Çfarë mund të bëjë një robot për një person? Çfarë mund të bëjë një robot? Veproni në parim

Sipas llojit të operacioneve të kryera, robotët industrialë ndahen në ndihmëse dhe teknologjike. Robotët ndihmës kryejnë operacione për instalimin e pjesëve të punës në makinën teknologjike dhe heqjen e tyre pas përpunimit. Ata përdorin një pajisje kapëse si një trup pune. Në thelb, robotët ndihmës imitojnë veprimet e një punëtori që i shërben një makinerie. Në të njëjtën kohë, ruhet teknologjia tradicionale e prodhimit të përshtatur me aftësitë njerëzore. Robotët teknologjikë po përpunojnë drejtpërdrejt boshllëqet. Si mjet pune përdorin një mjet pune: pincë saldimi, pistoletë bojë, kokë gërryese etj.

Ndërsa robotët teknologjikë zhvillohen, hapen operacione të shpejta dhe të sakta të prerjes së materialeve, saldimit, lyerjes së produkteve, zgjedhjes së mënyrave optimale të përpunimit, ruajtjes së vëllimeve të pakufizuara të informacionit teknologjik dhe matjes së karakteristikave të produktit, të paarritshme më parë për njerëzit. Kjo ka bërë të mundur krijimin e teknologjive thelbësisht të reja të prodhimit që nuk mund të përdoren pa robotikë.

Në varësi të detyrave të kryera, dallohen robotët manipulues, të lëvizshëm dhe të kontrollit të informacionit.

Roboti manipulues projektuar për të kryer operacione mekanike të ngjashme me ato të kryera nga njerëzit, por me ndryshime në shkallë, madhësi dhe forcë. Këto përfshijnë transferimin e një objekti midis pikave të dhëna, lëvizjen e një objekti përgjatë një shtegu të caktuar, përpunimin e një objekti duke përdorur një mjet në një trup pune. Shumica e robotëve të përdorur në inxhinierinë mekanike janë manipulues automatikë të gjeneratës së parë. Zhvillimi i telekomandës së robotëve manipulues ka bërë të mundur kryerjen e veprimeve në hapësirë ​​dhe kryerjen e operacioneve kirurgjikale ndërkontinentale. Në vitin 2000, operacioni i parë u krye në Francë duke përdorur një manipulues të kontrolluar përmes një kamere televizive nga një kirurg nga Shtetet e Bashkuara.

Robot celular lëviz në hapësirë ​​ndërmjet pikave të dhëna. Hulumtojnë robotët celularë mund të japin mostra nga vende të paarritshme për njerëzit. Robotët celularë të shpëtimit emergjent janë krijuar për të transportuar njerëz nëpër zona të rrezikshme. Robotët e specializuar celularë po zhvillohen për shpërndarjen e materialeve shpërthyese dhe të rrezikshme, operacionet ushtarake dhe luftën kundër terrorizmit, asgjësimin e municioneve të pashpërthyera, pastrimin e minave dhe detyra të tjera që janë të rrezikshme për njerëzit. Robotët e lëvizshëm teknologjikë përdoren në sistemet e prodhimit fleksibël për të transportuar mallra midis njësive të pajisjeve teknologjike.

Robot informacioni dhe kontrolli imiton dhe zgjeron informacionin njerëzor dhe aftësitë e kontrollit. Mund të mos jetë i pajisur me një manipulues. Një robot i tillë është një karrocë vetëlëvizëse me telekomandë e pajisur me kamera televizive në bord, kampionë dhe instrumente matëse. Robotët mbledhin informacion nga sensorët në bord, e përpunojnë atë sipas algoritmeve të specifikuara, grumbullojnë ose transmetojnë informacion tek operatori dhe gjenerojnë automatikisht komandat e kontrollit në varësi të informacionit të marrë. Ndryshe nga njeriu, një robot i kontrollit të informacionit mund të nxjerrë gjithashtu informacione për objektet në mungesë të ndriçimit dhe pas një pengese të padukshme, shpërndarjen e fushës termike mbi sipërfaqen e objektit. Përdorimi i tij ju lejon të rritni shpejtësinë e funksionimit të pajisjes, të kufizuar nga aftësitë psikofiziologjike të operatorit, të grumbulloni informacione rreth kontrollit të kaluar, të parashikoni zhvillimin e procesit, të krahasoni informacionin nga sensorë të ndryshëm dhe të përcaktoni vetitë e objekteve të panjohura në çdo mjedis. . Robotët e informacionit dhe kontrollit përfshijnë robotë kontrollues dhe matës për matjen e parametrave të produktit gjatë procesit të prodhimit.

Klasifikimi i zgjeruar i robotëve industrialë përfshin gjithashtu veçori të tilla si:

lloji i prodhimit ( shkritore, falsifikim, montim, prerje metali, saldim, trajtim termik);

sistemi koordinativ i manipulatorit (cilindri, sferik, drejtkëndor, këndor, etj.);

kapaciteti i ngarkesës (tejkalim i lehtë - deri në 1 kg, i lehtë - deri në 10 kg, i mesëm - deri në 200 kg, i rëndë - deri në 1000 kg);

shkalla e lëvizshmërisë (të palëvizshme ose e lëvizshme);

dizajn (i ndërtuar në pajisje, i montuar në dysheme, i pezulluar);

lloji i lidhjes (pneumatike, hidraulike, elektromekanike);

kontrolli i lëvizjes së një lidhjeje midis pikave të specifikuara (ciklike, pozicionale, konturore).

