Промышленные роботы

В настоящее время роботы подразделяются на ряд групп в зависимости от их назначения, принадлежности к тем или иным поколениям, а также различных параметров, характеризующих способ и технические возможности их эксплуатации. Мы приводим несколько возможных и избранных классификаций, которые, конечно, не исчерпывают тему — роботов можно разделить по многим другим признакам.

1206 Создан первый примитивный человекоподобный робот. Точнее — четыре автоматических музыканта, помещенные в механическую лодку, которая плывет по воде. Это изобретение арабского ученого Аль-Джазари предназначалось для развлечения гостей на королевских приемах.

1753 Появляется первая настоящая автоматическая пишущая машинка в западной цивилизации, построенная Фридрихом Кнаусом. Украшения, характерные для тех времен, были не менее важны, чем функциональность машины.

1. «Кросно» Жозефа Жаккара

1784 Принято считать, что первое саморегулирующееся устройство, нашедшее широкое промышленное применение, было изобретено шотландцем Джеймсом Уаттом. Дизайн был ядром концепций, которые позже были развиты в области автоматизации и.

1792 Эдмунд Картрайт строит устройство, расчесывающее шерсть, подаваемую в механическое прядильное оборудование.

1805 Жозеф Жаккард строит автоматический ткацкий станок (1), которым управляет перфокарта (перфорированный). Карты этого типа позже будут использоваться как метод управления первыми компьютерами в XNUMX-м веке.

1868 разрабатывает математическую теорию регулирования паровой машины. Использование дифференциального уравнения, описывающего свойства регулирующего устройства, позволило объяснить причины некорректной (в ряде случаев) работы машин, составив еще одну теоретическую основу для разработки автоматических, а затем и роботизированных систем.

2. Презентация дистанционно управляемой машины Tesla

1890-1898 Никола Тесла строит первые машины с дистанционным управлением, а восемь лет спустя демонстрирует роботизированную лодку с дистанционным управлением в Мэдисон-Сквер-Гарден (2). Патент США № 613809, поданный Tesla, описывает первое в мире устройство с беспроводным управлением.

Лодка, работающая от внутренних аккумуляторов, реагировала на радиосигналы. Tesla также перенесла свой метод управления на всевозможные транспортные средства и мобильные механизмы. Он хотел, чтобы десятки машин управлялись одним или несколькими операторами с помощью должным образом настроенных радиопередатчиков и приемников. Лодка Теслы считается.

1913 Генри Форд демонстрирует первую сборочную линию для автоматизированного производства (смотрите также: ).

1921 Чешский писатель Карел Чапек впервые использует слово «робот» — он делает это в своей пьесе «РУР» (). Слово «робот» в переводе с чешского означает «работа», то есть тяжелый, утомительный и принудительный труд.

1938 Рождается первый программируемый двигатель для окраски распылением, разработанный двумя американцами — Уиллардом Поллардом и Гарольдом Розенлундом.

1946 Джордж Девол запатентовал устройство, воспроизводящее записанный сигнал для управления машинами.

1947 Он развивается первый прототип телеоператора с электрическим сервоприводом.

1948 Возникает конструкция телеоператора с силовой обратной связью.

1949 В Массачусетском технологическом институте (MIT) начинаются исследования станков с числовым программным управлением (3), проводимые для нужд военной авиации США. На основе математических функций, описывающих форму объекта, разработано управление, обрабатывающее входные значения связей и схем, сформулированные в бинарной и импульсной форме, в движение элементов фрезерного станка.

3. Современный токарный станок с ЧПУ

1954 Джордж Девол разрабатывает программируемый манипулятор, запатентованный в 1956 году (для промышленного применения).

4. Цилиндрический робот Versatrans

1954 Появляются мобильные промышленные роботы. Первый в мире электрический вилочный погрузчик без водителя производства Barrett Electronics Corporation начал перевозку грузов на складе продуктового магазина в Южной Каролине.

1959 Презентация в Лаборатории сервомеханизмов (MIT) производственного процесса, поддерживаемого компьютерами.

1960 Компания American Machine and Foundry (AMF Corp.) создает первого в мире цилиндрического робота по имени Versatrans (4). Его разработали Гарри Джонсон и Велько Миленкович. Он появится на рынке два года спустя.

