Введение в робототехнику. Цикловое управление манипуляторами и технологическим оборудованием

Страницы работы

Содержание работы

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО  И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Братский Государственный Технический Университет

С.Г. Рудученко,  Д.С. Колтыгин

ВВЕДЕНИЕ В  РОБОТОТЕХНИКУ.

ЦИКЛОВОЕ  УПРАВЛЕНИЕ МАНИПУЛЯТОРАМИ

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ.

Учебное пособие по разделу: "Промышленные Робототехнические системы" и методические указания по выполнению лабораторных работ на Многоуровневом Универсальном Учебном Робототехническом Исследовательском Комплексе для студентов специальностей _________________всех форм обучения.

Братск 2002 г.

ЧАСТЬ I. ВВЕДЕНИЕ В РОБОТОТЕХНИКУ

ГЛАВА 1. ЧТО ТАКОЕ  РОБОТ?

Ответить на этот вопрос не так-то просто. Заглянув в недра современного роботизированного предприятия, мы не обнаружим там столь привычных по фантастиче­ским романам «железных киборгов», бесстрастно скло­нившихся над станками. В тоже время современное промышленное производство настолько насыщено разно­образными автоматами, что порой возникает ощущение, что весь завод — это один гигантский робот.

Сам термин «робот», как извест­но, пришел из литературы. Чуть более полувека назад чешский писатель Карел Чапек написал пьесу «Р. У. Р.» (Россумские Универсальные Роботы), персонажами ко­торой были люди и роботы - человекоподобные машины. Так впервые появилось по­нятие «робот» - искусственный аналог живого мыслящего существа, которое вскоре стало играть важную роль не только в научно-фантастической литературе, но также в науке и технике.

Все же попытаемся  ответить на вопрос: «Что  такое ро­бот?» Возьмем аналогию робота с человеком. Какие ка­чества в данном случае нас интересуют? Во-первых, умственные способности, которые охватывают вос­приятие, обучение, наличие памяти, логики и т. д. Во-вторых, физические дан­ные, которые включают силу, скорость, надежность, ста­бильность основных характеристик. И наконец, в-треть­их, функциональные возможности человека, а именно: универсальность (способность хорошо выполнять различную работу), способность к выпол­нению сложных движений (ловкость), при­способляемость (адаптируемость к различным изменениям внешних факторов).

Именно в этом совпадении качественных пространств и состоит антропоморфность робота, то есть сходство его с человеком. Другими словами, робот - это антро­поморфная модель человека. Именно поэтому, в последнее время с понятием робот все чаще и чаще встречается понятие "Искусственный интеллект".

Современный  робот — это удивитель­ное средоточие, казалось бы, несоединимого. В англо­язычных странах для характеристики робота используют непереводимый термин «kluge», означающий систему, со­стоящую из разнородных компонентов, конструкторы ко­торых никогда не собирались использовать их совмест­но. Действительно, какой случай мог бы слить воедино в качественно новое образование насосную станцию и современную ЭВМ, многочленную механическую руку и телевизионную камеру? Развиваясь независимо, все эти составляющие робота достигли определенного совершен­ства, когда отнюдь не случай, а дерзкая мысль инжене­ров свела их вместе, чтобы еще лучше служить челове­ку. Однако для этого потребовалось преодолеть узкие междисциплинарные рамки, терминологические баррика­ды, психологические барьеры и массу других, обычных в новом деле преград…

Итак, роботы — это системы, которые способны за­менить человека в различных сферах деятельности бла­годаря своим способностям «думать» и «делать» (ко­нечно, соотношение между «думать» и «делать» для разных роботов различно). Области применения роботов, уже сегодня чрезвычайно разнообразны, начиная с ме­дицинского обслуживания, где они выполняют роль си­делки и ухаживают за больными, и кончая исследовательскими работами, где роботы могут заменить челове­ка в океанских глубинах и на других планетах.

Мы ограничимся рассмотрением тех роботов, которые применяются в современной промышленности.

Идея о промышленном роботе зародилась в США в конце 50-х годов. Первыми шагами на пути разработки промышленного робота были сделаны фирмой «Юнимейшн Инкорпорейтед». На первом этапе создания робота был проделан всесторонний анализ человеческой деятельности на многих крупных заводах таких фирм, как «Дженерал Моторс», «Форд» и др.  Было накоплено большое количество данных о расстояниях, скоростях, порядке перемещения рук рабочих на множестве простых повторяемых операций, например при сварке, штамповке, окраске, термообработке, литье и т. д., а также данные о размерах и массе предметов, которыми приходилось манипулировать. Функции, форма и габа­риты первого промышленного робота «Юнимейт»  диктовались анало­гией с органами человека, так как роботу предстояло заменить его, т. е. «встать» за станки и машины, предназначенные для человека. Было исследовано несколько вариантов систем сервоуправления, которые позволяют роботу запоминать и воспроизводить то, чему его обучили, а также совершать движения как можно быстрее, но в то же время плавно и мягко. Опытный образец робота родился в 1961 г., а его практические испытания и отладка длились пять лет и только после этого оказалось возможным внедрить робот в серийное произ­водство.

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Учебные пособия
Размер файла:
3 Mb
Скачали:
0