Aftësitë teknike të robotëve vlerësohen nga kapaciteti nominal i ngarkesës, madhësia dhe forma e zonës së punës, lëvizja maksimale e lidhjeve, koha e lëvizjes së lidhjeve, shpejtësia dhe përshpejtimi i lëvizjes së lidhjeve, gabimi i pozicionimit të punës. elementi, forca dhe koha e kapjes së një objekti, koha e lëshimit të një objekti, dimensionet maksimale dhe minimale të objektit të manipuluar, numri i zhvendosjeve të kontrolluara njëkohësisht, numri i kanaleve të komunikimit me pajisje, presioni i lëngut ose i ajrit, konsumi i energjisë, koha mesatare midis dështimeve, jetëgjatësia e shërbimit, pesha dhe dimensionet.

Zhvillimi i robotikës industriale është në këto drejtime:

kalimi nga robotët ngarkues-shkarkues për servisimin e pajisjeve teknologjike në robotë teknologjikë që kryejnë operacione bazë, si përpunimi mekanik i materialeve, saldimi, veshja;

kombinimi i seksioneve individuale robotike në një sistem prodhimi fleksibël të aftë për të përmbushur porosi të ndryshme në të njëjtën linjë prodhimi;

rritja e përqindjes së robotëve adaptues që mund të përshtaten me ndryshimet në mjedisin teknologjik;

krijimi i robotëve industrialë për industri jo-makineri, si minierat, bujqësia, industria e lehtë, mikroelektronika, mjekësia, transporti.

Përdorimi i robotëve industrialë modernë rrit produktivitetin e pajisjeve dhe prodhimin e produktit, përmirëson cilësinë e produktit, zëvendëson njerëzit në punë monotone dhe të rënda dhe ndihmon në kursimin e materialeve dhe energjisë. Përveç kësaj, ato janë mjaft fleksibël për t'u përdorur në prodhime me vëllim të mesëm dhe të vogël, zona ku mjetet tradicionale të automatizimit nuk janë të zbatueshme. Produktet në shkallë të vogël kanë një treg të madh. Hulumtimet tregojnë se shumica dërrmuese e pjesëve të blera, madje edhe nga ushtria, janë prodhuar në sasi më pak se 100, dhe në MB vlerësohet se afërsisht 75% e të gjitha pjesëve metalike janë prodhuar në sasi më të vogla se 50. Robotët nuk posedojnë ende shumë nga cilësitë më të rëndësishme të qenësishme tek njerëzit, për shembull, ata nuk janë në gjendje të reagojnë në mënyrë inteligjente ndaj situatave të paparashikuara dhe ndryshimeve në mjedisin e punës, të vetë-mësojnë bazuar në përvojën e tyre dhe të përdorin një koordinim të mirë të sistemi i syve me dorë. Mbërthyes ose robotë të ngjashëm përdoren për operacione të tilla si heqja e gërvishtjeve, derdhja, pastrimi i shufrës, farkëtimi, trajtimi termik, derdhja me saktësi, trajtimi i makinerive, formimi, paketimi, trajtimi i pjesëve dhe magazinimi. Në vend të kapëseve, krahët robotikë mund të pajisen me një sërë mjetesh për të kryer detyra që variojnë nga lyerja me spërkatje, aplikimi i veshjeve ngjitëse dhe izoluese deri te shpimi, mbytja, shtrëngimi i dadove, bluarja dhe spërkatja me rërë. Për më tepër, robotët mund të përdoren për saldim në vend dhe me hark, trajtim termik dhe prerje me flakë ose lazer dhe pastrim me avionë uji. Duhet të theksohet se iluzionet fillestare për mundësinë e krijimit të një roboti universal të aftë për të kryer pothuajse çdo punë - nga montimi në saldim në vend - tani janë zhdukur kryesisht. Robotët tani po specializohen, duke u bërë robotë pikturues, robotë saldimi, robotë montimi etj.

Së fundi, në lidhje me zëvendësimin e mundshëm të punëtorëve me jakë çeliku, duhet të mbahet mend se një robot mund të zëvendësojë vetëm dikë që "punon si robot". Megjithatë, nuk është e largët koha kur robotët do të jenë në gjendje të zëvendësojnë njerëzit jo vetëm në punë të lodhshme, të përsëritura apo të vështira, por edhe në punë që dikur mendohej se kërkonin aftësi të fituara përmes përvojës. Prandaj, është e kuptueshme që shumë njerëz janë të shqetësuar për përhapjen e robotëve për shkak të një rritje të mundshme të papunësisë.

Me ardhjen e pajisjeve të sofistikuara robotike, nuk mund të thuhet më se robotët thjesht do të zëvendësojnë njerëzit në punë jo tërheqëse, por njerëzimi përballet me degradim nëse, nga frika e papunësisë, vazhdon të punojë në punë të lodhshme dhe monotone.

Lloji i robotit i përshkruar zakonisht në filma dhe filma vizatimorë, me tipare dhe sjellje humanoide, ka pak të përbashkëta me robotët që po ndërtohen në laboratorët inxhinierikë në mbarë botën.

Kjo mospërputhje është për shkak të dy arsyeve: forma optimale për punë rrallë i ngjan një fiziku njerëzor dhe sjellja e njeriut është shumë komplekse për t'u përkthyer në një program kompjuterik të përshtatshëm për të kontrolluar veprimet e një roboti.

