Прототип робота в ссср

СОВЕТ­СКИЕ РОБОТЫ

термин

Карел Чапек

Появлением слова «робот» история обязана известному фантасту Карелу Чапеку. Оно возникает в книге «R.U.R», где описывается фабрика по производству человекоподобных машин.

Айзек Азимов

Айзек Азимов впервые использует слово «робототехника».

классификация

Промышленные роботы

для работы на производстве. Это, как правило, манипуляторы, управляемые программой.

Военные роботы

для проведения стратегических разведывательных действий, а также для осуществления сложных и опасных для человека операций — роботы-саперы и т.д.

Космические роботы

зонды, луноходы, марсоходы

Человекоподобные роботы

роботы, осуществляющие вспомогательные функции

первый робот

В 1936 году

В 1936 году советский школьник Вадим Мацкевич сконструировал электронного робота с мотором. На создание этого объекта у него ушло два года. Отдаленно антропоморфное создание умело немногое — только поднимать руку. Электронный робот был представлен на Всемирной выставке в Париже в 1937 году.

расцвет

Расцвет и развитие робототехники

В СССР электронные роботы были идеологически перспективным проектом. Механизация и автоматизация тяжелого труда являлись одними из ключевых стратегий развития техники. Конструкторы собирали самых невероятных роботов, а ученые ставили смелые эксперименты по созданию киборгов. Юные техники из дворцов пионеров также трудились над созданием простой робототехники.

«Робот, как устройство в классическом понимании был создан в 1966 г. в воронежском институте ЭНИКмаш – это был автоматический манипулятор для переноса и укладывания металлических листов»

Советские роботы

С 60-х годов наблюдается бурное развитие роботостроения. 
Его расцвет хронологически совпал и с реализацией первых космических проектов, и, в частности, с полетом Юрия Гагарина и запуском автоматической межпланетной станции «Венера-1». Соответственно, одним из приоритетных направлений была космическая робототехника.

юные техники

Работы юных техников и игрушечные роботы

Проекты юных техников в области роботостроения заслуживают не меньшего внимания, чем работы взрослых ученых-конструкторов.

Чего стоит один только робот «рыцарь радиоэлектроники»

робот прогуливается по городу

робот экскурсовод в музее

робот, который синтезирует алмазы

подводный робот-краб

хронология

Автоматическая межпланетная станция «Луна-9»
Совершила мягкую посадку на Луну и доставила туда автоматическую лунную станцию массой 100 кг. Оттуда были получены панорамные изображения луны.

Киборг-регулировщик. Москва, лето 1967 года. Этот робот должен был заменить сотрудника ГАИ. Он знал 79 команд и управлялся дистанционно. К сожалению, этот проект остался нереализованным.

Промышленные роботы в СССР (1986 год)

«Луноход-1»
Первый в мире планетоход, самостоятельно передвигающийся по поверхности Луны. Проработал 11 лунных дней (или 10,5 земных месяцев). Он изучал поверхность и делал панорамные снимки.

«Марс-3»
Межпланетная станция, которая предназначалась для изучения Марса с орбиты и поверхности планеты. Впрочем, передача данных с планеты осуществлялась всего 14,5 секунд. «Марс-3» был первым в мире аппаратом, который приземлился на Марс с мягкой посадкой. И до сих пор является первым для советско-российской космонавтики.

Советский штурм Марса (1971 год –»Марс-2″ и «Марс-3»)

Впервые создана робототехника с нейронной сетью — транспортный робот «ТАИР». Он перемещался в естественной среде, обладал навыками маневрирования. Имеет внешние признаки тележки с датчиками.

Кто за стеной

Тест Тьюринга — эмпирический тест, идея которого была предложена Аланом Тьюрингом в статье «Вычислительные машины и разум»

Промышленные роботы и робототехнические комплексы

Источник: http://rhzm.hse.ru/posts/182

Промышленные роботы СССР — DRIVE2

Промышленная робототехника является, пожалуй, самым перспективным направлением развития.

Только за 10 лет с 1969 по 1979 годы количество комплексно механизированных и автоматизированных цехов и производств выросло с 22,4 до 83,5 тысяч, а механизированных предприятий – с 1,9 до 6,1 тысяч [12].

Всего же в Советском Союзе было выпущено более 100 тысяч единиц промышленных роботов, которые заменили более миллиона рабочих [15].

Советские инженеры планировали внедрить использование роботов практически во все сферы промышленности: машиностроение, сельское хозяйство, строительство, металлургия, горнодобывающая, лёгкая и пищевая промышленность и другие.

Так, в одном из московских ателье появился робот-закройщик. Он был запрограммирован на выполнение различных операций – от измерения всех необходимых размеров фигуры заказчика до раскроя ткани.

Учитывая модель костюма, варианты использования ткани и другие параметры, робот выдаёт на выкройку на листе бумаги [20].

В США разработка промышленных роботов выделилась в отдельную отрасль в 1970-х годах. Появление микропроцессоров создало основу современных систем управления роботами.

В 1973 году во всём мире использовались 3 тысячи промышленных роботов, из которых 30% принадлежали американской компании Unimation. В среднем, начиная со второй половины 1970-х годов ежегодный прирост продаж промышленных роботов составлял 30% [27].

Наибольшее распространение роботы получили в автомобильной промышленности, их использовали для сварки, покраски, сборки деталей и т. д.

Первым в мире конвейерную сборку механизмов ввел Петродворцовый часовой завод в 1965 году. До этого во всём мире механические часы от начала и до конца собирались вручную. Петродворцовый часовой завод первым же и отказался от конвейерной линии, заменив её промышленными роботами.

Сборка часов проходила не по конвейерной, а по «постовой» схеме, которая обеспечивала большую производительность при меньшем проценте брака. За рационализацию производства Петродворцовый часовой завод был награждён Государственной премией (бывшая Сталинская премия).

Автоматизация производства на этом предприятии высвободила на сборке часов 300 человек и увеличила производительность труда в 6 раз [12]. В 1980-е годы на заводе ежегодно производилось 4,5 млн экземпляров часов, а часы «Ракета» считались самыми лучшими в СССР.

Роботы, разработанные на этом заводе, также использовались для сборки взрывателей и другой важной государственной деятельности [14].

Ролик 1977 года про автоматизацию производства на Петродворцовом часовом заводе

Ролик 1980-х годов про оборудование Петродворцового часового завода

Структура промышленного робота состоит из нескольких систем: исполнительной (двигательной), информационно-измерительной (сенсорной), управляющей (интеллектной) и системы связи (языка). Исполнительная система определяет способность робота совершать различные движения.

В качестве исполнительных систем применяются механические манипуляторы, устройства передвижения, электромагнитные и пневматические манипулирующие устройства.

Сенсорная система служит для восприятия и преобразования информации о состоянии внешней среды, результатах воздействия на неё исполнительной системы и о состоянии самого робота.

Элементами сенсорной системы являются телевизионные и оптико-электронные устройства, лазерные и ультразвуковые дальномеры, контактные, индуктивные и тактильные датчики, разнообразные датчики положения и скорости и др.

