С чего начиналась робототехника

В нашей стране создание манипуляторов началось еще в конце 40-х годов. Впервые они стали применяться в атомной промышленности. Да это и понятно. Ведь используемые здесь материалы радиоактивны. Вход в зону с радиоактивными образцами и оборудованием смертельно опасен для человека. Для защиты от радиации "горячую" зону отделяют специальной защитной стеной от помещения с людьми.

Но как же тогда вести научные исследования? Конструкторы решили эту задачу, создав так называемые механические руки, устанавливаемые непосредственно в "горячей" зоне. От примитивных первых моделей ученые шли ко все более сложной технике. Если вначале рука конструировалась с применением простейших - и не очень надежных - тросиков, зубчатых колес (да и наблюдать за действиями механического помощника приходилось из окна или через стеклянную стену), то постепенно в распоряжении создателей таких устройств оказались электроприводы, разнообразные датчики, сообщающие оператору о режимах работы руки и параметрах окружающей среды, системы телевизионного контроля. Но роботом в полном смысле манипулятор стал лишь тогда, когда появилось автоматическое программное управление им.

И все же это были роботы лабораторные, пока конструкторы не стали учитывать требования, которые предъявляет к механизмам производство. Цех диктует целый ряд свойств, которыми обязательно должен обладать промышленный робот. Его отличают от лабораторного не только гораздо большая грузоподъемность (да и вообще мощность), не только иные нагрузки, размеры рабочих зон. Он должен быть приспособлен к специфике условий заводского цеха - вибрации, частой смене ритма работы, запыленности. Наконец, учитывая масштабы внедрения, его "техническое обслуживание должно быть максимально простым. Другими словами, от робота ждали определенного экономического эффекта. Первые же роботы не отвечали требованиям эффективности. Их использование вело к удорожанию продукции, к снижению производительности труда.

Лишь в последние 5-10 лет роботы стали активно внедряться в производство. Выяснились их значительные возможности при комплексной автоматизации производства, что в свою очередь дало толчок к созданию гибких технологий.

Ученые, например, предлагают называть промышленным роботом автономно функционирующую машину-автомат, предназначенную для воспроизведения некоторых двигательных и умственных функций человека при выполнении вспомогательных и основных производственных операций без непосредственного участия человека. Для этого робота наделяют некоторыми способностями: слухом, зрением, осязанием, памятью и др., а также способностью к самоорганизации, самообучению и адаптации к внешней среде. А вот другое определение, уже стандартизированное: "промышленный робот - перепрограммируемая автоматическая машина, применяемая в производственном процессе для выполнения двигательных функции, аналогичных функциям человека, при перемещении предметов производства и (или) технологической оснастки". Несмотря на некоторые различия в обоих определениях, задачи, возложенные на робота, очерчены весьма близко.

Промышленные роботы незаменимы при выполнении монотонных ручных работ, при обслуживании производственного оборудования в непригодных для человека условиях. Прежде всего их ждут там, где затрачивается тяжелый физический труд, где работают с радиоактивными, токсичными, взрывчатыми веществами, в сложных температурных условиях либо в условиях повышенной вибрации, шума, загрязненности воздуха, требующих особых мер безопасности, для работы в стесненных, труднодоступных местах и т. д.

Уже сегодня промышленные роботы заменяют людей у станков с ЧПУ, у ковочных машин, у огненных печей в литейном производстве, у опасных вредными испарениями гальванических ванн. Они взяли в "стальные руки" сварочный аппарат и краскопульт. Все чаще поручают им сборочные операции - пока простейшие, но зато наиболее монотонные, быстро утомляющие человека. Чрезвычайно эффективны роботы на погрузочно-разгрузочных, транспортных операциях, при упаковке и маркировке изделий.

Особенно перспективны роботы-универсалы. Один такой робот может использоваться на нескольких видах технологических операций, например на токарной обработке, фрезеровании, холодной и горячей штамповках, штабелировании и т. д. Для перехода на новое задание робота надо лишь перепрограммировать и сменить захватное устройство, способное держать новую заготовку.