Megjithatë, inxhinierët kanë arritur të zhvillojnë një robot që mund të imitojë disa funksione njerëzore. Siç tregohet në ilustrim, krahët mekanikë të një roboti, të quajtur manipulues, mund të mbajnë dhe të kthejnë objektet në të njëjtën mënyrë si duart e njeriut. Sytë elektronikë i lejojnë robotit të perceptojë objektet përreth dhe të ndërveprojë me to.

Një dorë e thjeshtë roboti, e quajtur manipulator, përbëhet nga dy gishta që hapen dhe mbyllen për të kapur një objekt. Një manipulues i lidhur me nyjet rrotulluese mund të lëvizë objektet lart e poshtë dhe t'i rrotullojë ato në të gjitha drejtimet. Një sensor elektronik lejon gishtat e manipuluesit të rregullojnë forcën e ngjeshjes.

Shkencëtarët specialistë nuk kanë krijuar ende një robot humanoid plotësisht funksional. Megjithatë, robotët e specializuar mund të imitojnë shumë funksione të kufizuara njerëzore.

vizion dixhital

Syri i robotit përbëhet nga një kamerë televizive që kap imazhe vizuale dhe një mikroprocesor që i konverton këto imazhe në sinjale elektrike.

Kur syri i robotit fokusohet në një objekt (poshtë), mikroprocesori prodhon një imazh elektrik (djathtas).

Robot shpirt

Në vend të një truri, roboti kontrollohet nga një program kompjuterik. Programi merr të dhëna nga sensori, më pas përpunon informacionin për të përcaktuar se si roboti duhet t'i përgjigjet.

Zvarritje, jo vrapim

Shkencëtarët nuk kanë krijuar ende një robot të vërtetë celular. Rrotat u ofrojnë robotëve mjetet më të thjeshta të lëvizjes, por nuk janë të përshtatshme për robotë që duhet të merren me sipërfaqe të pabarabarta, si shkallët. Një opsion i mundshëm mund të jenë centipedat, të cilat do ta ndihmojnë robotin të ruajë stabilitetin në një sipërfaqe të paqëndrueshme.

Shkrimtarët e trillimeve shkencore shpikën robotë dekada më parë, por njerëzit e zgjuar prej metali nuk u shfaqën kurrë në rrugët tona. Shumë gjëra pengojnë kthimin e ëndrrave tuaja në realitet. Përfshirë edhe vetë njeriun

Ndihmës jo-gjenerikë

Krijesat e lezetshme të bëra nga plastika dhe lidhjet më të fundit, sipas njerëzve, duhet të bëjnë punë të vështira ose të mërzitshme: të shkojnë në dyqan, të lajnë enët, të fshijnë me korrent, të bëjnë detyrat e shtëpisë me fëmijët dhe të flasin me gjyshen për motin. Nëse është e nevojshme, ata do t'i çojnë faturat në bankë dhe do ta çojnë pronarin në punë.

Secila prej këtyre veprimeve në vetvete nuk kërkon shumë përpjekje, por së bashku ata marrin shumë kohë, kështu që robotët shtëpiak duhet të jenë universal.

“Sot në laboratorë ka robotë që mund të zgjidhin disa detyra paralelisht, por, së pari, në çdo moment ata janë të zënë vetëm me njërën prej tyre dhe së dyti, ata nuk mund të zgjedhin në mënyrë të pavarur se cilës detyrë t'i japin përparësi. Për më tepër, robotët nuk e kuptojnë fare se çfarë të mos bëjnë në një situatë të caktuar.”“shpjegon pedagogu i lartë në Birmingham School of Computer Science dhe specialisti i inteligjencës artificiale Nick Hawes.

Për të fshirë një apartament, robotit i duhet një algoritëm, për të shkuar në dyqan - një tjetër, dhe të dy duhet të regjistrohen në "trurin" elektronik. Një ndryshim i vogël në parametra, nëse fillimisht nuk ishte specifikuar, për shembull, seksionet e ushqimit në një dyqan janë ndërruar, e bën detyrën të pamundur. Makina ekzekuton vetëm komandat e paracaktuara dhe nuk mund të "kuptojë" se, në fakt, gjithçka në dyqan mbetet e njëjtë. "Një zgjidhje për problemin është krijimi i një lloj rrjeti social për robotët, ku ata do të ngarkojnë të dhënat e marra në situata të reja dhe robotët e tjerë do të mund t'i shkarkojnë ato.", thotë Nick.

Mendje e kufizuar

Një tipar tjetër që shkrimtarët e ardhshëm ia atribuojnë robotëve, së bashku me shkathtësinë, është inteligjenca fantastike. Që kur u krijua IBM kompjuter BLU të thellë mundi një nga shahistët më të mëdhenj në planet, Garry Kasparov, shumë njerëz mendojnë se makinat i kanë tejkaluar njerëzit për nga inteligjenca. Superkompjuterët dhe procesorët në telefonat celularë që kryejnë mijëra operacione në sekondë e përforcojnë këtë besim. Por në realitet, njerëzit nuk kanë asgjë për të frikësuar.

Mendja e robotëve është e kufizuar nga i ashtuquajturi problem i kuptimit. “Ky është një problem kolosal i robotikës, thotë Hoz. “Robotët nuk e kuptojnë çfarë do të thotë “lule” apo “qiell” apo çfarëdo tjetër. Edhe më keq, vetë njerëzit nuk e dinë se çfarë është kuptimi - ata thjesht e kuptojnë atë, kjo është e gjitha.". Makina mund të mësojë se një objekt me katër këmbë me ndenjëse dhe shpinë është një karrige, por kuptimi i konceptit "karrige" është i paarritshëm për të. Prandaj, një robot nuk ka gjasa të njohë një karrige projektuesi pa këmbë dhe me një shpinë të ndarë, përkundër faktit se një person nuk do të ketë asnjë problem me këtë.