1961-62 Разработан первый промышленный робот-манипулятор — Unimate (5) (смотрите также: ). Их построила компания Unimation, основанная Джорджем Деволом и Джозефом Энгельбергером. Этот промышленный манипулятор предназначен для выполнения повторяющихся и опасных задач на производственной линии General Motors в Трентоне (США). Робот весом 1,8 тонны работал на машине для литья под высоким давлением с 1961 года. Он поместил литые под давлением алюминиевые автомобильные детали весом в несколько килограммов в охлаждающие контейнеры. Выполняя повторяющиеся и опасные задания, он заменил людей, которые до сих пор работали в три смены. Повторяющиеся команды робота сохранялись в барабанной памяти.

5. Unimate — первый промышленный робот

1963 Команда специалистов из Калифорнийского университета разрабатывает первую систему зрения для робота.

6. Роботизированная рука Orm

1963 Создан один из первых управляемых компьютером искусственных роботов-манипуляторов. Ранчо Арм он служил вспомогательным средством для инвалидов. У него было шесть степеней свободы, что придавало ему гибкость, типичную для человеческой руки.

1964 Первый покрасочный робот Tralfa начинает работать на заводе в Норвегии.

1965 Виктор Шейнман и Ларри Лейфер создают робота-манипулятора под названием Orm (6), что в переводе с норвежского означает «змея». Он приводился в действие сжатым воздухом.

1969 Шейнман, в то время студент-механик, работающий в Лаборатории искусственного интеллекта Стэнфордского университета (), строит роботизированную руку Stanford Arm (7) — шестиосный шарнирный робот со всеми осями, приводимыми в движение электричеством. Решение становится стандартом и по сей день влияет на конструкцию этого типа робота-манипулятора.

7. Оригинальная рука Стэнфорда

1970 General Motors становится первой компанией, использующей системы машинного зрения в промышленных целях. В то время на канадском заводе компании в Сент-Катаринс была установлена система Consight.

1972 Ноттингемский университет в Англии разрабатывает SIRCH, систему, способную распознавать произвольно ориентированные двухмерные детали.

1973 KUKA строит робота SERVANT (8), которая является первой моделью с шарнирно-сочлененной рамой с шестью осями с электромеханическим приводом.

1973 Первый язык, специально разработанный для программирования роботов (WAVE), разработан в Стэнфордском университете.

1973 Корпорация Cincinnati Milacron представляет T3 (), первого коммерчески доступного промышленного робота (разработанный Ричардом Хоном), управляемого миникомпьютер.

1973 Британские ученые представляют в Эдинбурге робота Freddy II — он может автоматически собирать предметы, используя смешанные детали, лежащие в куче.

1974 Hitachi представляет робота Hi-T-Hand, который использует тактильные датчики и датчики силы для вставки штифтов в отверстия.

1976 Шигео Хиросе из Токийского технологического института (США) разрабатывает Soft Gripper. Он может охватывать объект, которым манипулируют, подобно тому, как змея обвивает объекты.

1979 Роботы SCARA () представлены в Японии.

80-е годы. Создаются роботы второго поколения — они могут выполнять точные движения с пятью-шестью степенями свободы. Они используются в промышленности промышленной сварки и окраски распылением.

1981 Первый официальный смертельный случай по вине робота. Японский рабочий Кенджи Урада убит на заводе Кавасаки. При работе на неисправном роботе он не отключает его от источника питания и гидравлической рукой подталкивает под измельчитель.

1981 Takeo Kanade buduje робот-манипулятор с прямым приводом. Разработана первая в мире механическая рука с двигателями, установленными непосредственно в суставах. Благодаря этому решению механизм становится намного точнее и быстрее, чем предыдущие роботы-манипуляторы.

1982 Робот Pedesco используется для удаления загрязненного материала после разлива ядерного топлива с атомной электростанции.

2005 Исследователи Корнельского университета объявили о создании первого самовоспроизводящегося робота. Он состоял из четырех кубов, поставленных друг на друга. Каждый кубик может вращаться вокруг своей диагонали, что позволяет многоэлементному роботу манипулировать другими кубиками — например, робот «ладья» может сгибать и поднимать другой кубик, прикрепляя его к своей конструкции. Многократно повторяя одни и те же операции, простые роботы способны собирать свои собственные копии.

2007 Adept Technology регистрирует систему в Американском патентном ведомстве. Он включает в себя интеллектуальные камеры, соединенные с роботами или другими движущимися механизмами. Уникальность решения заключается в том, что изображение обрабатывается самой камерой. Такая система позволяет значительно снизить затраты на использование систем технического зрения в производстве.

