Техника - молодёжи 1966-02, страница 26

Машинист ковочного манипулятора должен быть настоящим артистом: ему приходится управлять пятью-шестью рычагами, ведающими отдельными движениями машины. Управление, сведенное к одному-двум рычагам, облегчило бы работу машиниста.

Руки автоматов—автоматические руки

В массовом производстве, где станки и прессы автоматизированы, для их загрузки уже давно стали создавать автоматические руки. Здесь они выполняют работу, с которой может свободно справиться человек.

Рука снимает обработанную деталь со станка и кладет на транспортер; он переносит ее к следующему станку. От станка к станку, от операции к операции переходит деталь, пока не превратится из грубой заготовки в точное изделие. Автоматы, связанные манипуляторами и транспортерами, стали автоматической линией.

Загрузочные устройства к автоматическим станкам всю жизнь выполняют одну и Ту же работу. Они редко делаются переналаживаемыми. Ценой потери универсальности покупается их простота и надежность. Обычно это снабженные лотками или захватами скалки И рычаги, которые двигаются от упора до упора.

Наиболее совершенны двурукие загрузчики. В исходном положении одна из рук свободна, другая держит заготовку. Когда станок заканчивает работу, первая рука снимает деталь, а вторая ставит заготовку на ее место.

Блиаок локоть...

Самые сложные, самые подвижные, самые универсальные руки пришлось разработать инженерам атомной промышленности. Святая святых «горячей лаборатории»— камера для работы с активными образцами. Это коридор С толстыми стенами биологической защиты, разделенный на отдельные камеры-лаборатории. Вход в камеру смертельно опасен. Из операторского зала туда можно заглянуть только через перископы и окна, закрытые пакетами плит из тяжелого стекла. Сквозь такие окна свет проходит плохо, и потому камеры освещают изнутри ртутными лампами мощностью в тысячи ватт.

Все химические, механические, металлографические исследования образцов нужно вести из операторского зала. В камерах установлено дистанционно действующее оборудование, вплоть до токарных и полировальных станков. Но непременная принадлежность каждой камеры — копирующие манипуляторы, те самые, которые можно увидеть в павильоне Атомной энергии на ВДНХ.

Хотя атомной промышленности всего двадцать лет, манипуляторы, о которых идет речь, уже успели конструктивно устояться, как устоялась, например, конструкция велосипеда.

Жесткая трубчатая рама в виде буквы «П» верхней горизонтальной трубой скользит по проходке, проделанной в стене камеры. Двигая раму взад и вперед, оператор обслуживает определенный участок камеры по глубине. В операторском зале на конце трубы установлен задающий механизм: два рычажка с кольцами для пальцев. Рычажки можно сводить и поворачивать вокруг двух осей. В горячей камере на другом конце рамы укреплен исполнительный механизм—щипцы. Оси рычагов и щипцов связаны системой тросов или металлических лент, и щипцы точно повторяют повороты рычажков, которые держит оператор.

Помимо проталкивания манипулятора по глубине, его можно качать влево и вправо. Вертикальные трубы сделаны телескопическими; это позволяет менять зону работы щипцов по высоте. Копирующие манипуляторы устанавливают парами — для правой и левой руки.

Есть множество конструкций механических рук, но нет ни одной практически применяемой механической кисти. Все исполнительные органы манипуляторов двухпалые, только пальцы эти делаются различной формы, пригодной для разных работ. Тут есть клещи, пинцеты, захваты, ножницы. Они стоят рядком внутри камеры на подвижной стойке и легко сменяются.

Но копирующие манипуляторы делать слишком сильными нецелесообразно: увеличивается вес конструкции, ухудшается легкость хода. Поэтому в камерах устанавливают еще так называемые координатные манипулято-iP*»i, которые приводятся в движение электродвигателями

или гидравлическими системами. Вдоль камеры ходит мост. По нему перемещается каретка, с которой свешивается телескопическая труба. На конце трубы — шарнирная головка со щипцами.

Оператор управляет движениями механизма с пульта. Стрелочные приборы сообщают ему о нагрузках узлов. Такие манипуляторы обслуживают гораздо ббльшую зону и порой обладают нешуточной грузоподъемностью.

Во Франции, например, разработана рука для обслуживания рабочей зоны реактора, которая может, согнувшись в локте, поднять груз 180 кг. Сила сжатия ее пальцев достигает 300 кг. Сама рука весит около тонны.

Для работы в больших помещениях манипуляторы устанавливают на телеуправляемых тележках.

Есть и другие манипуляторы, как бы помесь копирующих и координатных. По управлению они копирующие, но имеют электрический привод. Тросики и рычажки в них заменены следящей системой. Здесь важно не только передать исполнительному механизму движение задающего устройства, но и передать обратно оператору в каком-то масштабе усилия сопротивления, возникающие при работе. Без этой обратной связи работать манипулятором трудно: можно, не соразмерив силы, поломать аппаратуру.

В тех случаях, когда лабораторию невозможно спрятать в бетон, образец и экспериментатор меняются местами. На одном из американских полигонов, где ведутся работы по созданию атомных авиационных двигателей, работает оригинальная машина, Получившая прозвище «жук». «Жук» перемещается на колесах, выставив перед собой два манипулятора. Машиной управляет человек, сидящий в защищенной кабине. Вес закрывающей ее свинцовой брони превышает 30 т, а толщина оконных стекол достигает полуметра.

Двигает эту махину дизель Мощностью в 750 л. с.

В последнее время организации, занимающиеся манипуляторами для атомной промышленности, работают над созданием телеуправляемых рук для работы в космосе и в глубинах океана.

Телеуправляемое устройство уже нетрудно превратить в автоматическое. Для этого достаточно присоединить к нему вместо пульта ручного управления управляющую электросхему. И хотя автоматизация циклов лабораторных манипуляторов не имеет большого смысла, такие универсальные автоматические системы начали появляться. Их создатели рассчитывают применить эти машины в промышленности.

Их называют роботами, моботами, автооператорами. По сути дела, это манипуляторы с программными и запоминающими устройствами, которые позволяют им автоматически повторять часто встречающиеся операции.

Что же дальше?

Робот, просто копирующий одно н то же движение, слишком примитивен и вряд ли найдет широкое применение. Он не может даже брать листовые заготовки из стопы. Подобные задачи можно просто и дешево решать без всякой электроники. А она вовсе ие бесплатное приложение. Описанный робот стоит 25 тыс. долларов — столько же, сколько сложный станок.

Что же, может. быть, манипуляторы-автоматы ие имеют будущего? Тенденции развития машиностроения показывают. что это ие так. Автоматизация, долгое время бывшая привилегией массового производства, все больше и больше проникает в серийное.

Развиваются станки с программным управлением — автоматы, способные быстро переходить с обработки одной детали иа другую, создаются программные автоматические линии. Рядом с этими станками встанут будущие роботы, универсальные, автоматически переналаживающиеся загрузочные устройства.

А освоение космоса? Уже сейчас оно немыслимо без телеуправляемых автоматизированных аппаратов. Пока еще мы не высаживали их иа другие небесные- тела, но этот день не так уж далек. Условия иа Венере или Меркурии могут оказаться ничуть не лучше, чем внутри «горячей камеры». И тогда на помощь исследователям придут манипуляторы или машины-роботы. Вряд ли роботы будут человекоподобными. Во всяком случае, инженеры, создававшие манипуляторы, стремились построить не копию человеческой руки, а найти простое и надежное решение поставленных перед ними задач.

;22