Управляющая, или интеллектная, система выполняет следующие функции: на основе сигналов обратной связи от сенсорной системы она вырабатывает закон управления исполнительной системой; организует общение робота с человеком-оператором на заданном языке; планирует действия робота и принимает целенаправленные решения. Возможности робота главным образом зависят от программного и алгоритмического обеспечения его управляющей системы. Управляющие системы роботов создаются на базе ЭВМ или микропроцессоров. Система связи робота служит для обмена информацией между роботом, человеком-операторов, другими роботами и устройствами (в том числе технологическим оборудованием) с целью передачи заданий роботу, контроля за функционированием робота, диагностики неисправностей и т. п. Информация от человека поступает, как правило, через устройство ввода или пульт управления [17].

Одно из важнейших свойств промышленного робота – это перепрограммируемость. В роботах с цикловым программным управлением программируется последовательность выполнения движений от точки к точке.

Цикловые роботы применяются для загрузочно-разгрузочных операций, транспортно-складских работ, а также в кузнечно-прессовом производстве, как промышленный робот «Циклон».

Часто используются на сборочных операциях.

Позиционные промышленные роботы обладают более совершенной системой управления, но вместе с цикловыми роботами они уступают высокоэффективным промышленным роботам с контурным программным управлением на базе микропроцессоров. Последние применяются для автоматизации тяжёлых производственных процессов, таких как сварка, окраска, сборка и раскрой материалов. Пример такого механизма – робот «Бета» производственного объединения «ВАЗ» [18].

Предприятие «АвтоВАЗ» являлось передовым в Советском Союзе по внедрению роботов в автомобильную промышленность. Первые 10 штук роботов «Джулия» появились в 1978 году при запуске в производство автомобиля «Нива».

Они имели гидравлический привод и использовались для сварки боковин и в прессовом производстве. В 1986 году при запуске в производство ВАЗ-2108, -2109, -21099 смонтировали 30 роботов «Бета» для точечной сварки [22].

После распада СССР завод по-прежнему использует роботы.

Подробнее см. источник: statehistory.ru/4498/Isto…sovetskoy-robototekhniki/

По ссылке статья об истории развития робототехники в СССР.
Я привел только часть, посвященную промышленным роботам.

P.S.От себя добавлю:
Это один из первых промышленных роботов.

Это одни из последних (плод сотрудничества с известной фирмой KUKA):

Они же на конвейере Калины/Гранты на Автовазе:

В прошлом году ВМЗ — единственный в России производитель промышленных роботов — был ликвидирован. На смену бездушным железяками пришли современные нанотехнологичные биороботы.

Биороботы на сварке кузова Лады Весты:

O, shi… WTF?
Технологии Рено-Ниссан для стран третьего мира!

Источник: https://www.drive2.ru/b/455672803996205124/

Первые роботы и история развития робототехники

В массовом сознании слово «робот» ассоциируется в основном с научными достижениями и идеями 20-21 веков. Особенно часто этот термин мало разбирающийся в технических областях человек встречает в произведениях научной фантастики – романах Айзека Азимова, сериях фильмов «Терминатор», «Трансформеры» и т.д.

Более продвинутые из них еще могут припомнить советские «Луноходы», промышленные или медицинские аппараты, зверо- или человекоподобных роботов из рекламных роликов компании Boston Dynamics.

Однако, как и многие другие великие идеи человечества, концепция автоматизированных механизмов, способных самостоятельно выполнять различные операции, появилась гораздо раньше и прошла длительный путь своего развития.

Определение понятия

Прежде, чем говорить о том, какими были самые первые роботы, следует определить, что именно подразумевается под данным понятием. Это имеет важное значение для понимания развития данной технологии и ее уникальности.

Первое появление слова «робот» относится к 1920 году, когда чешский писатель Карел Чапек употребил его в фантастической пьесе «Rossumovi univerzální roboti (R.U.R)». Там оно обозначало искусственно созданного человека, чей труд использовался на тяжелых и опасных производствах взамен человеческого (robota в переводе с чешского – каторга).

И хотя в этом произведении роботы изготавливались на фабриках из выращенных органических тканей, само понятие впоследствии было популяризировано именно в отношении механических устройств.

Робота следует отличать от простых механизмов и автоматов. Это устройство обладает способностью к более тесному и комплексному взаимодействию с оператором и внешней средой.

Если простой автоматический механизм при выполнении определенного действия слепо следует заранее заложенному в нем алгоритму, то робот способен воспринимать внешние сигналы и в соответствии с ними адаптировать свои действия. Таким образом его взаимодействие с внешней средой становится более гибким, точным и универсальным.

Даже самые первые в мире роботы, о которых будет сказано далее, имели примитивные аналоги органов чувств, без которых это принципиальное отличие было бы невозможным.

У истоков: первые прообразы роботов

Однако история создания роботов тесно переплетается с развитием механики и логически из нее проистекает. Поэтому для ее понимания необходимо углубиться на несколько веков назад, а именно в эпоху античности, когда процветала колыбель наук – Древняя Греция.

В этой стране появились автоматические устройства, созданные для выполнения практических задач и развлечения. В качестве примера можно привести описанную Филоном Византийским механическую женщину-слугу, которая наливала из кувшина вино во вставленный в ее руку стакан.

Древнегреческий математик и изобретатель Архит Тарентский еще в 5 веке до н. э. изобрел деревянного голубя, который запускался в небо с помощью паровой катапульты.

Многие историки технологий считают, что первый робот в истории был создан именно в этот момент, хотя корректнее считать его прототипом крылатой ракеты или реактивного снаряда.

https://www.youtube.com/watch?v=CrqEe2euF-4

Еще более сложное и грандиозное автоматическое устройство существовало в научной столице античного мира – великом городе Александрия. На расположенном здесь в начале нашей эры знаменитом Фаросском маяке были размещены величественные женские фигуры.

Они могли указывать направление ветра и движение небесных светил (Солнца и Луны), отсчитывать время и даже сигнализировать морякам об опасности во время шторма или тумана с помощью громкого трубного звука.

В древнегреческом городе Сиракузы на острове Сицилия жил великий греческий изобретатель и ученый Архимед, также прославившийся созданием автоматических механизмов. В частности, ему приписывается создание первого прообраза настоящего боевого робота.

Устройство под названием «коготь», устанавливаемое на крепостной стене, захватывало длинным крюком осаждавшие город римские корабли, поднимало их в воздух и переворачивало, стряхивая экипаж за борт.

Другой гениальный грек, Герон Александрийский, изобрел первый в истории программируемый автомат. Тележка, вывозившая на сцену механизированные марионетки, управлялась с помощью веревки и колышков.

Изменяя положение последних, Герон регулировал наматывание тросиков на независимые оси повозки, тем самым задавая ей траекторию движения.

Этот принцип в чем-то похож на перфорированные ленты и карты – средства записи и хранения информации, используемые в автоматических станках и ЭВМ вплоть до 80-х годов ХХ века.

История робототехники была бы неполной без достижений других государств того времени. Так, еще в конце 2 тысячелетия до н. э.

, задолго до древнегреческих механизмов, в Древнем Египте жрецы изготовили статую, которая поднятием руки указывала на наследника фараона во время религиозных церемоний.

А в Китае примерно в это же время местные мастера создавали первые прототипы роботов, приводимые в действие силой пороховых взрывов. Великий мудрец Лао-Цзы упоминал о механическом человеке, разработанном для императора на рубеже 1 и 2 тысячелетия до н. э.

И все же именно Древнюю Грецию можно считать родиной робототехники, потому как здесь были не просто построены многие автоматические устройства, но теоретизированы принципы их создания и функционирования.

