Рейнгард Геттнер - Роботы сегодня и завтра

• Название: Роботы сегодня и завтра
• Автор: Рейнгард Геттнер
• Издательство: Педагогика
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1988
• ISBN: 5-7155-0119-9

Книга ученых ГДР посвящена актуальным направлениям совершенствования промышленного производства — роботизации и компьютеризации. Школьники узнают о том, как использование роботов и различных электронных систем способствует ускорению научно-технического прогресса, расширят свои представления о робототехнике.

Для старшеклассников.

---

В настоящее время применяются многочисленные сенсоры и сенсорные системы, среди них видеооптические, инфракрасные и лазерные сенсоры, причем использование экономических, а также надежных тактильных и визуальных сенсорных систем для распознавания заготовки и позиционирования, особенно в отношении связанных с этим задач по управлению и регулировке, в значительной мере облегчается за счет микропроцессорной техники. Таким же образом используются возможности, которые открывает волоконная оптика, от устройств передачи информации на основе светопроводной техники и от систем распознавания объекта к автоматической обработке изображения при высокой разрешающей способности, высокой скорости сбора и оценки данных.

Системы управления роботами при одновременном использовании сенсоров будут комплектоваться таким образом, чтобы они были более эффективными, располагали большей емкостью запоминающего устройства и давали возможность быстрого изменения программы для обработки более мелких партий изделий, экономичной адаптации к тем или иным производственным заданиям. Эффективные системы программирования и диалога «человек — промышленный робот», включая адаптивные системы управления промышленными роботами, находятся в состоянии разработки.

В интересах дальнейшего сокращения времени на обработку и повышение эффективности применяемых станков конструкция промышленных роботов должна позволять выполнение автоматических измерительных операций, автоматический контроль процессов обработки, станков и промышленных роботов и их быстрое переоснащение. Для этого необходим высокий уровень их обслуживания.

При разработке современных станков, промышленных роботов и их комбинаций все большее значение приобретают вопросы эргономики и экологии. Снижение уровня шума и повышение чистоты за счет герметического исполнения, повышение безопасности труда (прежде всего благодаря электронной системе защиты) приобретают все более важное значение. Улучшается соотношение масса — мощность и повышается производительность.

Для дальнейшего повышения производительности гибко автоматизированных промышленных процессов в производстве объединен ряд операций (скрепление, сварка, транспортировка и складирование), при этом усилия направлены на то, чтобы на одном роботе применять одновременно несколько инструментов.

Применение гибких монтажных систем растет. Здесь применяются, с одной стороны, очень гибкие, со свободнопрограммируемым управлением и, с другой стороны, простые системы, которые с точки зрения кинематики и управления по принципу унифицированных узлов могут быть адаптированы к тому или иному заданию. Для исключительно высокой точности при обработке мельчайших деталей (при сборке часов) изготавливаются миниатюрные роботы. Детали и узлы, предназначенные для монтажа, должны быть выполнены таким образом, чтобы робот мог ими манипулировать.

Комплексные технологические системные решения реализуются в ходе осуществления гибкой автоматизации и для не требующего обслуживания производства, а также производства, функционирующего в определенные отрезки времени без обслуживания, ведут к значительному сокращению времени прохода заготовок, к технологической дисциплине и непрерывности производства, к повышению производительности труда, загруженности основных фондов, к увеличению экономии энергии и материалов, улучшению качества продукции.

Для выбора технических задач и для технико-экономической оценки альтернативных роботосистем создаются промежуточно-вспомогательные решения. Для ускорения применения промышленных роботов будет укрепляться сотрудничество между различными отраслями науки и техники.

Математическое обеспечение потребует в будущем более высокой доли рабочего времени и затрат на применение, обслуживание и дальнейшее совершенствование. Техника подпрограмм будет расширяться, увеличится продолжительность программ при использовании промышленных роботов для специальных технологических процессов. Рациональная конструкция, изготовление и последующее использование математического обеспечения, облегчение программирования (среди прочего и решение проблем языков программирования) увеличивают экономическую выгоду в этой области. Алгоритмы, картотеки данных, центральные банки данных и т. п. должны использоваться для дальнейшей рационализации.

