Оптимальные технические решения

В машиностроительных предприятиях существует целый ряд технологических процессов, отличающихся очень большой трудоемкостью и/или выполняемых в, так называемых, экстремальных условиях (высокая температура, большой уровень шумов, вибраций и т.д.).

К очень утомительным и монотонным процессам относятся контактная точечная и дуговая сварка, обслуживание прессов, штампов и ковочных машин, окраска больших изделий, установка заклепок и многое другое. При выполнении подобных технологических операций человек физически не способен обеспечить стабильно высокое качество работы.

И вот тогда родилось новое научно-техническое направление “робототехника”, иначе говоря- создание автоматических манипуляторов с цифровым программным управлением, получившим название промышленные роботы.

Это направление начало стремительно развиваться, охватывая кроме машиностроения, все новые и новые области производства и другие области народного хозяйства.

По мнению специалистов, разработка и внедрение промышленных роботов, роботов II и III поколений позволит на новом, более высоком научно-техническом уровне решить задачу создания систем комплексной автоматизации на промышленных предприятиях, пересмотреть распределение функций между человеком и машиной, существенно повысить производительность труда. Это одна из движущих сил автоматизации и вместе с тем одно из важнейших средств, для глубоких социально-экономических преобразований в сфере труда на промышленных предприятиях.

Робототехника молодая наука, существующая в активной фазе всего около 40 лет. И, как всякое новое направление, она еще не полностью оформилась. До настоящего времени нет совершенно однозначных понятий, терминологии, не всегда четка сложившаяся система взглядов, ведутся горячие дискуссии по ряду вопросов. Как и во всяком новом научном направлении, есть еще “белые пятна”.

В нашей стране создалось напряженное положение с трудовыми ресурсами, сложилась тяжелая демографическая ситуация стала совершено ясной экономическая недопустимость дальнейшего сохранения значительной доли ручного, немеханизированного труда, которая только в промышленности достигает 40 процентов и более. Существуют целые регионы, богатые ресурсами, но не способные производить конкурентный товар по причине банальной нехватки кадров.

Такое положение сложилось не потому, что важной проблеме механизации и автоматизации вспомогательных, транспортных операций не было уделено должного внимания. Дело объясняется тем, что механизация и особенно автоматизация таких операций представляют собой чрезвычайно трудную научно-техническую задачу. Особенно это касается мелкосерийного и серийного производства с часто изменяющейся программой.

Действительно, только за последние десятилетия усилиями ученых, инженеров и рабочих было создано большое количество совершенных машин-автоматов для выполнения основных технологических операций. Наиболее ярким примером могут служить металлообрабатывающие станки с числовым программным управлением и обрабатывающие центры.

Современный фрезерный станок с числовым программным управлением может за короткое время изготовить деталь такой сложной формы, которую человек либо вообще не может сделать на обычном универсальном металлорежущем станке с ручным управлением, либо должен затратить на это чрезвычайно много времени.

Однако часто приходится наблюдать, как на этот совершенный станок вручную устанавливается заготовка и снимается готовая деталь. Такое положение можно объяснить следующим образом.

Как показал опыт создания и эксплуатации промышленных роботов в различных странах, они используются главным образом для автоматизации именно вспомогательных, транспортных операций в условиях мелкосерийного и серийного производства и поэтому могут помочь в значительной степени устранить существующий “перекос” и создать автоматизированные транспортно-складские системы (АТСС) и в целом системы комплексной автоматизации, которые принято сейчас называть гибкими производственными системами (ГПС).

Чтобы обучить человека такой простой операции, как, например, взять заготовку из бункера, где они лежат “навалом”, неориентированные в пространстве, необходимо весьма малое время. И процедура эта одна из самых простых в производственном цикле. Однако при автоматизации этой простой вспомогательной операции возникают большие трудности. Объясняется это тем, что тут в полном объеме возникает проблема распознавания образов, появляются большие сложности в создании математической модели “сцены” и не менее большие трудности в разработке математического обеспечения такой автоматической системы. Решения, полученные в настоящее время в различных организациях, позволяют создавать такие устройства, вводя ряд серьезных ограничений.

Таким образом, исторически сложился неравномерный уровень автоматизации основных и вспомогательных, транспортных операций. Такой “перекос”, в частности, тормозит создание систем комплексной автоматизации мелкосерийного и серийного машиностроительного (дискретного) производства.

Но решение существует. В России работают компании-интеграторы, способные при ограниченном бюджете решить производственные задачи, путем внедрения в технологию промышленных роботов. Многие компании имеют демонстрационные залы и учебные классы, где представители заказчика могут получить необходимую техническую информацию.

Промышленная робототехника
Промышленный робот KUKA