«Роботы» Средневековья

Вопреки распространенному мнению, Средние века не были эпохой всеобщего упадка и технологического регресса. Наука, в том числе механика, хотя и с некоторой задержкой в первые века после падения античных держав, продолжала свое развитие.

Удивительно, но многие сложные устройства появились на свет благодаря силе, которая в массовом сознании ассоциируется только с мракобесием – а именно Церкви. В те времена католические монастыри были одним из центров научной и инженерной мысли.

Читайте также:  11 советов, как выбрать потолочный плинтус правильно

В частности, легенды приписывают виднейшему ученому и теологу Альберту Великому создание «механической служанки», которая умела самостоятельно передвигаться и даже воспроизводить речь. Задокументированным, и, следовательно, более достоверным, выглядит свидетельство средневекового архитектора Виллара де Онекура (13 век н. э.

), который в своем труде описал зооморфные механизмы, а также фигуру ангела, поворачивающуюся вслед за движением солнца. К тому же 13 веку относится увеселительный сад в поместье графа Роберта II д’Артуа, заполненный автоматическими обезьянами, птицами и механизированными фонтанами.

Большое развитие механика получила в это время и на Востоке. Византия, практически не затронутая потрясениями Раннего Средневековья, славилась автоматонами, встречавшими иностранных гостей в императорском дворце.

Согласно свидетельствам, около царского трона были расположены два металлических льва, которые умели реветь и бить хвостами, а в кронах деревьев находились механизированные птицы, певшие и щебетавшие на разные голоса.

В мусульманских странах того времени механика и математика вышли на качественно новый уровень, благодаря чему их мастера создавали удивительные устройства. Так, братья Бану Муса в 9 веке н. э.

изобрели искусственного флейтиста, а видный ученый того времени Али ибн Халаф аль-Маради, живший в 11 веке, в своей «Книге тайн» описал около 30 сложных автоматонов.

Здесь же следует упомянуть и легенду о «железном мужике», созданном придворными мастерами Ивана Грозного.

Согласно ей, человекоподобный механический слуга при дворе русского царя подавал ему чашу с вином и кафтан, подметал пол, кланялся гостям и даже «побивал медведя».

Звучит фантастично, но следует учитывать, что эта легенда основана на письмах голландского купца Йохана Вема – человека крайне прагматичного и не склонного к фантазиям.

Леонардо да Винчи, будучи гением инженерной мысли, в своих зарисовках предложил схемы самых разных механизмов, одним из которых является фигура закованного в латы рыцаря, которая могла двигать руками и шеей, садиться и даже открывать рот.

Собранный образец демонстрировался изобретателем при дворе Людовика Сфорца, герцога Миланского, в 1495 году.

В 20 веке по сохранившимся чертежам была воспроизведена точная и функциональная копия этого устройства, сегодня хранящаяся в Миланском музее.

Новое время: золотой век автоматонов

Однако настоящую популярность и бурное развитие автоматические механизмы получили с началом эпохи Возрождения. Наука, вырвавшись из монополии Церкви, получила дополнительный импульс к развитию, в том числе за счет переосмысления достижения античных ученых. И на первую роль в новой волне старинной робототехники вышли часовщики.

Здесь стоит упомянуть о двух важных изобретениях, которые способствовали развитию технологии автоматонов – пружинному и маятниковому заводным механизмам. До этого подобные устройства приводились в движение гирями, что позволяло создавать только крупные и относительно несложные изделия.

Новые накопители энергии (пружина и маятник) стали настоящим прорывом в миниатюризации автоматических механизмов.

Особенно прославился на этом поприще мастер Жак де Вокансон, который жил в 18 веке – к слову, в детстве обучавшийся в иезуитской школе. Особенную популярность получили два его изобретения:

  • механическая утка, способная взмахивать крыльями, клевать зерно с руки и даже испражняться;
  • автоматический музыкант, умеющий наигрывать различные мелодии на флейте и свирели.

Другим известным мастером был швейцарец Пьер Жаке Дро, живший в том же 18 веке и основавший знаменитую часовую компанию Jaquet Droz. В то время он прославился не только своими хронометрами, но и множеством сложнейших устройств, среди которых особенно известно три его творения:

  • «Писарь» – автоматическая фигура мальчика, содержащая около 4 000 деталей, была способна написать любой текст из 40 знаков, самостоятельно макая перо в чернильницу;
  • «Художник» – похожий автомат, только вместо текста наносивший на бумагу различные рисунки, например портреты людей, изображения животных и т. д.;
  • «Девушка-музыкант» – автомат в виде органистки, который умел наигрывать на небольшом органе 5 различных мелодий, при этом двигая головой и телом, а в конце выступления изящно кланяясь.

Отличительной чертой этих автоматонов была возможность их программировать, для чего использовались барабаны или диски с насечками, в которых была закодирована последовательность действий.

Поменяв их расположение, мастер мог заставить свои устройства написать различные тексты, сыграть другую мелодию и т. д.

И все же утверждать, что именно он создал первого робота, нельзя – его механизмы еще слишком мало взаимодействовали с внешней средой, а их функции были сугубо развлекательными.

Технология создания подобных устройств получила широкое распространение не только в Европе, но и мире. В конце 18 века в Японии была создана автоматическая девушка, способная стрелять из лука.

В Эрмитаже выставлены знаменитые часы с павлином, купленные Екатериной Великой в Британии.

Вклад российских мастеров здесь тоже есть – при перевозке в Россию механизм сильно повредился, но знаменитый изобретатель Кулибин смог полностью восстановить его.

Изготовление автоматонов развивалось по пути не только усложнения, но и миниатюризации устройств.

Если первые образцы таких механизмов занимали достаточно много места, то к 19 веку их часто умещали в карманные часы.

В основном это были сугубо развлекательные устройства, изготавливаемые для аристократов, передвижных цирков, выставок и т. д. Однако пройдет совсем немного времени, и автоматы начнут помогать людям.

Современный этап развития робототехники

Механические игрушки-автоматоны изготавливались часовщиками вплоть до начала 20 столетия. Их главным недостатком был сильно ограниченное время действия и слабость из-за особенностей пружинного заводного механизма.

Однако развитие технологии электричества дало человечеству новый источник энергии, которым можно было питать устройства гораздо более продолжительное время. В то же время начинаются и первые попытки заставить сложные механизмы работать на человека, заменяя его труд на производстве.

Уже в 1808 году французский ткач Жозеф Мари Жаккар изобрел ткацкий станок, программируемый с помощью перфокарт. Пока это был еще не робот – скорее, аналог современных автоматизированных линий.

Но именно в нем впервые в промышленности был реализован принцип программирования, на котором держится современная робототехника.

Параллельно совершенствовались и способы управления – в частности проводной и радиоволновой. В 1898 году Никола Тесла впервые продемонстрировал самоходную лодку, управляемую дистанционно с помощью радио. Одновременно вместо сложных механических приводов устройства начали обзаводиться более простыми, мощными и миниатюрными электрическими двигателями.

Уже к началу 20 века сформировались все условия, обусловившие создание первых роботов. Электрический ток стал не только источником питания, но и средством получения, передачи и обработки информации.

Сложно сказать, когда появился первый робот в современном понимании этого слова. Многие компании и отдельные разработчики тех времен вели работу в области создания подобных машин.

В 20-30-е годы прошлого века было разработано более 30 механизмов, соответствующих требованиям полноценной робототехники.

И все же считается, что человек, создавший первого действующего робота – американский инженер Рой Уэнсли из корпорации Westinghouse Electric Company.