“Njerëzit krijojnë baza të të dhënave të mëdha ku shkruajnë të gjitha kuptimet e mundshme të fjalëve. Por kjo është vetëm një zgjidhje e pjesshme: nëse ajo për të cilën po flisni është në bazën e të dhënave, roboti do t'ju kuptojë. Po nëse fjala nuk është aty? Ekziston një qasje tjetër ku robotëve u mësohet kuptimi përmes përvojës. Por përsëri, ata do të mësojnë vetëm kuptimin e atyre koncepteve që kanë hasur personalisht.”, thotë Nick Hawes.

Mungesa e dëshirave

Ndoshta mbi të gjitha, njerëzit kanë frikë se një ditë robotët do të lodhen duke iu bindur njerëzve dhe ata do të pushtojnë botën. Perspektiva nuk ka gjasa jo vetëm sepse robotët nuk e kuptojnë kuptimin e fjalëve "marrë përsipër" dhe "botë". Një arsye shumë më bindëse është se deri më tani inxhinierët nuk kanë qenë në gjendje t'u japin robotëve vetëdije. Ky koncept i vështirë për t'u përcaktuar u jep njerëzve lirinë e zgjedhjes dhe dëshirës, ​​duke përfshirë dominimin e botës.

“Ne nuk e kuptojmë ende se si formohet ndërgjegjja tek njerëzit, që do të thotë se nuk mund ta riprodhojmë atë në robotë. Sipas mendimit tim, çështja është se si janë të lidhura saktësisht pjesët e ndryshme të trurit me njëra-tjetrën. Nëse e kuptojmë ndonjëherë këtë, ne mund të jemi në gjendje të përsërisim strukturën e trurit dhe t'u japim robotëve vetëdije.", beson Hoz.

Makinat që nuk e kuptojnë kuptimin e fjalëve dhe nuk kanë vetëdije nuk do të jenë në gjendje të zëvendësojnë njerëzit aty ku është e nevojshme të veprojnë jashtë shabllonit, edhe nëse është kompleks. Për shembull, edhe pse robotët nuk e njohin frikën, ata nuk kanë frikë nga dhimbja, mund të ekzistojnë pa oksigjen dhe ujë dhe të përballojnë temperaturat ekstreme - ata bëjnë astronautë shumë të këqij. “Informacionin që një rover i duhen tre muaj për të mbledhur, një person do ta merrte në tre orë, shpjegon Nick. “Njerëzit nga Toka shikojnë telemetrinë dhe i dërgojnë udhëzimet e pajisjes se sa centimetra të udhëtojnë, cilit gur t'i afrohen, cilin mjet të përdorin. Një person do t'i merrte të gjitha këto vendime në një sekondë.". Mesatarisht, një sinjal udhëton nga Marsi në Tokë për rreth 15 minuta (dhe po aq mbrapa), por komunikimi nuk është gjithmonë i mundur për shkak të ndërhyrjeve. Prandaj, "shterimi" nga një udhëtim i shkurtër njerëzor në Mars do të ishte qindra herë më i madh se disa misione robotike, secila prej të cilave zgjati vite. Mbajtësi i rekordeve midis njëqindvjeçarëve marsianë, roveri Opportunity, ka udhëtuar vetëm 40 kilometra në më shumë se 10 vjet në Planetin e Kuq.

Po, robotët llogariten mirë, janë të fortë, elastikë dhe punojnë pa ndërprerje për gjumë dhe ushqim. Por, në mënyrë paradoksale, makinat nuk do të shfaqen si asistentë universale derisa të bëhen më humane dhe të fitojnë vetëdije (ose ndoshta një shpirt).

Foto: Diomedia (x6), PAL Robotics SL (x2), DARPA

Pra, robotët janë sisteme që mund të zëvendësojnë njerëzit në fusha të ndryshme të aktivitetit për shkak të aftësive të tyre për të "menduar" dhe "bërë" (natyrisht, raporti midis "mendoni" dhe "bëj" është i ndryshëm për robotë të ndryshëm). Fushat e aplikimit të robotëve tashmë janë jashtëzakonisht të larmishme, nga kujdesi mjekësor, ku ata veprojnë si infermierë dhe kujdesen për të sëmurët, deri tek kërkimi, ku robotët mund të zëvendësojnë njerëzit në thellësi të oqeanit dhe në planetë të tjerë.

Në këtë libër ne do të kufizojmë veten në shqyrtimin e robotëve që përdoren në inxhinierinë mekanike, prodhimin e instrumenteve dhe industrinë radio-elektronike, dhe nuk do të prekim ato që nevojiten për bujqësinë, industrinë e lehtë dhe minierave, etj.

Për çfarë shërbejnë robotët industrialë? Përgjigja për këtë pyetje duket të jetë e thjeshtë: ato nevojiten për të zëvendësuar një person në aktivitetet e tij prodhuese, domethënë për të kryer lloje të ndryshme të operacioneve teknologjike bazë dhe ndihmëse. Megjithatë, jo gjithçka kaq e thjeshtë.

