Применение дистанционно управляемых роботов и манипуляторов

 

Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы получили важное применение в машиностроительной промышленности там, где нецелесообразна полная автоматизация, а приходится применять человеко-машинные робототехнические системы. Дистанционное управление и управление действиями роботов, манипуляторов и других агрегатов организуется иногда при непосредственном визуальном наблюдении, при этом ведется телевизионными и другими приборными средствами, а управление — различными управляющими устройствами с участием ЭВМ.

Промышленные применения данного управления в таких технологических операциях, в которых требуется постоянное наблюдение человека за ходом процесса и нужны его корректирующие воздействия

Для подводных работ применяются манипуляторы, устанавливаемые либо на небольших необитаемых подводных аппаратах-роботах, либо на обитаемых с экипажем два-три человека.

Актуальны дистанционно управляемые манипуляторы и роботы для работы в космическом пространстве.

Другой широкой областью применения дистанционно управляемых манипуляторов является обслуживание атомных, термоядерных и энергетических установок, где они работают в условиях высокой радиации и сильных магнитных полей.

 

Гибкие производственные системы

 

Понятие гибкости производства

 

Гибкостью производства называется его способность быстро и без существенных затрат труда и средств переналаживаться на изготовление новой или модернизированной продукции и на новые технологические процессы с новой их организацией. Одновременно стоит вопрос о повышении качества продукции и надежности ее функционирования в последующей эксплуатации у потребителя. Производственная система должна быть гибкой относительно своего дальнейшего развития, модернизации и расширения.

 

Иерархическая структура

 

Гибкая производственная система (ГПС) в целом имеет многоуровневую иерархическую структуру.

Нижний уровень ее составляют средства программного управления отдельными объектами — исполнительными устройствами в технологической линии. Эти отдельные объекты снабжены своими микропроцессорными средствами обработки информации и управления. Здесь имеются информационные устройства с датчиками состояния данного объекта и хода технологической операции в каждом из них. Информация поступает в их собственную микропроцессорную часть для обработки и использования в местном контуре управления. Кроме того, эта информация (или часть ее) подается в следующий уровень. 

Следующим уровнем иерархии гибкой производственной системы является гибкий производственный модуль (ГПМ). В состав модуля входит один — три станка, роботы, вспомогательные механизмы или аналогичный комплекс другого оборудования. Его микроЭВМ получает информационные сигналы от каждого отдельного объекта, входящего в модуль, формирует команды управления на каждый из объектов своего модуля, согласовывая их совместную деятельность в соответствии со своей системой программного обеспечения. Она передает также необходимую информацию о состоянии и о ходе технологического процесса в нем на следующий уровень системы.

Отдельные модули объединяются в гибкие автоматизированные участки (ГАУ) и в гибкие автоматизированные технологические линии (ГАЛ). Участок и линия, получая информацию снизу и задания сверху, автоматически в своей мини- или микроЭВМ сопоставляют их и формируют команды управления на нижестоящие уровни системы. Задание на технологический процесс участка или линии содержится заранее в памяти ЭВМ. Ее программное обеспечение рассчитано на гибкую перенастройку при изменении изготовляемого изделия, а также на возможное будущее свое развитие. Здесь фиксируются также результаты работы участка или линии и передаются в общую автоматическую систему учета в цеху и заводскому диспетчеру. Кроме того, в состав участка и линии входят автоматические устройства контроля качества продукции и дополнительных технологических параметров, характеризующих взаимосвязи модулей. При этом ЭВМ участка и линии согласовывает и оптимизирует по заложенным в программное обеспечение критериям и алгоритмам совместную работу всех модулей.

ГПС надо рассматривать как особый вид комплексной автоматизации. Рассмотрим отдельные ее подсистемы. Одной из подсистем ГПС является автоматизированный склад, имеющий ячеистую конструкцию.

Автоматический цеховой транспорт может быть организован по-разному. Применяются в основном напольные тележки и подвесные транспортные устройства.

Особенность ГПС состоит в новой организации всех процессов в их логической взаимосвязи. Оптимизация процессов позволяет высвободить потенциальные возможности повышения эффективности механической обработки, сборки и других операций, в сильной степени повысить рабочее использование станочного и всего остального оборудования, сократив до минимума все вспомогательные операции, исключив использование людского труда, обеспечив ритмичную круглосуточную работу цеха.

В гибких производственных системах существенно сокращается производственный цикл, исключается незавершенное производство, открывается возможность на меньшем количестве производств изготовить значительно больше продукции и более высокого качества. Вместе с тем в этих производствах дешевле и быстрее осваивается новая продукция, они оперативнее реагируют на все изменения потребностей народного хозяйства и населения, могут обеспечивать изготовление широкой номенклатуры изделий одновременно или же в любой необходимой последовательности.

 

Контроль и диагностика

 

Особое значение в безлюдном производстве имеет автоматизация всех уровней технического контроля продукции и диагностики оборудования внутри цеха, объединяющая большой комплекс контрольно-измерительной и диагностической аппаратуры и микропроцессорных средств обработки информации.

Измерительные машины с программным управлением выполняют как бы функции обратной связи, подавая результаты измерений на "выходе" технологического процесса на его "вход" для коррекции хода этого процесса в соответствии с заданными критериями качества. Такой замкнутый цикл при управлении процессами от ЭВМ с соответствующей быстрой микропроцессорной обработкой информации позволяет наилучшим образом регулировать ритм хода технологического процесса и наиболее точно удовлетворять требованиям стандартов качества продукции.

Встроенная в агрегаты ГПС аппаратура автоматической диагностики состояния определенных элементов этих агрегатов, а также обрабатывающего инструмента используется для автоматической подналадки или же для сигнализации оператору, если исправление дефекта выходит за рамки возможностей автоматики и требуется вмешательство человека.

Специальные измерительные машины кроме целей контроля могут применяться для программной автоматической разметки сложных деталей и профилей и руководить их обработкой посредством ЭВМ. Таким образом, повышается точность и качество разметки и обработки по сравнению с традиционными методами, исключаются индивидуальные ошибки человека и повышается производительность. Часто измерительные машины работают в полуавтоматическом режиме под управлением оператора, но без выполнения им собственно процессов измерения и выдачи результатов.