Разработанный им в 1928 году механизм под названием «Герберт Телевокс» представлял собой человекоподобную машину, способную открывать двери и окна, отключать духовку, электродвигатели и т. д.

Важнейшим отличием этого изобретения от автоматонов являлось умение отвечать и реагировать на команды, подаваемые ему по телефону. При этом робот был не подключен к линии напрямую – он, подобно человеку, с помощью встроенного микрофона слушал приказания.

Из-за несовершенства технологий того времени эти команды представляли собой не обычную речь, а определенную последовательность гудков, писков, скрежетов и других звуков различной тональности.

Первенство Роя Уэсли оспаривает Макото Нисимура – японский ученый-биолог, создатель первого действующего робота в Японии (1929 год).

Этот управляемый по проводам антропоморфный механизм был способен по командам выполнять различные манипуляции руками, в частности писать.

Еще одним претендентом на роль родоначальника роботов был Эрик, разработанный в том же 1928 году британским военным Уильямом Ричардсом. Механизм мог не только двигать конечностями, но и «осмысленно» отвечать на ряд вопросов, при этом даже умудряясь отпускать шутки.

Однако эти и многие другие роботы предназначались для демонстрации научных достижений, но не для практической деятельности.

Возникновение робототехники в производстве или сельском хозяйстве произошло позже, потому как такая работа требовала качественно нового уровня технологий.

Хотя стоит отметить, что первый прообраз промышленного робота появился еще в 1898 году – это был созданный американским инженером Бэббитом манипулятор, с помощью которого выхватывались заготовки из раскаленной печи.

В 1948 году в США компанией General Electric был создан первый промышленный робот для работы на атомном реакторе.

Его особенностью было наличие обратной связи – оператор мог не только видеть его перемещение в рабочем пространстве, но и чувствовать силу, которую развивал захват манипулятора, что позволяло управлять механизмом более точно.

В середине 50-х годов американец Джордж Девол основал компанию Unimation, которая занималась выпуском первых серийных промышленных роботов, программируемых с помощью перфокарт.

Уже к середине 60-х годов в развитых странах насчитывалось несколько десятков компаний, наладивших выпуск подобных машин. Особенно в этом преуспела Япония – закупив у «Юнимейшн» первые роботы в 1968 году, уже через 10 лет эта страна стала мировым лидером по выпуску собственных аналогов и оснащения ими производств.

Сегодня роботы проникли практически во все сферы деятельности. Промышленность, научные исследования, энергетика, медицина, развлечения, военные действия и даже космос – современные автоматические или дистанционно контролируемые механизмы используются очень широко и даже постепенно вытесняют человеческий труд.

Развитие роботов идет по нескольким направлениям – улучшение механизмов и приводов, совершенствование алгоритмов, внедрение самообучающихся систем управления (слабого искусственного интеллекта), а также разработка новых интерфейсов «человек-компьютер».

Роботизация тесно переплетается с биотехнологиями и кибернетикой, результатом чего является создание кибернетических организмов (киборгов), функциональных бионических протезов, полностью автономных автомобилей, кораблей, космических и летательных аппаратов (в том числе военных).

Так наше общество незаметно для себя вошло в будущее, которое всего лишь век назад описал в своей пьесе Карл Чапек.

Источник: https://robo-sapiens.ru/stati/pervyie-robotyi-i-kratkaya-istoriya-razvitiya-robototehniki/

Робототехника: история. Основные задачи робототехники

Фантасты 50-х представляли себе 2000 год с летающими машинами и роботами, живущими бок о бок с человеком.

Как мы видим, этого пока не случилось, тем не менее сфера робототехники постепенно развивались в течение десятилетий, иногда стремительно затем ее развитие приутихло, но в настоящее время вновь возобносила небывалый рост.

Каждый месяц производятся тысячи различных промышленных роботов, разрабатываются гуманоиды и андроиды, ученые всего мира работают созданием искусственного интеллекта, и все это -только начало.

Робототехника — это не самостоятельная отрасль, прежде всего это синергия всех последних достижений технических, естественных наук и информационных технологий.

Когда мы говорим «робот», то люди далеки от техники его примерно так и представляют как в советских фантастических фильмах с железными руками и ногами. Конечно, мы вкладываем в это понятие гораздо более широкий смысл.

Выделяют следующие группы роботов:

1. Промышленные — когда говорят «роботизация» имеют ввиду прежде всего развитие этой сферы. 

2. Военные — единственный вид, который получил развитие в России, к ним же можно отнести роботов ливидаторов различных аварий и природных катаклизмов.

3. Космические — к ним относятся и спутники, планетоходы и антропоморфные роботы, помогающие космонавтам. 

4. Бытовые — уборщики, кухонные роботы, роботы — компаньоны. 

5. Андроиды, гуманоиды — различные антропоморфные роботы, чьей целью является усовершенствование «человекообразности» роботов для различных социальных целей.

История робототехники

Автоматизация и роботизация производства в капиталистическом мире началась в 50-е годы XX века. Именно к тому времени можно отнести появление первых промышленных роботов. Они осуществляли сборку оборудования, и простейшие монотонные операции.

Первый такой робот был разработан изобретателем самоучкой Джоржем Деволом в 1954 году. Робот-манипулятор весил две тонны и управлялся программой записанной на магнитном  барабане.

  Система получила название Unimate на новое устройство был оформлен патент и а в 1961 изобретатель основал компанию Unimation.

Первый робот был установлен на заводе Дженерал Моторс (на литейном участке) в 1961 году. Затем новинка была опробована заводами Chrysler и Ford,

Система Unimate применялась для работы с литыми металлическими деталями, которые манипулятор извлекал из форм отливки. Захватиное устройство управлялось гидроприводом.
Робот имел 5 степеней свободы  и захватное устройство с двумя «пальцами». Точность работы была весьма высока до 1,25 мм. И был эффективнее человека — работал и быстрее и с меньшим количеством брака.

В 1967 промышленные манипуляторы приходят Европу. Они уже расширяют свой функционал, осваивают профессии сварщика, маляра. У робота появляется «техническое зрение» посредством видеокамер и датчиков, он учится определять габариты изделий и место их расположения.

В 1982 году IBM разрабатывает официальный язык для программирования робототехнических систем. В 1984 — компания Adept представила первый робот Scara с электроприводом.
Новая конструкция сделала роботы более простыми и надежными, сохранив высокую скорость.

В 90-е появился контроллер с интуитивным интерфейсом управления, которому мог управлять оператор, он мог изменять параметры и регулировать режим работы.

  С тех пор возможности управления роботами и их функиции только развивались, увеличивалась их сложность, скорость, число осей, стали использоваться различные материалы , шире становились возможности разработки и управления, было сделано несколько первых уверенных шагов в сторону искусственного интеллекта.

В то же время в СССР был фактически лидером в робототехнике. Началось все еще в 30-е годы. В 1936 году 16–летний советский школьник Вадим Мацкевич создал робота, который умел поднимать правую руку.

Для этого он потратил 2 года работы в токарных мастерских новочеркасского Политеха. Ранее, в 12 лет создал маленький радиоуправляемый броневик, стрелявший фейерверками.

 На «робота» Мацкевича обратили внимание власти и в 1937 году он представлял его на Всемирной выставке 1937 года в Париже.