Konsideroni, për shembull, procesin teknologjik të përpunimit në prodhimin e një çekiçi. Në parim, robotët industrialë modernë mund ta bëjnë këtë lehtësisht duke përdorur një skedar. Por a është kjo racionale në prodhim? Rezulton se jo. Në fund të fundit, tashmë janë krijuar makina metalprerëse me kontroll numerik (CNC), të cilat në mënyrë automatike, pa ndërhyrjen njerëzore në procesin e përpunimit, mund të zgjidhin këtë dhe probleme të tjera, shumë më komplekse, përfshirë ato që një person nuk mundet më. përballen me dorë, dhe shumë më shpejt dhe me cilësi më të lartë.

Është e qartë se asnjë robot nuk mund të konkurrojë me një makinë të tillë. Por kjo nuk është e nevojshme. Makineritë e përpunimit CNC janë projektuar që, duke hequr materialin e tepërt nga pjesa e punës (lëvizja), të marrin një pjesë të formës dhe madhësisë së kërkuar, pra të automatizojnë procesin e prerjes. Ato janë universale, domethënë mund të përpunojnë një sërë pjesësh që ndryshojnë në formë, madhësi, material etj. Por deri më tani, njerëzit i kanë instaluar këto pjesë në makinë dhe i kanë hequr. Këtu ka një paradoks, në një kuptim të caktuar. Gjëja më komplekse që përcaktoi kualifikimet e punëtorit pas torno universale, pra vetë procesi i përpunimit të pjesës, ishte i automatizuar duke përdorur një torno CNC, por detyrat më të thjeshta të instalimit të pjesës në çakun e makinës, që çdo student mund të përballojë lehtësisht kthesën, nuk ishte e mundur të automatizohej (natyrisht, nuk po flasim për linja automatike në prodhim masiv dhe në shkallë të gjerë, të cilat përpunojnë të njëjtën pjesë; atje këto operacione kryhen, për shembull, nga operatorët e automjeteve ). Dhe kjo është shkaktuar nga shumëllojshmëria e formave, madhësive, trajektoreve të lëvizjes së pjesëve dhe, natyrisht, vlen jo vetëm për pajisjet e përpunimit.

Operacionet e ngarkimit dhe shkarkimit të pajisjeve teknologjike janë ndihmëse. Por fushëveprimi i zbatueshmërisë së robotëve në prodhim nuk është i kufizuar vetëm në to.

Për shembull, gjatë procesit të saldimit elektrik, është e nevojshme që fundi i elektrodës të lëvizë me një shpejtësi të caktuar në lidhje me bashkimin e pjesëve që saldohen. Nëse trajektorja e lëvizjes është e thjeshtë, për shembull e drejtë, atëherë ky proces mund të automatizohet. Por më shpesh pjesët që saldohen kanë një formë komplekse dhe, për rrjedhojë, një konfigurim kompleks të nyjeve, kjo është arsyeja pse një sasi kaq e madhe e punës së saldimit u krye me dorë. Robotët zëvendësojnë me mjaft sukses njerëzit në këto procese.

E njëjta gjë mund të thuhet për lyerjen me llak duke përdorur armë llak (ka metoda të tjera të lyerjes, veçanërisht zhytja, por ne nuk do të ndalemi në to). Pjesët me formë të thjeshtë, të tilla si panelet, lyhen duke përdorur transportues bojë në të cilët pjesët lëvizin me një shpejtësi konstante përtej armëve me spërkatje. Për pjesët me forma më komplekse, kjo metodë nuk është e përshtatshme, pasi për lyerje uniforme është e nevojshme që distanca nga pistoleta me spërkatje në sipërfaqen që do të lyhet dhe shpejtësia e lëvizjes të jetë konstante. Epo, po sikur pjesa të ketë formën e një kabineti ose kornize, e cila gjithashtu duhet të lyhet nga brenda? Robotët mund t'i zgjidhin me sukses edhe këto probleme.

Çfarë është e zakonshme në këto procese teknologjike të ngarkimit të pjesëve, saldimit, lyerjes, çka na lejon të flasim për mundësinë dhe domosdoshmërinë e përdorimit të robotëve për kryerjen e tyre? Gjëja e përgjithshme është se në të gjitha rastet është e nevojshme të sigurohet që pjesa të lëvizë në lidhje me çdo mjet pune përgjatë një trajektoreje mjaft komplekse (në parim, nuk ka rëndësi nëse roboti e lëviz pjesën në lidhje me pajisjet, si kur ngarkohet, ose kokën e saldimit, si gjatë saldimit). Kompleksiteti i trajektores që mund të sigurojë një robot arrihet duke rritur kompleksitetin e kinematikës së aktuatorëve.

Kështu, qëllimi i robotëve industrialë është të lëvizin një pjesë në hapësirë, ose një mjet pune (kokë saldimi, pistoletë) në lidhje me pjesën, ose pjesë në lidhje me njëra-tjetrën (si, për shembull, në një montim). Natyrisht, është e nevojshme të sigurohet që të plotësohen disa kushte dhe të respektohen regjimet teknologjike. Për shembull, gjatë montimit, shpesh është e nevojshme të ushtrohet forcë për të ndërlidhur pjesët.

Cili është kompleksiteti i operacioneve teknologjike të këtij lloji dhe pse vetëm njerëzit mund t'i kryejnë ato? Ka dy arsye kryesore: e para është shumëllojshmëria e formave dhe madhësive gjeometrike të pjesëve dhe trajektoreve përgjatë të cilave duhet të lëvizin këto pjesë, dhe arsyeja e dytë, që rrjedh nga e para, është sasia e madhe e informacionit, shumëllojshmëria dhe kompleksiteti i detyrave të përpunimit të tij gjatë operacioneve.