2007 Ученые из Вашингтонского университета строят робота, который сможет передвигаться по высоковольтным кабелям, проверяя их состояние, чтобы избежать возможных крупных сбоев в подаче электроэнергии.

2008 Инженеры из Университета Карнеги-Меллона и компании Caterpillar начинают работу по роботизации 700-тонного грузовика для перевозки 240 тонн вынутого из шахты материала.

2008 Британская компания Soil Machine Dynamics строит для CTC Marine Projects крупнейшего в мире 55-тонного подводного робота для закапывания трубопроводов и кабельных линий на морское дно. Может работать на глубине до 1,5 км.

2009 Японская компания Fuji Heavy Industries представила дизайн первого в мире автономный сельскохозяйственный робот. Он может сам выращивать фрукты и овощи и, может быть, даже работать в теплицах. Он использует лазерную навигацию для локализации.

2014 Он перемещается на сортировочные предприятия Amazon в США. транспортные работы (9), производства Kiva Systems. Они как беспроводные пылесосы. Они перемещаются по складу благодаря указателям, приклеенным к полу. Они двигаются в соответствии с инструкциями центрального компьютера, который управляет их движением. Спасибо сканирование штрих-кодовh распознают соответствующие стеллажи — они проскальзывают под поддон и принимают указанную стопку упаковок. Они способны нести почти 400 кг. Поскольку они убирают стопки, поднимая их вертикально, стеллажи можно упаковать ближе друг к другу, что экономит место для хранения.

9. Роботы Kiva, работающие на складе

2015 Tesla представляет прототип змееподобного робота, который будет использоваться для зарядки электромобиля автомобиля Model S. Устройство самостоятельно находит зарядную розетку в электромобиле и подзаряжает его аккумуляторы.

Классификация роботов

I. Классификация по промышленному использованию:

сварочные, малярные и монтажные работы;
для погрузочно-разгрузочных работ;
для утилизации и защиты отходов и т. д.

II. Тип используемых соединений:

поворотный — поворотный,
поступательное — скользящее,
смешанный.

III. Уровень интеллекта (по данным Японской ассоциации роботов):

устройства с ручным управлением,
роботы с фиксированной/переменной последовательностью движений,
роботы-реконструкторы,
роботы с числовым программным управлением,
интеллектуальные роботы.

IV. Геометрические свойства:

Декартова конфигурация (ППП) — о нем мы говорим, когда первые три шарнира робота-манипулятора призматические. Применение: монтаж на столешницу, транспортировка материалов;
цилиндрическая конфигурация (OPP) — первый шарнир робота поворотный и вращается относительно основания, а следующие суставы призматические;
kонфигурация антропоморфная (ООО) — манипуляторы состоят из трех шарнирных соединений;
сферическая конфигурация (ООП) — возникает в результате замены поворотного соединения призматическим соединением;
Конфигурация СКАРА (ООП) — отличается от сферического внешним видом и областью применения (сборка, сортировка элементов);
параллельные манипуляторы с замкнутой кинематической цепью: они созданы в соответствии с идеей правильно спроектированных трех рычагов и платформы.

V. Napęd:

пневматический — сжатый воздух является энергоносителем;
гидравлический — гидравлическая жидкость становится энергоносителем;
электрический — элементы перемещаются с помощью электродвигателей.

VI. Принадлежность к поколению роботов

Исследователи проанализировали развитие робототехники, отметив достижения в этой области номером поколения. То же самое раньше делали с компьютерами, так что и в этом случае процедура казалась очевидной. Одним из первых инженеров, формально проанализировавших это явление, был японец Эйдзи Накано. Вот предлагаемая разбивка на поколения:

первое поколение — создается путем воспроизведения роботов, реализующих заданные программы движения; способны самостоятельно выполнять и повторять простые действия;
второй — здесь мы находим роботов, оснащенных сенсорной системой, то есть «чувствами», позволяющими им реагировать на осязательные и звуковые сигналы, а также дающими возможность различать цвета и формы;
в третьих — роботы этой группы оснащены системой зрения, позволяющей наблюдать за изменениями окружающей среды, а слух обеспечивает голосовую связь. В эти машины также уже встроена техническая система искусственного интеллекта;
четвертый — роботы с адаптивным управлением;
pйота — интеллектуальные роботы.

Классификация роботов

Добавить комментарий