На рубеже 30 — 40-х гг. XX в. в СССР также появились автоматические линии для обработки деталей подшипников, а в конце 40-х гг. XX в. впервые в мировой практике было создано комплексное производство поршней для тракторных двигателей с автоматизацией всех процессов — от загрузки сырья до упаковки готовой продукции.

В 1966 в Воронеже был изобретен манипулятор для укладки металлических листов, в 1968 в Ленинграде году разработали подводный робот «Манта» с чувствительным захватным устройством — в дальнейшем он совершенствовался. В 1969 году в ЦНИТИ Миноборонпрома приступили к разработке промышленного робота «Универсал-50». В дальнейшем активно внедрялись автоматизированные системы на крупные производства.

В 1985 году уже использовалось 40 тыс промышленых роботов и в несколько раз превосходило количество, используемых в США. Автоматизированые линии вовсю работали на АвтоВазе в 80-е года и даже подвергались атакам работников-«хакеров».

Были крупные военные и космические разработки. Уникальным достижением по тем временам был беспилотный разведчик ДБР-1, который был принят на вооружение ВВС СССР еще в 1964 году. Такой аппарат мог выполнять разведывательные задачи над всей территорией Западной и Центральной Европы.

Одним из самых заметных достижений отечественной робототехники и науки стало создание в КБ им. Лавочкина «Лунохода-1». Именно советский аппарат стал первым в мире планетоходом, который успешно выполнил свою миссию на поверхности другого небесного тела.

В 1983 году на вооружение ВМФ СССР был принят уникальный противокорабельный комплекс П-700 «Гранит».

Его особенностью  стало то, что при залповом пуске ракеты могли самостоятельно выстраиваться в боевой порядок и во время полета обмениваться между собой информацией, самостоятельно распределяя цели.

При этом одна из ракет комплекса могла играть роль лидера, занимая более высокий эшелон атаки.

Развивались и «роботы-гуманоиды»: в 1962 году появился первый робот  экскурсовод Рэкс — он проводил экскурсии для детей в Политехническом музее. Говорят, он все еще там «работает».  

В Советском Союзе было выпущено более 100 тыс. единиц промышленной робототехники. Они заменили более одного миллиона рабочих, но в 90-е годы эти роботы исчезли.

В дальнейшем развитие робототехники идет ударными темпами, потому что развивается ключевые отрасли — физика, химия, электротехника и главное — электроника. На смену вакуумным лампам пришла силовая электроника, позже микросхемы, затем микроконтроллеры… Появляются новые материалы, новые способы автоматизации и методы программирования.

Но к России и СНГ это не уже не относится. Прежде всего развитие происходит в США, в Юго-Восточной Азии и Западной Европе.

На производствах внедряются управляемые роботизированные линии, роботы манипуляторы используются во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, медицине, в космосе и, конечно, в быту.

В некоторых отраслях до 50% работ выполняют промышленные роботы, например в автомобилестроении они могут сварить, покрасить, и переместить  детали на другой участок сборки, где ими займутся другие роботы.

Существуют даже 100% автоматизированные фабрики. В Японии есть завод где роботы сами собирают роботов. И даже готовят еду для 2000 человек — офисного центра, обслуживающего этот завод.

В 90-е годы наблюдался некоторый спад. Внедрение роботов, использующих существующие в то время технологии, на производство не принесло ожидаемой прибыли и финансирование некоторых крупномасштабных проектов было приостановлено. По ряду причин — и экономических, и социальных  — ожидаемого бума не произошло, они остались как нишевая продукция для автосборочных и ряда других производств.

Резкий скачок  произошел только в середине нулевых и это развитие продолжается. Прежде всего из-за того, что в робототехнике заинтересовались военные…  

Остановить уже развитие невозможно и все странам, желающим быть в авангарде мировой промышленности приходится это принимать и догонять.

Источник: http://www.servomh.ru/stati/robototehnika-istoriya-osnovnye-zadachi-robototehniki

История развития робототехники

На всех этапах своего развития человечество стремилось создать орудия, механизмы, машины облегчающие труд и обеспечивающие защиту от неприятеля [ 6 ]. Эволюция современного общества и производства обусловила возникновение и развитие нового класса машин – роботов – и соответствующего научного направления – робототехники.

Робототехника на сегодняшний день является интенсивно развивающейся научно-технической дисциплиной, изучающей как теорию, методы расчета и конструирования роботов, их систем и элементов, так и проблемы комплексной автоматизации производства и научных исследований с применением роботов.

Предметом робототехники является создание и применение роботов, других средств робототехники и основанных на них технических систем и комплексов различного назначения.

Глубокая древность. 

История робототехники уходит в глубокую древность. Уже в те времена появились идеи создания технических средств, похожих на человека, и были предприняты первые попытки по их созданию.

Статуи богов с подвижными частями тела (руки, голова) появились еще в Древнем Египте, Вавилоне, Китае. В 3 веке до н. э. римский поэт Клавдий упоминал об автомате, изготовленном Архимедом.

Он имел форму стеклянного шара с изображением небесного свода, на котором воспроизводилось движение всех

Механическая кузница Герона Александрийского

известных в то время небесных светил. Шар приводился в движение водой. А греческий изобретатель и физик Ктесибий из Александрии сконструировал водяные часы. Это был первый автомат для точного хронометрирования. До нас дошли книги Герона Александрийского (I век н.э.

), где описаны подобные и многие другие автоматы древности . В качестве источника энергии в них использовались вода, пар, гравитация (гири).

В «Театре автоматов» описано даже устройство целого театра, представление в котором разыгрывали фигурки-куклы, приводимые в движение с помощью системы зубчатых колес, блоков и рычагов.

Средние века.

В средние века большой популярностью пользовались различного рода автоматы, основанные на использовании часовых механизмов. Были созданы всевозможные часы с движущимися фигурами людей, ангелов и т. п.

К этому периоду относятся сведения о создании первых подвижных человекоподобных механических фигур – андроидов. Так, андроид алхимика Альберта Великого (1193 – 1280) представлял собой куклу в рост человека, которая, когда стучали в дверь, открывала и закрывала ее, кланяясь при этом входящему.

В 13 веке Альберт Великий создал автомат, ставший впоследствии известным как «говорящая голова», способный воспроизводить человеческий голос. В 1495 году Леонардо да Винчи разработал детальный проект механического человека, способного двигать руками и поворачивать голову.

А в 1500 году он построил механического льва, который при въезде короля Франции в Милан выдвигался, раздирал когтями грудь и показывал герб Франции. Работы по созданию андроидов достигли наибольшего развития в XVIII в. Одновременно с расцветом часового мастерства.

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон  (1709-1789) создал в 1738 году первое работающее человекоподобное устройство (андроид), которое играло на флейте. «Флейтист» был ростом с человека.

Механическая утка Жака де Вокансона

Подвижными пальцами он мог исполнять 11 мелодий с помощью заложенной в него программы. Вокансон также создал механическую утку, покрытую настоящими перьями, которая могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно и, перемалывая его маленькой внутренней мельницей, отправлять нужду на пол.

Утка состояла из более чем 400 движущихся деталей и была однозначно признана венцом творения мастера. Созданием автоматов также занимались швейцарские часовщики Пьер-Жак Дро (1721-1790) и его сын Анри Дро (1752-1791). От имени последнего позднее было образовано и понятие «андроид».

Пьер-Жак Дро создал несколько автоматов, из которых наибольшую известность получили писец и художник. Писец представлял собой сидящую за столом девочку, которая выписывала аккуратным почерком буквы, слова и даже могла нарисовать собаку. При этом она плавно покачивала головой и опускала веки в такт движения руки.