Le të përcaktojmë tani se çfarë është një robot industrial. Sipas Standardit Shtetëror, një robot industrial është "një makinë automatike e riprogramueshme që përdoret në procesin e prodhimit për të kryer funksione motorike të ngjashme me funksionet njerëzore kur lëviz artikujt e prodhimit dhe (ose) pajisjet teknologjike".

Meqenëse roboti merr një sërë funksionesh të prodhimit njerëzor, është interesante të krahasohet funksionaliteti i tyre, por kjo kërkon një sistem kriteresh për vlerësimin e tyre. Këtu janë karakteristikat kryesore teknike të robotit, duke ju lejuar të gjykoni se çfarë mund të bëjë.

Gjëja e parë me interes është se çfarë lloj peshash mund të ngrejë. Kapaciteti i vlerësuar i ngarkesës i një roboti industrial përcakton masën maksimale të objekteve industriale që mund të manipulojë, dhe jo vetëm që duhet të jetë në gjendje të kapë dhe mbajë, por edhe vlerat e përcaktuara të karakteristikave të tjera operacionale. Bazuar në kapacitetin e tyre të ngarkesës, robotët ndahen në grupe: nga ultra të lehta, të krijuar për të punuar me pjesë që peshojnë deri në 1 kg, deri te objektet e prodhimit super të rëndë, që peshojnë më shumë se 1000 kg.

Një karakteristikë tjetër kritike është saktësia me të cilën roboti mund të lëvizë një pjesë ose mjet në një pozicion të caktuar në hapësirë. Quhet gabimi i pozicionimit të trupit të punës të manipuluesit dhe karakterizon devijimin e pozicionit të trupit të punës të manipuluesit të një roboti industrial nga ai i specifikuar gjatë programimit të tij. Gabimi i lejueshëm i pozicionimit varet nga operacionet për të cilat përdoret roboti. Nëse ai lyen një pjesë me një pistoletë llak, atëherë një gabim pozicionimi prej disa milimetrash praktikisht nuk ka asnjë efekt në cilësinë e produktit. Sidoqoftë, në saldimin me hark, me një gabim të tillë, roboti mund të mos e marrë as elektrodën në bashkimin e pjesëve. Këtu, gabimi i lejueshëm i pozicionimit nuk duhet të kalojë të dhjetat e milimetrit. Sa i përket montimit të orës, në përgjithësi kërkohet saktësi mikron.

Një karakteristikë e rëndësishme janë karakteristikat gjeometrike të zonës së punës së një roboti industrial. Zona e punës është hapësira në të cilën mund të vendoset pjesa e punës e manipulatorit; me fjalë të tjera, kjo është tërësia e të gjitha atyre pikave në të cilat mund të zhvendoset elementi i punës. Në varësi të dizajnit të robotit industrial, zona e punës mund të ketë një formë të ndryshme, për shembull një drejtkëndësh. Zona e punës karakterizohet nga dimensionet lineare ose këndore, zona e prerjes tërthore dhe vëllimi.

Por koncepti i një zone pune nuk karakterizon mjaftueshëm aftësitë teknologjike të një roboti. Për shembull, një robot montimi i tipit Skilam ka një zonë pune të treguar në Fig. 2. Por a mund të kryejë ndonjë operacion montimi brenda zonës së punës? Rezulton se jo. "Skylam" është i aftë të kryejë operacione montimi në të cilat lëvizja e punës për zbatimin e ndërfaqes kryhet vetëm vertikalisht nga lart poshtë. Nëse keni nevojë të lëvizni në një kënd, atëherë "Skilam" nuk do ta përballojë këtë detyrë. Dora e tij nuk është mjaft fleksibël, kështu që ai nuk mund të lëvizë pjesë në hapësirë ​​përgjatë një trajektore arbitrare. Këto aftësi varen nga numri i shkallëve të lëvizshmërisë së robotit industrial. Numri i shkallëve të lëvizshmërisë i referohet numrit të shkallëve të lirisë së zinxhirit kinematik të manipuluesit. Në praktikë, është e barabartë me numrin e çifteve kinematike, rrotulluese dhe përkthimore. Nga kursi i gjeometrisë analitike dihet se për të kryer ndonjë lëvizje në hapësirën tredimensionale mjaftojnë tre lëvizje përkthimore dhe tre rrotulluese. Është numri i shkallëve të lëvizshmërisë që përcakton kryesisht tepricën kinematike të robotit dhe gjerësinë e funksionalitetit të tij.

Oriz. 2. Roboti i specializuar i montimit "Skilam" (Japoni) (a) dhe konfigurimi i zonës së tij të punës (b)

Koncepti i hapësirës së punës, hapësira në të cilën mund të vendoset aktivizuesi i një roboti industrial, ndryshon nga koncepti i një zone pune.

Ka robotë të palëvizshëm dhe të lëvizshëm. Robotët e palëvizshëm janë krijuar për të punuar në një pozicion pune. Robotët celularë shërbejnë në disa pozicione. Këto përfshijnë, për shembull, robotë të tipit portal, të tillë si M-33 (Fig. 3), të cilët mund të lëvizin përgjatë një hekurudhe të vetme dhe të shërbejnë disa torno, si dhe robotë transportues që transportojnë pjesët e punës dhe pjesët nga magazina në makineri dhe mbrapa, transferimi i pjesëve nga makina në makinë.

