Промышленные роботы

  Промышленные роботы – это вид автоматических машин, в состав которых входят исполнительные устройства в виде  манипуляторов, которые имеют несколько степеней подвижности; присутсвуют устройства программного управления, использующиеся для выполнения в производственном процессе движущих и управляющих функций.

 Таким образом, в состав промышленных роботов входят:
- устройство управления, которое включает устройство обработки и управления, как правило, это вычислительное устройство и оно является мозгом ПР;
- сенсорное устройство (входит в состав устройства управления) – это органы чувств ПР, они необходимые для контроля внутренних параметров и связи с внешней средой;
- система управления приводами.

 Основными органами ПР являются манипулятор, представляющий открытую кинематическую цепь, в состав которой входят кинематические пары V класса: вращательные и  поступательные. Каждая степень подвижности манипулятора имеет отдельный привод. На конце манипулятора находится важное устройство – аналог кисти руки человека или рабочий инструмент. Таким образом, ПР представляет собой соединение рабочей машины и информационной машины. Первые промышленные роботы появились в США в конце 60-х лет и были установлены на заводах Форда для замены работы человека при выполнении трудных физических операций. Современный привод ПР является основной составляющей гибкого производства и позволяет получить качественные запчасти для бытовой техники. Гибкое производство – это такое производство, в котором переход на изготовление продукции осуществляется путём замены управляющей программы.

Основные научно-технические предпосылки создания гибкого производства.

1. Специальное технологическое оборудование: станок ЧПУ, обрабатывающие центры – станки ЧПУ с автоматической сменой инструментов, которые позволяют изготавливать широкий ассортимент запчастей для бытовой техники
2. Микропроцессорная техника в системах управления.
3. Промышленные роботы – для обслуживания гибкого производственного процесса.

 Классификация промышленных роботов
1) по назначению:
- универсальные – для обслуживания любого оборудования;
- специализированные – для выполнения конкретных операций, например, сварки, штамповки и т.п;
- специальные – для обслуживания конкретного оборудования.
2) по количеству манипуляторов: от одного до четверых (чем больше манипуляторов, тем выше производительность работы);
3) по грузоподъемности: от сверхлегких (до 1 кг) до тяжелейших (выше 1 тона);
4) по скорости перемещения:
- маленькая (до 0,5 м/с);
- средняя (1 м/с);
- высокая (выше 1 м/с);   
5) по точности движения:
- маленькая (погрешность выше 1 мм);
- средняя (погрешность от 0, 1 мм до 1 мм);
- высокая (меньше 0, 1 мм).
Погрешность – это максимальное отклонение действительной траектории движения от теоретической. Чтобы получились качественные запчасти для стиральных машин погрешность должна быть минимальной.
6) по системам управления:
- контурная (сложнейшая) – осуществляется контроль всей траектории движения:
- позиционная – контроль отдельных точек траектории движения;
- цикловая – количество точек сведено к 2-х ( чаще всего начало и конец движения).

 Три поколения ПР:
- 1-го поколение – наиболее простые, работает по жесткой неизменной программе; переход на другие виды движения осуществляется путем замены управляющей программы.
- 2-го поколение  (адаптивные); адаптация – приспособление к внешним условиям. В этих ПР в процессе работы программа движения может меняться в зависимости от внешнего среды. Такие работы могут взять неориентированный предмет и обойти преграду.
- 3-го поколение (интеллектуальные) – сами разрабатывают программу движения в зависимости от полученной задачи. Его часто задействуют при изготовлении запчастей для стиральных машин.
По типу привода:
- пневматические –
преимущества: самые простые и дешевые,
недостатки:
- низкие весовые показатели, 
- небольшая мощность, связанная с низким давлением воздуха;
- сложная стыковка с системами управления.
- гидравлические –
преимущества:
- наилучшие весовые показатели,
- небольшая мощность,
недостатки:
- нуждается в насосной станции и очень чистой жидкости, 
- электрические –
преимущества:
- наилучшие с точки зрения управления:
недостатки:
- малая мощность (используются в ПР средней грузоподъемности)

 Манипуляционные устройства

 Степень подвижности открытой кинематической цепи равная сумме степеней подвижности отдельных кинематических пар. Степени подвижности:
Переносные – обеспечивают перенос захвата в заданную точку пространства. Ориентированные – обеспечивают ориентацию захвата относительно объекта. При пространственном движении  минимальное количество переносных степеней подвижности  – три (Wпер=3), ориентированных – две (Wпер=2).