Развитие промышленной робототехники

Категория:
Роботы в промышленности


Развитие промышленной робототехники

Промышленность необязательно должна.была стать первым крупным рынком сбыта робототехники. Было бы несерьезно рассматривать современную робототехнику как модное направление промышленной автоматизации, которое после того, как спадет первоначальный интерес к нему, станет лишь еще одним средством производства в руках инженера. Хотя это полностью соответствует истине относительно той части робототехники, которая называется промышленной, потенциально существует много непромышленных приложений, которые по значимости однажды смогут превзойти промышленную робототехнику. Если бы тридцать лет назад человечество научилось создавать очень сложные компьютеры, в то время как успехи в области механики оказались бы очень скромными, у нас сейчас было бы огромное число «интеллектных» домашних роботов и мы бы задавались вопросом, когда же, наконец, робототехника найдет себе практическое применение в промышленности. Во многих отношениях это было подобно тому, как древние греки использовали принципы действия паровой машины для демонстрации ловких трюков в храмах, и потребовалось еще почти два тысячелетия, прежде чем те же принципы получили практическое применение.

Современная индустрия выросла из средств механизации в эпоху промышленной революции, которая началась во второй половине XVIII в., когда Джеймс Уатт создал паровую машину. При механизированном производстве появилась возможность изготавливать детали, почти не отличавшиеся друг от друга, и в таком количестве, что в начале XIX в. промышленник Эли Уитни смог произвести для правительства США 12 тыс. мушкетов, в которых одинаковые детали были взаимозаменяемы. Массовая продукция действительно заняла ведущее место в промышленности, и в конце XIX в. постоянное требование наращивать объемы производства подталкивало усовершенствование металлорежущих станков в направлении, которое привело к созданию автоматически управляемых станков, например автоматического токарного станка Спенсера.

Вероятно, жажда новых автомобилей вызвала спрос на более хорошие инструменты для их производства, а создание Генри Фордом конвейерной линии привело к тому, что к 1914 г. его компания выпускала более миллиона автомобилей в год. Однако, хотя такой вариант автоматизации производства пригоден для выпуска большого объема продукции при сокращении затрат человеческого труда и низкой стоимости единицы продукции, тем не менее он требует времени на подготовку к выпуску продукции (при крупных изменениях в конструкции может потребоваться несколько лет для создания автоматической линии) и, таким образом, демонстрирует присущую ему гибкость.

В течение длительного времени серийная продукция среднего и малого объема производилась только на традиционных станках с ручным управлением. Но в конце 40-х годов Джон Т. Пэрсонс предложил кодированные перфокарты для автоматического управления фрезерным станком, на котором обрабатывались лопасти сложной формы для вертолета. В 1949 г. Военно-воздушные силы США заключили с лабораторией сервомеханизмов МТИ договор о создании фрезерного станка с числовым программным управлением. Десятилетие спустя станки с ЧПУ успешно использовались в промышленности и начались работы по созданию языка программирования, получившего название «АПТ»Системы ЧПУ или компьютерное прямое числовое управление нельзя рассматривать как «робототехническое», так как они в отличие от роботов не обладали гибкостью относительно вида операций.

Хотя числовое управление все шире стало использоваться в специальных машинах, начиная от вязальных станков и кончая станками, копирующими чертежи, все-таки для промышленных роботов 60-х годов, которые были действительно универсальными манипуляци-онными машинами, еще только предстояло найти область эффективного применения. В то время как станки с ЧПУ могли заменить квалифицированного рабочего, выполняющего вручную то, что делала машина, роботы были способны только к неквалифицированному труду, все еще сравнительно недорогому. Кроме того, не совсем было ясно, где лучше использовать робот, так как не было таких видов механизированного труда, которые можно было бы автоматизировать с помощью роботов.

По мере усложнения управляющих роботом устройств и появления методов организации рабочей среды робота, способных компенсировать некоторые недостатки роботов, стала экономически эффективной роботизация таких процессов, как покраска распылением. В 70-х годах промышленная робототехника стала рассматриваться как один из аспектов производства, управляемого с помощью компьютера (КАМ)1.

Механическая часть робототехнического устройства была уже достаточно хорошо отработана. Сдерживающим фактором в развитии роботов в первую очередь являлись трудности создания систем управления, хотя вычислительные устройства, имевшиеся в продаже, позволяли осуществлять экономически эффективную интеграцию промышленных роботов и системы технологического оборудования, что могло обеспечить выполнение многих работ по манипулированию материалами и таких операций, требующих труда рабочих средней квалификации, как покраска и точечная сварка.

К концу 70-х годов прогнозы увеличения вычислительной мощности побудили многие страны усиленно вкладывать средства в исследования, связанные с созданием роботов второго поколения, в надежде, что применение такой технологии поможет им преодолеть экономический кризис. Кроме того, планы мирового сообщества в области вычислительной техники по созданию в течение десятилетия компьютеров пятого поколения стимулировали исследования в области искусственного интеллекта и связанных с ним направлений. Таким образом, сочетание различных исторических факторов привело к тому, что в начале 80-х годов был дан мощный толчок разработке робототехники вообще, и созданию промышленных роботов в частности.

Все это следует рассматривать как проявление всеобъемлющей технической революции, начавшейся в 70-х годах и основанной в значительной степени на создании интегральных схем, что позволило выпускать такие товары, как миниатюрные калькуляторы, персональные компьютеры, видеоигры и «цифровые» часы. «Человек с улицы» — обыватель оказался подверженным непосредственному воздействию новой наукоемкой техники, и, следовательно, даже среди представителей наиболее консервативных профессий возникло ощущение, что «происходит что-то важное». Информационная технология стала модной фразой, так как компьютерная техника в виде устройств обработки текстовой информации и электронной почты проникла в офисы не только компаний, выпускающих наукоемкую продукцию, но даже в конторы фирм традиционных отраслей.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум