Введение

В стране предусматривается увеличение производства автоматизированных и роботизированных комплексов, а также гибких производственных систем для различных отраслей народного хозяйства.

Основные элементы гибкой производственной системы - роботы различного назначения, станки с числовым программным управлением, станки типа "обрабатывающие центры", автоматические склады и т. д. - снабжены автоматизированными приводами.

Из элементов гибкой производственной системы наиболее высокие требования по точности, быстродействию, надежности и т. д. предъявляются к приводам станков и роботов. Вместе с тем приводы роботов имеют существенные особенности, связанные в первую очередь с областью применения и характером нагрузок. Именно поэтому в конструкциях промышленных роботов широко применяются пневматические, электрогидравлические и электрические приводы, различающиеся принципом действия и функциональными возможностями.

В данном учебном пособии уделено внимание всем указанным типам приводов.

Следует отметить, что если на первых этапах развития робототехники наиболее широкое распространение имели пневматические и гидравлические приводы, то в последнее время, как показывает мировая практика роботостроения, наметилась очевидная тенденция широкого использования электроприводов. Именно поэтому в стране сейчас активно разрабатываются новые типы автоматизированных электроприводов, осваивается серийный выпуск комплектующих изделий для гибких производственных систем и промышленных роботов.

Первые станки с числовым программным управлением появились в начале XX в. Примерно с этого же периода активно разрабатывается и теория расчета приводов, постоянно модернизируются конструкции приводов, их систем управления. Особенно бурно процесс совершенствования протекает в последние несколько десятилетий, что несомненно связано с достижениями в области приборостроения, электроники, вычислительной техники.

Теория приводов разрабатывается достаточно давно, поэтому вопросам расчета и конструирования приводов различных типов посвящено много различных учебных пособий, монографий, справочников. Однако изложение материала в данном учебном пособии имеет определенную особенность. Во-первых, вопросы расчета и конструирования приводов излагаются с учетом специфических требований, предъявляемых к приводам роботов. Во-вторых, из обширной элементной базы, используемой в приводах различного назначения, анализируется только та ее часть, которая наиболее пригодна для создания приводов роботов. В-третьих, в рамках одного учебного пособия рассматриваются и пневматические, и электрогидравлические, и электрические приводы, что дает возможность будущему инженеру - разработчику роботов - подойти творчески к решению задачи оптимального выбора привода, используя рекомендации учебного пособия.

Авторы полагают, что студенты, приступившие к изучению данного учебного пособия, знакомы с разделами газо- и гидродинамики, владеют методами решения дифференциальных уравнений. Изучающим приводы робототехнических систем требуются также глубокие знания теории автоматического управления, поскольку расчет следящего привода современного робота, управляемого от ЭВМ, представляет собой в общем случае исследование сложной цифровой системы автоматического управления. Студентам, занимающимся изучением приводов робототехнических систем, необходимо также умение программировать и работать с ЭВМ.

В написании учебного пособия принимали участие Ж. П. Ахромеев (гл. 1, 2), Н. Д. Дмитриева (§ 4.2), В. П. Лещинский (гл. 1, 3), Л. В. Лобиков (§ 4.4), В. М. Лохин (Введение, гл. 1, § 4.1, 4.3-4.5, Приложение), М. П. Романов (гл. 1, § 4.1, 4.3-4.5, Приложение).