Вместе с сыном они создали девушку, играющую на клавесине. Сохранилось восторженное опи-

Писец Пьера-Жака Дро и его механизм

сание этой фигуры современником: «Девушка играет, шевелит губами, грудь ее поднимается и опускается при «дыхании», она смотрит на клавиши, в ноты, а иногда бросает взгляд на публику, по окончании «номера» встает и кланяется» . Эти человекоподобные игрушки представляли собой многопрограммные автоматы с оперативно сменяемыми программами.

Часы И.П. Кулибина

Не остались в стороне и русские механики. Однако их конструкции отличались простотой конструкции. Так, механик И.П. Кулибин (1735-1818) построил в течении трех лет яичную фигуру – универсальные часы. Часы давали театрализованное представление и играли музыку.

В этих часах было три самостоятельных механизма и три завода: часовой, боевой и курантовый, а также автоматические приборы для приведения в действие механизмов, воспроизводящих сцены, музыку и бой. Как свидетельствует сохранившаяся опись частей, составленная Кулибиным, часы яичной фигуры состояли из 427 деталей. Все они были изготовлены исключительно точно и тонко.

Вместе с непосредственным созданием различных автоматических устройств, выполнявших функции живых существ, в средние века были заложены основы различных научных направлений. Еще у Леонардо да Винчи (1452-1519) делались попытки установить соответствие между механизмами и отдельными органами человека.

А знаменитый французский философ и математик Рене Декарт говорил, что тела животных есть не что иное, как сложные машины. В XVI-XVII вв. возникает новое научное направление на стыке физиологии и механики – ятромеханика (от греч. iatros – врач). Его выдающимся представителем был Джованни Альфонсо Борелли (1608-1679), врач и механик, профессор Мессинского университета.

В его работе «О движении животных» рассматривается работа мускулов сердца, кровообращение других органов животных и человека на основе механических аналогий. По существу, ятромеханика заложила основы современных научных направлений – биомеханики и бионики. На рубеже XVIII и XIX вв.

в трудах Лазара Карно, Гаспара Монжа, Xосе Мария Ланца и Августина Бетанкура возникает наука о машинах. В 1841 г. Р. Виллис определил понятие механизма, и с этого времени к машине начинают подходить как к объекту, требующему научного исследования. Г. Монж явился инициатором преподавания курса «Построение машин» и наметил основания классификации механизмов. Л.

Карно в 1783 г. опубликовал книгу«Опыт о машинах вообще», которая через 10 лет была переиздана под названием «Основные принципы равновесия и движения». В этой работе Карно считал, что механика по своей сущности является наукой экспериментальной, тем самым подтвердил ее право на самостоятельное существование. Российский математик и академик П.Л.

Чебышев (1821-1894) положил начало новому этапу в исследовании машин и механизмов. Он увязал вопросы структуры и синтеза механизмов в единое учение о построении механизмов на основе математических методов. Чебышев в своей работе «Теория механизмов, известных под названием параллелограммов» описал задачи теории механизмов на языке математики.

Промышленная революция второй половины XVIII века, связанная с переходом от ручного производства к машинному, заставляет изобретателей создавать новые машины и устройства. Именно в это время начали закладываться основы промышленной автоматики, особенно в текстильной промышленности.

Еще в 1725 году Бэзил Бушон придумывает перфорированную бумажную ленту для записи программы, которую в дальнейшем использует для программирования ткацких станков для производства шелковой ткани с рисунком. А в 1728 Жан-Баптист Фалькон усовершенствует это изобретение Бушона.

Он заменяет перфорированную бумажную ленту карточками, соединенными в цепочку, что позволяет легко заменять отдельные фрагменты программы. В дальнейшем эти станки были усовершенствованы Вокансоном и Жозефом Мари Жаккардом, в 1805 году Жаккард создает автоматический станок, на котором можно производить ткани с заранее запрограммированным рисунком с помощью перфокарт.

Это изобретение явилось одним из важнейших событий, которые определи дальнейший технический прогресс промышленности и послужили толчком к развитию робототехники. Еще одним важным событием в области робототехники стало создание первой вычислительной машины. На основе способа программирования Жаккарда английский механик Чарльз Бэббидж (1792-1871) разработал счетную «Аналитическую машину», структурные особенности которой на целое столетие предопределили направление развития вычислительной техники.

Конец XIX – первая половина XX вв.

Благодаря развитию электротехники и электроники реализуются потребности общества и производства в различных автоматических устройствах. Литература и искусство в это время играют роль катализатора процесса развития робототехники. Именно в этот период появляется много научно-фантастических произведений литературы, в которых роботы-андроиды играют главные роли.

Научная фантастика о роботах ведёт начало с «Франкенштейна», написанного Мэри Шелли в 1818 году [ 5 ]. Этот роман открыл целую серию произведений, в которых существа, созданные людьми с благими намерениями, осознают себя приходят в противоречие с человеческой моралью и гибнут.

Сцена из пьесы R. U. R., изображающая восстание роботов Одним из главных произведений является пьеса «R. U. R.» (Rosse’s Universal Robots – «Россумские универсальные роботы») знаменитого чешского писателя Карла Чапека (1890-1938).

В этой пьесе, поставленной 21 января 1921 года на сцене Пражского национального театра, рассказывается о некоем Россуме, который основал фабрику, на которой биологическим путем выращивались роботы, отличавшиеся очень высокой работоспособностью.Несмотря на то, что эти создания сегодня получили бы скорее название «андроиды», чем «роботы», употреблеение слова «робот» стало повсеместным.

«Роботы – это люди … они механически совершеннее нас, они обладают невероятно сильным интеллектом, но у них нет души», – таким образом определяет понятие «робот» один из персонажей пьесы. Так впервые появилось понятие «робот», которое в скором времени из фантастической литературы перешло в науку и технику.

Роботы в пьесе, изначально созданные для замены людей на заводах, вскоре вышли из-под контроля людей и начали уничтожать своих создателей. Так К. Чапек иллюстрирует мысль о том, что техника может приносить пользу человечеству, только

находясь в честных, добрых руках. Таким образом, К.

Чапек не только создал литературное произведение, но и поставил и рассмотрел ряд важных вопросов робототехники, таких как способы создания роботов, их основные характеристики, размеры производства и области использования, социально-психологические аспекты взаимоотношения роботов и людей, самовоспроизведение роботов. Наверно более значительное место тема робототехники занимает в творчестве другого писателя-фантаста, американского ученого и популяризатора науки Айзека Азимова (1920-1992). В одном из своих рассказов, объединенных общим циклом «Я, робот», А. Азимов в 1942 г. попытался впервые сформулировать основные принципы поведения роботов и взаимодействия их с человеком, исходя из категорий добра и гуманности. Эти принципы, названные тремя законами робототехники, гласят:

  1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.
  2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
  3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в какой это не противоречит Первому и Второму Законам .