Kur flasim për karakteristikat e performancës së robotëve industrialë, nuk mund të mos përmendet besueshmëria e tyre. Fatkeqësisht, sa më i gjerë të jetë funksionaliteti, aq më pak i besueshëm është roboti për shkak të kompleksitetit të tij më të madh. Besueshmëria e robotëve vlerësohet nga koha mesatare midis dështimeve. Përmirësimi i besueshmërisë së robotëve është i rëndësishëm. Në fund të fundit, linja e prodhimit shërbehet nga disa robotë (dhe nganjëherë disa dhjetëra), dhe nëse ndonjëri prej tyre dështon, e gjithë linja ndalon.

Përkundër faktit se ka kaluar shumë pak kohë nga krijimi i robotëve të parë industrialë, tashmë ka tre gjenerata të tyre. Gjenerata e parë janë robotë softuerësh, gjenerata e dytë janë robotë adaptues dhe gjenerata e tretë janë të ashtuquajtur robotë inteligjentë.

Si ndryshojnë robotët e gjeneratave të ndryshme? Ato ndryshojnë në shumë mënyra, por ndryshimi kryesor i tyre është fleksibiliteti, aftësia për t'u përshtatur, për të ndryshuar sjelljen e tyre kur ndryshon mjedisi i prodhimit. Ky fleksibilitet (natyrisht, brenda kufijve të funksionalitetit në varësi të kinematikës së robotit) përcaktohet kryesisht nga informacioni për mjedisin e jashtëm që roboti mund të perceptojë dhe aftësia për ta përpunuar atë nga sistemi i kontrollit të robotit, i cili gjeneron veprime kontrolli për aktivizuesit.

Megjithatë, nuk duhet menduar se një gjeneratë robotësh po zëvendëson vazhdimisht një tjetër. Kjo shpjegohet me faktin se kur përdorni robotë, është e nevojshme t'i përmbaheni parimit të tepricës minimale funksionale, d.m.th., në varësi të natyrës së detyrës teknologjike që roboti duhet të kryejë, duhet të zgjidhni nivelin e tepricës së tij funksionale nr. më e lartë se ajo që kërkohet nga një detyrë specifike.

Ne kemi thënë tashmë se historia e robotikës nuk filloi "nga e para". Paraardhësit e robotëve industrialë ishin manipulues të integruar (autooperatorë), të cilët ndonjëherë quhen robotë të gjeneratës zero dhe tani përdoren me sukses në linjat automatike. Linjat automatike krijohen në prodhim masiv dhe në shkallë të gjerë për të prodhuar të njëjtën pjesë në sasi të mëdha dhe për një periudhë të gjatë kohore (disa vite). Autooperatorët punojnë në të njëjtin cikël me të gjitha pajisjet e tjera teknologjike të linjës dhe kryejnë operacione ndihmëse të ngarkim-shkarkimit të saj. Meqenëse pjesa është gjithmonë e njëjtë, nuk ka nevojë të rindërtoni operatorin e automjetit.

Gjenerata e parë e robotëve - softuerët - dallohen nga fakti se sjellja e tyre mund të ndryshojë si rezultat i ndryshimit të programit. Konsideroni, për shembull, një robot që ngarkon pjesë në çakun e një torno CNC nga një paletë (kjo është një pajisje për transportimin e pjesëve në të cilat ato ruhen të orientuara rreptësisht në fole të veçanta). Roboti merr pjesët e punës nga paleta një nga një dhe i vendos ato në çakun e makinës, dhe pjesët e përfunduara në foletë e lira. Pasi të jenë përpunuar të gjitha pjesët në paletë, mund të dorëzohet një paletë me pjesë të tjera. Pastaj një program kontrolli duhet të futet në makinën CNC për të përpunuar pjesën e re. Programi i ri është futur gjithashtu në sistemin e kontrollit të robotit. Kështu, roboti është rikonfiguruar për të ngarkuar pjesë të tjera, ndërkohë që funksionon në një mjedis rreptësisht determinist.

Të gjitha informacionet rreth ndryshimeve në mjedisin e prodhimit hyjnë në sistemin e kontrollit të robotit gjatë programimit të tij. Informacioni në lidhje me ndryshimet në mjedisin e marrë gjatë funksionimit të robotit është jashtëzakonisht i parëndësishëm. Një robot i pa pajisur me një sensor të veçantë, nëse nuk ka pjesë në asnjë çarje të paletës, do të përpiqet të "marrë" hapësirën e zbrazët dhe ta instalojë atë në çak. Nëse roboti është i pajisur me sensorë të prekshëm që mund të zbulojnë mungesën e një pjese, ai do të ndalojë dhe do të thërrasë një person që duhet të zbulojë arsyet e ndalimit dhe t'i eliminojë ato. Një robot softuerësh nuk mund të përshtatet me një program të ri ose të përshtatet me ndryshimet që kanë ndodhur pa ndihmën e njeriut. Informacioni në lidhje me ndryshimet e paplanifikuara në mjedisin e prodhimit që hyn në sistemin e kontrollit të robotit mund të shkaktojë vetëm një lloj reagimi - ndalimin e funksionimit të tij dhe thirrjen e personelit të shërbimit. Në të njëjtën kohë, falë aftësisë së tyre për t'u përshtatur shpejt për të kryer detyra të reja, robotët softuerikë kanë gjetur aplikim të gjerë në fusha të ndryshme të industrisë dhe tani përbëjnë shumicën e robotëve të përdorur në industri.