Необходимо создать пригодные для широкого применения периферийные устройства, например унифицированные программируемые загрузочные, разгрузочные и транспортные устройства, а также устройства для ориентирования, автоматизированной обработки в определенных местах, другие установки для автоматизации процессов измерения и контроля, накопления и хранения и частично для решения многостаночного обслуживания.

Итак, упомянутые тенденции указывают на широкие качественные изменения в промышленном производстве, в центре которого — промышленная робототехника и дальнейшая автоматизация промышленных процессов.

Исполнится ли мечта человека?

Мечта человека — создать технические устройства, сконструировать и построить такие машины, которые работали бы сами и стали бы своего рода добрыми волшебниками, работали бы за человека или по крайней мере помогали бы ему в работе. С развитием промышленной робототехники исполняется эта давняя мечта.

В ближайшие десятилетия роботы будут улучшаться и совершенствоваться. Они найдут более широкое применение и будут работать с большей эффективностью. Производительность труда в значительной мере возрастет, принося тем самым большую пользу нашему социалистическому обществу и каждому из нас в отдельности.

Мы в этой книге попытались заглянуть на одно или два десятилетия вперед, именно в эти годы будет заложен фундамент той структуры народного хозяйства, с которой наша страна и страны социалистического содружества вступят в XXI в.

При переходе в новое тысячелетие созданная человеческим трудом материально-техническая база общества в качестве ресурса экономического роста приобретает все большее значение, поскольку она соединяет оба изначальных ресурса экономического роста — труд и природу. Оба этих источника материального изобилия лежат в относительно узких рамках.

Резервы, например, прирост рабочей силы, вряд ли возможны. В 90-е гг. число трудоспособного населения в ГДР на некоторое время даже сократится. Освоение природных ресурсов станет сложнее и дороже. Затраты на сырье и энергию за последние 10–15 лет значительно возросли. Импортное сырье за это время выросло в цене. Но и добытые внутри страны сырье и энергоносители часто требуют более высоких затрат. В этих условиях необходимо обеспечить стабильный рост народного хозяйства ГДР, особенно за счет использования богатого потенциала упомянутого третьего вида ресурсов, материально-технической базы, а также ее целенаправленного совершенствования и расширения.

Этот вид ресурсов выгодно отличается от остальных двух вследствие того, что он, с одной стороны, может быть увеличен, улучшен в количественном и качественном отношении за счет капиталовложений, а с другой стороны, изменен за счет научно-технического прогресса. Именно этому и способствует промышленная робототехника на основе использования микроэлектроники.

Микроэлектроника, техника микроЭВМ, автоматическое управление и на ее основе промышленная робототехника создают важные предпосылки для организации безлюдных производств.

Они являются ключом для применения новой технологии и производственной техники будущего. Кроме того, общее развитие на пути комплексной механизации, частичной и полной автоматизации производственных процессов и большого числа производственных установок непосредственно связано с ускоренным применением оптоэлектроники, свето-проводной, лазерной, измерительной, сенсорной и информационной техники. Особенно велико влияние новых открытий на технические установки и устройства для гибкой автоматизации производства.

Одновременно с этим научно-технический прогресс повышает коэффициент эффективности живого труда и природных ресурсов. Экономический эффект научно-технического прогресса находится опять же под решающим влиянием развития и использования духовного потенциала общества и творческой активности трудящихся. В процессе создания материально-технической базы XXI столетия одним из неиссякаемых источников нашего богатства являются труд, способности, активность наших рабочих, ученых, техников и новаторов. Для того чтобы этот источник бил ключом, необходим творческий труд каждого из нас.

Читайте следующую книгу серии «Ученые — школьнику»

О преимуществе здорового образа жизни, основанного на соблюдении элементарных гигиенических правил.