Благодаря всеобщему интересу к роботам изобретателям удается разрабатывать оригинальные конструкции роботов-андроидов:

«Мистер Телевокс»

«Альфа»

«Эрик»

  • «Мистер Телевокс» (1928, американский инженер Дж. Уэнсли) — робот, имевший внешнее сходство с человеком, способный выполнять элементарные движения по команде, подаваемой голосом, и ставший экспонатом Всемирной выставки в Нью-Йорке .
  • «Эрик» (1928) – робот, который на Выставке Британской ассоциации инженеров по моделированию «выступил» с небольшой речью.
  • «Естествоиспытатель» (1928, под руководством доктора Нисимура Макота) — японский робот, способный с помощью электропривода манипулировать руками и головой. Впоследствии этот андроид стали считать родоначальником роботостроения в Японии.
  • «Альфа»

Источник: http://RoboReview.ru/nauka-o-robotah/istoriya-razvitiya-robototehniki.html

Автоматизированный завод. Современная промышленность

Представляете ли вы современный мир без промышленности? Конечно, нет. В современном мире человечество просто не может развиваться без индустриальной сферы, которая является важнейшей отраслью народного хозяйства большинства государств мира. Промышленная отрасль оказывает значительное воздействие на экономическую, политическую, научную и социальную жизнь общества.

Развитие современных технологий касается в первую очередь промышленности. Понятие «автоматизация производства» уже давно не новое, ведь ещё в средине 20-го века в США и в СССР начали появляться первые автоматизированные системы и первые промышленные роботы. Причиной их появления было стремление повысить производительность труда.

Поэтому на предприятиях, где не хватало рабочих, начали успешно применяться первые промышленные роботы. Ими были «Юнимейт» и «Версатран».Но стремительное развитие технологий со временем дало толчок появлению различных автоматизированных устройств, которые нашли применение практически во всех отраслях обрабатывающей промышленности.

На данный момент роботы больше всего используются в машиностроении, металлургии, на заводах химической и нефтехимической продукции и при производстве строительных материалов. Реже роботы применяются там, где люди «не доверяют» весь производственный процесс машинам, например в пищевой промышленности, или в легкой индустрии с небольшими объемами производства.

Давайте разберемся, какие же устройства используются в различных областях промышленности и в их особенностях.Машиностроение относится к отрасли тяжелой промышленности и производит автомобили, оборудование, приборы, предметы быта и продукцию военного назначения.

Машиностроительные предприятия требуют непрерывного и точного производства, что не всегда достижимо для людей. Поэтому множество физически трудной и монотонной работы на заводах выполняют автоматизированные устройства.

Мировые лидеры машиностроения компании General Electric и General Motors уже на протяжении 20 лет используют роботизированные системы на производстве для увеличения объемов продукции, сокращения рабочей силы, повышения точности и скорости производственного процесса.

В основном на машиностроительных заводах используются такие автоматизированные механизмы как манипуляторы. Это программно управляемые устройства, которые используются при выполнении действий, аналогичных задачам человека: перемещение массивных грузов, точная сварка, покраска, резка и сортировка продукции.

Эти устройства очень разнообразны, поэтому их проектирование осуществляется  исходя из производственной задачи, которая должна решаться конкретным роботом.

Манипуляторы для сварки широкого применения приобрели в конце 20-го века в США и Японии. На сегодняшний день лидерами в производстве сварочных манипуляторов являются компании Kawasaki, KUKA, ABB, FANUC и MOTOMAN. Сварочный робот представляет собой устройство с механической рукой, которая является основным рабочим органом при автоматической сварке.

Рассмотрим, какими основными преимуществами обладают автоматизированные «сварщики»:

  • улучшенное качество сварки;
  • расширение объемов производства благодаря увеличенной скорости сварки;
  • увеличение точности и снижение брака при сварке;
  • исключение влияния человеческого фактора.

Важнейшим инструментом для автоматической сборки продукции на заводах являются сборочные роботы-манипуляторы. По своей конструкции эти устройства не существенно отличаются от сварочных роботов. Рабочий инструмент манипулятора может быть каким- угодно.

Но обычно он представляет собой приспособление для захвата, либо измерительное устройство. Последнее необходимо для замера размеров поступившей детали для дальнейшей её сортировки.

Сборочные роботы-манипуляторы компаний Irobot, KUKA и VEX нашли широкое применение в решении самых разнообразных задач.

Они часто используются в опасных для человека обстоятельствах. Например, в высокоточном машиностроении и при производстве электротехники и электроники, а так же в автомобилестроении.

Активно используются на машиностроительных предприятиях гибочные манипуляторы и станки. В основном они применяются для гибки труб и металла.

Манипуляторы компаний Kawasaki, Daihen, AMADA и ROBOMAC с интегрированным гибочным органом могут посоперничать с ЧПУ станком. Устройства выполняют работу быстро, качественно и с минимальным количеством затрат энергопотребления.

Также на машиностроительных заводах, в частности в автомобилестроении, применяются окрасочные манипуляторы.

Среди мировых лидеров окрасочных манипуляторов можно выделить компании Adept, Triton, ABB и российскую компанию ООО «Робототехника».

В России окрасочные аппараты уже применяют для окраски отечественных автомобилей ВАЗ. Кто бы мог подумать, что робототехника коснется даже наших родных «Жигули»!

Окрасочный манипулятор предназначен для нанесения защитного покрытия на внешнюю поверхность объекта. Обычно он включает в себя оборудование для очистки поверхности объекта, нанесения покрытия, сушки и проведения поэтапного контроля покраски.  Кроме роботов-манипуляторов на предприятиях используются автоматизированные производственные линии.

Главным преимуществом этих аппаратов является ритмичность и непрерывность производственного процесса. Автоматическая линия представляет собой ряд взаимосвязанных станков, транспортных и контрольных механизмов, которые осуществляют обработку деталей по заранее заданному процессу с единым механизмом управления.

Этот механизм является высокой ступенью организации труда.

Металлургия является крупнейшей ключевой отраслью экономики многих стран мира, включая Россию и Украину.  Процесс выплавки металла является очень трудоемким и технологически сложным. Поэтому в данной отрасли применение автоматизированных систем крайне необходимо.

Украинские флагманы производства металла «ММК Ильича» (Мариуполь) и «Криворожсталь» (Кривой рог) давно перешли от мартеновского способа до производства стали в кислородных конвертерах и электропечах. Грушеподобные конвертеры и электропечи используются для выплавки стали и специальных конструкционных сплавов.

Этот способ позволяет экономить значительное количество энергоресурсов и резко снижает негативное влияние на окружающую среду.

Среди основных автоматизированных устройств, применяемых на металлургических комбинатах, можно выделить производственные линии и МНЛЗ — машины непрерывного литья заготовок. На сегодняшний день основными производителями МНЛЗ в мире являются Россия, Япония, США, Китай и Германия.

Автоматизация данной технологии позволяет производить быстрый и непрерывный процесс литья заготовок за счет минимального участия человека в этом процессе.Также широкого применения в области металлургии находят автоматизированные подъемно-транспортные машины. К ним относятся конвейеры, эскалаторы, самоходные краны, вертикальные ковшевые элеваторы и подъемники.

Основной функцией этих устройств является транспортировка людей, твердых грузов, а также жидкостей и газов. Грузоподъемные манипуляторы Titan KUKA и M 2000 FANUC являются самыми большими и сильными роботами в мире. Они могут поднимать груз размером больше тонны.

Также робот легко справляется с подъёмом тяжёлых строительных материалов, стеклопакетов и крупных бетонных элементов для будущих зданий.  Огромное значение в процессе плавки металла играют устройства для резки металла.

Манипуляторы и станки для резки компаний Daihen, TAYOR, FANUC и Kawasaki отличаются высокими техническими показателями, которые эффективны и удобны на современном металлообрабатывающем производстве. Они служат в тяжелых для человека условиях работы.