Robotët e gjeneratës së dytë janë në gjendje t'i përgjigjen ndryshimeve në mjedisin e jashtëm. Ato quhen adaptive. Çfarë ndryshimesh në mjedisin e jashtëm nënkuptohen këtu? Në fund të fundit, duket se në prodhim gjithçka mund të organizohet në atë mënyrë që një robot të duhet vetëm të ekzekutojë një program të caktuar, dhe kjo do të sigurojë funksionimin e tij të besueshëm. Megjithatë, kjo nuk është gjithmonë e mundur.

Konsideroni, për shembull, procesin e saldimit me hark. Supozoni se duhet të bashkoni një mur anësor në çatinë e kabinës së traktorit Bjellorusi. Pjesët që do të saldohen kanë një formë komplekse, dhe bashkimi ka një konfigurim kompleks. Një robot i pajisur me një kokë saldimi duhet ta lëvizë atë përgjatë një rruge të përshtatshme dhe kjo lëvizje mund të programohet. Çfarë ndodh në praktikë kur një operacion saldimi kryhet nga një robot softuerësh? Në vend të produkteve të mira, ne shpesh përfundojmë me produkte me defekt. Kjo për faktin se pjesët, siç kemi thënë tashmë, kanë një formë komplekse, dimensione domethënëse dhe kërkesat për saktësinë e prodhimit të tyre nuk janë shumë të larta, pasi devijimet e vogla në dimensione nuk kanë një efekt të rëndësishëm në karakteristikat funksionale të kabinës; gjatë transportit, pjesët e bëra prej fletë metalike mund të deformohen pak, por gjatësia e bashkimit është mjaft e rëndësishme. Si rezultat, roboti do të vendosë një shtresë në disa vende mirë, në të tjera vetëm në njërën nga pjesët që saldohen, dhe në disa vende madje "gaton ajrin".

Një robot adaptiv saldimi, duke kryer këtë operacion duke përdorur sensorët me të cilët është i pajisur, monitoron vazhdimisht pozicionin e elektrodës në lidhje me bashkimin e pjesëve. Informacioni për zhvendosjen hyn në sistemin e kontrollit të robotit, i cili e përpunon atë në kohë reale, gjeneron veprime kontrolli dhe ia transmeton ato organeve ekzekutive të robotit, të cilët korrigjojnë trajektoren e lëvizjes.

Kështu, robotët adaptues kanë një sistem të zhvilluar për perceptimin e informacionit rreth mjedisit të jashtëm gjatë funksionimit të tyre, të cilin robotët softuerikë nuk e kanë. Ky informacion jo vetëm që duhet të perceptohet, por edhe të shndërrohet në informacion kontrolli, prandaj robotët adaptues kanë një sistem përpunimi informacioni. Meqenëse një kompjuter është një makinë universale për përpunimin e informacionit, sistemet e kontrollit për robotët adaptues krijohen në bazë të sistemeve llogaritëse mjaft të fuqishme të bazuara në teknologjinë e mikroprocesorit. Sigurisht, reagimi i robotit ndaj ndryshimeve në mjedisin e jashtëm duhet të jetë mjaft i përcaktuar. Algoritmet për përpunimin e informacionit në lidhje me ndryshimet në mjedisin e jashtëm në veprime kontrolli janë programuar dhe përbëjnë një pjesë shumë të rëndësishme të softuerit. Përsosja e softuerit të një roboti adaptiv kryesisht siguron gjerësinë e funksionalitetit dhe efikasitetin operacional. Robotët e gjeneratës së dytë tashmë po përdoren në industri, por numri i tyre është ende relativisht i vogël.

Robotët e gjeneratës së tretë janë inteligjentë. Ato nuk prodhohen ende nga industria dhe nuk përdoren në prodhim. Dhe fusha e aplikimit të tyre është... prodhimi nuk është ende i qartë. Shkencëtarët në vendin tonë dhe jashtë vendit po kryejnë kërkime intensive jo aq në drejtim të krijimit të robotëve inteligjentë, por në përpjekje për të zgjidhur detyrën më të lehtë të krijimit të disa elementeve të "inteligjencës" artificiale. Si ndryshojnë robotët inteligjentë nga të tjerët? Si robotë të gjeneratës së tretë, ata natyrisht janë të pajisur me të njëjtat aftësi si robotët e gjeneratës së parë (softuerët) dhe të gjeneratës së dytë (përshtatëse). Robotët inteligjentë, si ato softuerike, janë të aftë për aktivitet të qëllimshëm dhe mund të kryejnë një sekuencë veprimesh të specifikuara rreptësisht nga programi. Ashtu si robotët adaptues, ata janë në gjendje të perceptojnë informacionin rreth mjedisit të jashtëm, ta përpunojnë atë dhe të ndryshojnë sjelljen e tyre në përputhje me ndryshimet në mjedisin e jashtëm. Dallimi kryesor midis robotëve inteligjentë është se ata janë në gjendje të planifikojnë aktivitetet e tyre. Mjafton të vendosësh një detyrë për një robot të gjeneratës së tretë: të formulojë qartë një qëllim, kriteret me të cilat duhet të vlerësojë mënyrat për të arritur qëllimin, të vendosë kufizime brenda të cilave mund të veprojë dhe ai vetë mund të zhvillojë shumë metoda, mënyra zgjidhjen e detyrës, vlerësoni ato nga këndvështrimi bazuar në kriteret e dhëna, zgjidhni rrugën më të mirë në kushte specifike dhe zgjidhni problemin. Kështu, gjëja kryesore që dallon robotët e gjeneratave të ndryshme është vëllimi dhe kompleksiteti i detyrave të përpunimit të informacionit që lindin gjatë funksionimit të tyre.