации. И как следствие—разочарование  и дискредитация, потому что производство с его суровыми законами неизбежно  отторгает дорогие, тихоходные и  малонадежные конструкции. Во-вторых, и сами разработчики, действуя по принципу «лишь бы робот, лишь бы манипулировал», начинают искать самые легкие, а  не самые эффективные пути.

Ведь с точки  зрения возможностей повышения эффективности производства различные типы роботов далеко не равнозначны. Так, их применение на операциях сварки, окраски, нанесения гальванопокрытий, очистки позволяет существенно повышать качество продукции прежде всего за счет стабилизации технологических режимов. Производительность оборудования повышается здесь за счет «многорукости», быстродействия, увеличенной грузоподъемности, человек полностью выводится из рабочей зоны и избавляется от труда в неблагоприятной среде.

В то же время  при загрузке металлорежущих станков  промышленные роботы на качество изделий  не влияют. По производительности оборудования, как правило, получается проигрыш, так  как ручная загрузка деталей массой до 3—5 кг выполняется человеком  в несколько раз быстрее. Следовательно, выигрыш можно получить лишь по фонду  заработной платы, да и то незначительный, так как один рабочий обслуживает 2—3 станка с ЧПУ и без роботов. Почему же тогда подавляющее большинство  разработок адресуется не сварке, окраске, гальванопроизводству, а загрузке металлорежущих станков или прессов, т.е. наименее перспективным направлениям? Ответ один — если подходить к роботизации как к задаче имитации действий человека, то так проще, легче, удобнее.