Например, российские манипуляторы СВАГА АВТОМАТИКА специализированы для резки листового металла посредством установленного оборудования газовой, плазменной, лазерной и струйно-абразивной резки. Устройства действительно впечатляющие, так как предлагают повышенную скорость, надежность и качество резки металла.

Химическая отрасль является одной из самых важных отраслей промышленности. Как и машиностроение, химическая отрасль обеспечивает внедрение достижений научно-технического прогресса во все сферы хозяйства и способствует ускорению развития производительных сил в каждой стране. Эта отрасль представляет сложнейшие условия труда для человека.

Высокая концентрация ядовитых веществ, газов и пыли требует осторожности и специальных устройств для утилизации этих веществ. Поэтому особое внимание на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях уделяется приборам и средствам пневматики.

Кроме вышеперечисленных устройств, на современных химических предприятиях используются автоматизированные устройства для фильтрации, такие как газо и пылеулавливатели. Газоулавливатели – это автоматические аппараты, служащие для утилизации утечки газа. Газоулавливатели компании AEB широко используются на промышленных предприятиях, таких как АЭС.

Благодаря прочному корпусу, который выполнен из ударостойкого полистирола, устройство находит основное применение в агрессивной среде.Пылеулавливатели на заводах являются очень важным элементом. Модели компании Torit DFPRO4, DFPRO8, DFPRO12 и DFPRO16 предназначены для улавливания в воздухе пыли и мелких частиц.

Используются как средства решения проблем загрязнения воздуха или как элементы технологического процесса. Устройство в любом случае обеспечивает высокоэффективное, непрерывное и оперативное пылеулавливание. Основу пылеулавливателя составляют фильтрующие элементы. Эти элементы обеспечивают поступление в помещения предприятия только очищенного воздуха.Насущной проблемой нефтеперерабатывающей промышленности является коррозия трубопроводов и утечка нефти. Это может произвести пагубный эффект на окружающую среду.  Поэтому, ученые активно разрабатывают нанороботов, которые оснащены крошечными камерами наблюдения и различными датчиками и могут самостоятельно перемещаться по трубам, предоставляя информацию о состоянии трубопровода.

:

Легкая и пищевая промышленность играет значительную роль в развитии экономики государства, так как занимает одно из важных мест в производстве ВВП. Технологические особенности данной отрасли позволяют осуществлять быструю смену ассортимента выпускаемой продукции при минимуме затрат.

На подобных производствах упаковка готовой продукции является сложным процессом с организационной, технической и экономической сторон. Мировая практика показывает: для массовых производств оптимальное решение проблемы транспортной упаковки заключается в максимальной её автоматизации.

  Роботизированное оборудование для данной индустрии представляет собой как автоматизированные производственные линии, так и различные манипуляторы. Среди последних, самыми распространенными считаются манипуляторы-упаковщики.

Эти устройства действуют очень просто: берут с конвейера объект и укладывают его в упаковочные ящики.

Их точнейшая разработка позволяет им брать и безопасно перемещать даже такие хрупкие предметы, как стеклянные и фарфоровые изделия. В пищевой промышленности применяются роботы-упаковщики компаний Multivac, KOMATEC, Packmore, Novarits и Epson.

Интересно наблюдать, как эти аппараты за считанные секунды заполняют пакеты сахаром или крупой, отвешивая порцию с высочайшей точностью, маркируют этикетку и отправляют пакет на склад готовой продукции. Если при ручной расфасовке продуктов допускается определенная доля потерь, то робот сокращает эти потери до минимальных.

Очень эффективными технологиями при обслуживании конвейеров и производственных линий считаются роботы для сортировки. Данные устройства особенно актуальны, когда требуется высокая производительность при ограниченном времени цикла на операцию.

«Сортировщики» служат для распознавания движущихся одновременно разных видов продукции и распределения их в свои потоки. Робот-сортировщик действует таким образом: получает предмет, считывает его штрихкод, определяет предназначение объекта и кладёт на соответствующую ленту конвейера.

К ним относятся роботы Kawasaki YF003N, Yasakawa Electric, Motoman DIA10 и LEGO, которые гарантируют высокую скорость, точность и эффективность работы.

В легкой промышленности, так же как и в тяжелой, важное место занимают роботы-формовщики. Даже для человека работа формовщика представляет очень сложный вид деятельности в связи с сложностью конфигурации заданных деталей. Поэтому компании ABB, FormPaq и ПРОВЕНТУС выпускают манипуляторы в помощь работникам-формовщикам на заводах. Такие машины устанавливают модель для формовки, заливают её нужной смесью, и следят за уплотнением формы. При этом роль человека в контроле за набивкой смеси крайне важна. Но надеемся, что ученые усовершенствуют данные устройства и скоро искусственный интеллект сможет сам полностью осуществлять процесс набивки и формовки продукции.Многих интересует вопрос, что именно позволяет роботам осуществлять свою деятельность. Ответ: программное обеспечение (ПО), которое представляет собой совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ. На основе программного обеспечения создается искусственный интеллект — технология создания интеллектуальных машин. Искусственный интеллект для промышленных роботов заключается в их способности автоматически распознавать качества детали, контролировать режимы её обработки и корректировать их в зависимости от поставленной цели. Например, минимизировать погрешности, уменьшать энергозатраты, или выбирать технологию обработки типа детали в соответствии с её характеристиками. Иными словами, роботы наделяются интеллектуальными способностями и поведением человека при выполнении своих конкретных задач.Для каждого вида роботов существует отдельное программное обеспечение. Каждый производитель промышленных роботов стремится к усовершенствованию своих машин, поэтому старается наделить их как можно «лучшим» искусственным интеллектом. К примеру, компания FANUC использует программное обеспечение ARC TOOL для роботов-сварщиков, DISPENSE TOOL специально разработано для выполнения операций по склеиванию и спаиванию, HANDLING TOOL  является наиболее эффективным инструментом для перемещения объектов и осуществления сборочных операций. Встроенные функции ПО позволяют оператору без затруднений обучить робота задачам позиционирования и логической последовательности с помощью привычной терминологии и команд-подсказок меню. Адаптация системы управления заключается в том, что устройства с помощью специальных датчиков определяют конфигурацию объекта и его положение.При программировании промышленных роботов обычно используют два метода: аналитический и метод обучения. При аналитическом методе управляющую программу предварительно рассчитывают, отлаживают и заносят в память устройства управления. Достоинством этого метода является сокращение времени простоя робота, а также возможность заложить сразу несколько программ для различных технологических операций. Программирование путём обучения производится оператором либо с помощью дистанционного управления от какого-нибудь управляющего устройства, либо с помощью непосредственного действия человека.Можно подвести итог: важная роль, которую играют автоматизированные механизмы в промышленности, определяется в первую очередь простотой и эффективностью их режима работы. Непрерывность действия является фактором, обеспечивающим более высокую производительность машин, а значит — рабочих процессов. На предприятиях роботы столь важны, так как они способны заменить человека при выполнении опасных для его здоровья действий, увеличивая точность и скорость процесса производства. Но это всего лишь один из пройденных этапов развития промышленной робототехники. В будущем трудно представить, какими возможностями будут наделены эти устройства. Но будем надеяться, что с появлением высокоинтеллектуальных роботов будет открыта новая эра мировой индустрии. 

Источник: https://robotics.ua/shows/modernity/2215-the_automated_factory_modern_industry

Ссылка на основную публикацию