Техника - молодёжи 1981-02, страница 31

На модульном принципе

ЕВГЕНИЙ ЮРКЕВИЧ, доктор технических наук, профессор Ленинград

Поиски наиболее эффективных путей к налаживанию серийного выпуска роботов в конечном счете привели к идее: в основу должен быть положен принцип модульного построения. Суть его состоит в разработке и организации серийного производства отдельных частей конструкции робота, причем каждой из них в виде типового ряда унифицированных модулей. И уже из этих элементов-модулей затем собирать роботы требуемой сложности — под конкретные операции. Предварительные расчеты показывают, что при тех же затратах благодаря модульному принципу выпуск роботов по сравнению с планируемым уже в 11-й пятилетке можно увеличить в 2 раза.

Исследования, проведенные Особым конструкторским бюро технической кибернетики (ОКБ ТК) Ленинградского политехнического института совместно с другими участниками, показали, что промышленные роботы и манипуляторы практически для всех основных сфер применения могут быть скомпонованы на базе 10 пневматических, 15 электромеханических и 20 гидравлических модулей. В этом случае проектирование и производство собственно роботов будет сведено главным образом к их сборке из унифицированных блоков и поэтому может быть организовано в рамках лю5ой отрасли.

Преимущества принципа модульного построения очевидны. Он позволяет резко сократить — с двух-трех лет до нескольких месяцев — сроки разработки, освоения производства и внедрения новых моделей роботов. Одновременно возрастут технический уровень и надежность манипуляторов, сократятся расходы на их внедрение и эксплуатацию, упростится обслуживание. Значительно легче будут решаться и задачи модернизации автоматизированных технологических комплексов — в определенной степени они сведутся к доукомплектованию входящих в них роботов новыми модулями. Не вызывает сомнений и экономическая сторона вопроса. Стоимость роботов модульного типа обещает быть намного ниже. Расчеты показывают, что переход на этот принцип при выпуске 120 тыс. роботов обещает экономию порядка 150 млн. рублей.

Конечно, выпуск унифицированных модулей в необходимом количестве потребует дополнительных мощностей. Но капитальные затраты при этом будут на- порядок меньше — ведь речь пойдет об организации крупносерийных производств со стабильной продукцией. В отличие от самих роботов эти производства уже целесообразно сосредоточить в рамках трех-четырех отраслей, имеющих соответствующий опыт.

Модульный принцип следует использовать и при создании управляющих устройств промышленных роботов. Современные промышленные роботы первого поколения, как и станки с ЧПУ, управляются по жестким программам. Но, хотя они будут применяться и впредь, уже к 1985 году, судя по прогнозам, основную роль в сфере производства станут играть роботы второго поколения — оснащенные техническим «зрением», тактильными датчиками и другими средствами «очувствления». А к концу ближайшего десятилетия ведущая роль перейдет к роботам

третьего поколения. Они смогут активно взаимодействовать с окружающей средой и самостоятельно решать вопросы совершенствования своей деятельности, исходя из поставленных задач.

Отсюда видно, что основное направление дальнейшего совершенствования роботов прежде всего связано с развитием управляющих устройств — их аппаратурного оформления и алгоритмов программ Между тем уже сегодня на долю управляющих устройств приходится около половины стоимости роботов. А в будущем управление будет определять как стоимость, так и основные характеристики роботов.

С этих позиций в нашем ОКБ ТК была разработана единая система модулей управляющих устройств, включающая и набор необходимых для роботов последующих поколений сенсорных датчиков. Из модулей этой системы можно составлять управляющие устройства любой сложности •— от простейших до способных взять на себя управление целой группой машин. Более того, они позволяют осуществить адаптивное управление или управление от ЭВМ, объединить создаваемые на базе роботов линии, участки, цехи автоматизированными системами управления.

Ориентация на модульный принцип не исключает, что в отдельных случаях, например в специализированных технологических комплексах, более выгодными могут оказаться манипуляторы и управляющие устройства немодульного типа. Сказанное выше не означает, что мы должны отказаться от запущенных в производство апробированных модулей. Наоборот, их выпуск нужно наращивать всеми доступными средствами. Сложность предстоящего этапа как раз и состоит в том, чтобы органически увязать рост производства роботов с переходом на модульные конструкции.

Принцип модульного построения роботов.

Слева — унифицированные узлы: 1 — рука,

2 — механизм поворота,

3 — продольный стол,

4 — механизм качания,

5 — механизм подъема. Справа — варианты компоновки робота из унифицированных узлов (а, б, в, г, д).