Техника - молодёжи 1982-08, страница 21

Роботизированный комплекс конструкции ЭНИМСа для обработки тяжелых валов иа электромеханическом объединении имени С. М. Кирова.

Широкодиапаэонный центрирующий захват конструкции ЭНИМСа для ступенчатых в&лов.

КОГДА ОНИ ПОЯВИЛИСЬ?

Нужда в универсальных манипуляторах возникла в конце сороковых годов. Тогда широко развернулись работы с радиоактивными материалами. В атомных лабораториях появились «копиры», точно повторявшие в «горячей» камере движения оператора, стоящего за толстой защитной стеной, конструкции постепенно совершенствовались, тросики и зубчатые передачи сменились электроприводами. Манипуляторы обрастали датчиками, оснащались телевизионными системами. Теперь оператор экспериментировал, будучи в сотнях метров от лаборатории.

Казалось бы, оставалось немногое — заменить человека электронным управляющим устройством, и манипулятор станет универсальным роботом, пригодным для любого производства.

Но этого не случилось. Промышленные роботы возникли как самостоятельный тип машин. Причина? Специфичность задач, которые им приходится решать.

Заводские машины отличаются от лабораторных. У них иные объемы и формы рабочих зон» другие скорости перемещения узлов, грузоподъемность и точность. Часто они попадают в среду с повышенной запыленностью, вибрациями, электрическими помехами. Уровень технического обслуживания заводских машин ниже лабораторных, а посему главными становятся проблемы надежности роботов и техники безопасности. И несмотря на то что эти умные механизмы призваны в конечном счете освободить человека от трудных или монотонных операций, в некоторых случаях, например при штамповке, если не принять соответствующих мер, они могут оказаться далеко не безопасными.

Но главное в другом. На производстве действует неумолимый фактор — техника должна быть экономически эффективной. «Лабораторный» манипулятор чаще всего решает задачу, не решаемую другим путем. В цехе робот делает то, что раньше делал человек. И если применение манипулятора приведет к удорожанию продукции, то есть к понижению производительности труда, то такая «автоматизация» может принести обществу только вред.

Иногда нам, проектировщикам, приходится слышать от наших потребителей, что на производстве не хватает рабочих и они согласны вводить автоматизацию «любой ценой». Такая точка зрения представляется достаточно наивной. Ведь на изготовление роботов тоже тратится труд, энергия, материалы, которые и отражаются в их стоимости, и если эти затраты не вернутся обществу с лихвой, то «роботизация» вместо восполнения дефицита рабочей силы, увеличит его. Заменив автоматами, скажем, сто рабочих на заводе-потребителе, мы вынуждены будем увеличить численность персонала на заводе — изготовителе роботов, например, на двести человек. Экономически оправданная автоматизация — таков закон производства, и поэтому промышленности противопоказаны увлечения сложными решениями в случаях, когда можно обойтись простыми. Манипуляторы лабораторий могут и должны по самой своей природе быть универсалами, промышленным же роботам лучше оставаться «узкими специалистами», более простыми и грубыми, приспособленными к тому делу, для которого они создаются.

♦УНИВЕРСАЛ» ИЛИ «СПЕЦИАЛИСТ» ?

Еще в б0-х годах американский изобретатель Дж. К. Дэвол запатентовал принцип универсальной вспомогательной машины.

В 1958 году ему удалось начать на-учно-конструкторские работы, а в 1962 году «Юнимейшен» выпустила первые промышленные роботы модели «Юнимейт Марк 11».

Эта конструкция примечательна хотя бы тем, что механизмы, построенные на ее базе, за прошедшие 20 лет отнюдь не устарели «морально» и выпускаются до сих пор.

Какие же цели преследовали конструкторы при создании этих машин?

Расширявшаяся автоматизация производства, как это ни парадоксально, привела к увеличению доли тяжелого, неквалифицированного труда. Полуавтоматическое оборудование — будь то термопласт-автомат или станок с ЧПУ — работает само по себе. Оператор снимает готовую деталь и устанавливает заготовку. И вот эти-то операции, как оказалось, автоматизировать совсем не просто. Они требуют сложных движений по переносу и переориентации изделия, которые зависят не только от конструкции полуавтомата и вида обрабатываемой детали, но и от других причин. Успехи программного управления позволили всерьез за

говорить о машине, ссф» собной имитировать движения человеческих рук на «неблагодарных», тяжелых и скучных работах. Нужна подвижность — манипулятор снабдили пятью независимыми приводами. Требуется быстрая «переналадка» сложных траекторий, программирование которых «на бумаге» затруднено, — рождается программирование методом «обучения»: наладчик проводит захват через нужные точки и нажимом кнопки заставляет систему управления запоминать соответствующие положения узлов робота. «Юнимейт» получился достаточно громоздким и дорогим, однако'долгое время обгонял другие конструкции по широте внедрения. Это объяснялось высокой надежностью, простотой наладки.

«Юнимейты» и универсальные роботы других фирм снимали горячие отливки с машин литья под давлением, загружали станки, переносили пакеты с ядохимикатами с расфасовки на конвейер, окунали в ванну с формовочным составом выплавляемые модели, клали под пресс раскаленные заготовки. Появились модификации, приспособленные к дуговой и точечной сварке. Роботы-универсалы могли все.

И тут японская фирма «Аида» выпустила «Аутохенд», во многих смыслах антипод «Юнимейта». Новый робот предназначался для узкой задачи — автоматизации загрузки холодноштамповочных прессов. Штамповка — секундная операция, и робот сделали в виде быстроходного пневматического загрузчика, переналадка ходов которого осуществлялась простой перестановкой упоров. У него не было числового управления, а управлялся он цикловыми командами на включение того или другого пневмоцилиндра (система циклового управления, правда, была электронной). Машина оказалась простой и удобной и быстро получила широкое признание.

Вскоре появился еще один «специалист» — окрасочный робот норвежской фирмы «Тральфа». Легкая, подвижная, не слишком точная шарнирная машина с пятью-шестью степенями подвижности несла только краскораспылитель. Она программировалась запоминанием образцового цикла окраски, а его делал опытный маляр, двигая руку робота. Когда же специалисты французской фирмы «Акма» построили подобный манипулятор с большей рабочей зоной, наладчику оказалось не по силам перемещать его тяжелую руку. Тогда конструкторы нашли оригинальное решение — создали «скелет» робота с той же кинематикой

2*

19