Өнеркәсіптік роботтар

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Қазіргі уақытта мобильді роботтар әртүрлі тапсырмалар үшін қолданылады. Олардың тізіміне мыналар кіреді: қоймаға техникалық қызмет көрсету, жүктерді тасымалдау, күрделі немесе қауіпті аймақтарды зерттеу және бақылау, таңдау және барлау. Осы мақсатта ауқымды робот құрылымдары жасалды және зерттелді. Соңғы онжылдықта көптеген аймақтарда жаяу роботтар жиі қолданылады, яғни жоғалған роботтар. Олардың дөңгелекті немесе серпентинді аналогтарының жанында айқын артықшылықтары бар қасиеттері бар.

Қозғалыс модельдерін икемді таңдаудың арқасында жоғалған роботтар біркелкі емес жерлерде қозғалады және қол жетімсіз жерлерге енеді. Сонымен қатар, олар бір немесе бірнеше аяқ-қолды жоғалтқан жағдайларда қозғалыс моделін (тиісті дизайн және басқару алгоритмдерімен) ауыстыру арқылы өз қабілеттерін сақтай алады. Бұл дипломдық жобада өрмекшіге еліктейтін және оның қозғалысын қайталайтын екі жақты робот зерттелді. Мұндай құрылғы роботтар жүретін роботтардың барлық сипаттамаларына ие.

Бұл дипломдық жобада мен дамыған антропоморфтық роботты ғана емес, оны құрастыру бойынша жұмыстардың тізімін, сонымен қатар оның өмірінің қауіпсіздігі мен экономикалық тиімділігін көрсететін мысалдар келтірдім.

Қауіпсіздік бөлімінде алтыбұрышты қадамды роботты әзірлеушіге арналған арнайы жабдықталған бөлменің толық жарықтандыру сипаттамалары мен сипаттамаларының мысалы келтірілген. Бұл дипломдық жобада келесі мәселелер қарастырылды: желіні жобалау жұмыстарын ұйымдастыру және жүргізу

Дипломдық жобаның экономикалық бөлімі де өзіндік ерекшеліктерге ие. Оның ерекшеліктері - бұл әр түрлі тақырыптармен ғана емес, сонымен қатар күтілетін экономикалық тиімділік пен өндіріс шығындарының өзіндік құнын ескере отырып, зерттеулерді экономикалық бағалау әдістерімен қолданылатын есептеулер. Дипломдық жобаның экономикалық бөлімін орындау кезінде қорғаушылар барлық бөлімдер бойынша ақпаратты, алдыңғы тәжірибелерде алынған мәліметтерді және әр түрлі ақпарат көздерін пайдаланады. Сонымен қатар, ол жоғары оқу орындарында оқыту барысында алған білімдерін қолданады. Экономикалық бөлім негізгі бөліммен бір уақытта орындалады және жеке бөліммен аяқталады.

Техникалық бөлімЗаманауи Роботтар

Жарты ғасыр бұрын, роботтар өзінің өмір сүру кезеңінде қарапайым механизмдерден күрделі тиімділікке ие құрылғыларға айналды. Олар көптеген мүмкіндіктер бойынша адамдардың қабілеттерінен асып түсті. Алдағы онжылдықта роботтар ең танымал адам көмекшілеріне айналады65 және өркениет қажеттіліктерінің көп бөлігін алады. Қазіргі кезде роботтардың түрлері өте көп. Сондықтан оларды жіктеудің бірқатар классификациялық нұсқалары бар: мөлшері мен формасы, функциясы бойынша, бағдарлама логикасының типі59 және т. б. Жіктеудің барлық түрлерінің ішіндегі ең маңыздысы - қозғалыс мүмкіндігінше жіктеу. Онда роботтарды екі бөлікке бөлуге болады: қозғалмалы және қозғалмайтын роботтар. Бұл жобада мен қозғалатын роботтарды және оның құрамына кіретін антроморфты роботтарды қарастырдым [1] .

Жасалған платформаны манипулятивті жүйе ретінде ұсынуға болады.

Манипулятор - құрал-саймандардың, еңбек заттарының, құрылымдық бірліктер мен элементтердің кеңістіктегі жағдайын басқаруға арналған механизм. Бұл термин ХХ ғасырдың ортасында, атом өнеркәсібіндегі қауіпті объектілерді манипуляциялаудың күрделі механизмдерін қолдануға байланысты пайда болды. Оның негізінде манипуляторлар бірнеше қозғалғыштық дәрежесі бар кеңістіктік механизм болып табылады, олар көптеген салаларда және адам қызметінің әр түрлі салаларында көмекші жұмыстарды орындайды. Манипуляторлар машиналар мен механизмдер теориясының кіші бөлімі болып табылатын «манипуляторлар теориясы» курсында оқытылады. Тар мағынада манипулятор55 механикалық қол ретінде ұсынылуы мүмкін.

Ғылым мен техниканың даму деңгейінің жоғарылауымен қатар параллель кинематикасы бар тетіктер пайда болды, мысалы, екі аяқты, штативті, квадроподты, гексаподалы және басқалары. Жалпы жіктеуде мұндай объектілерді жаяу жүру машиналары, немесе жаяу машиналар - аяқтың көмегімен жүретін әртүрлі машиналар деп атайды. Орындаудың сындарлы күрделілігіне байланысты олар нақты өмірде әлі де көп таралмаған.

Жүру режимін талдау

Негізінде адам табиғатты, қозғалыстың басқа түрлерін, оның аралас, әртүрлі комбинациялармен жүруін дамыта алады, яғни жұмыс істейтін механизмдердің құрылысын байланыстыра отырып, өнімділігі жоғары және өнімділігі жоғары көліктік және технологиялық машиналар жасай алады. Табиғаттағы барлық тіршілік иелерінде дөңгелектер емес, тұтқалар жүйесі бар, өйткені тұтқалар жүйесі біркелкі емес жолдардағы дөңгелектерге қарағанда табиғи топырақта қозғалу үшін тиімді. Бұған жүрудің тірек-қимыл аппараты қасиеттері ықпал етеді: кеуде дискреттілігі, 43 яғни қабырға және төменгі аяғындағы жұмыс істемейтін аймақтардың болуы. Бұл жағдайда қабырғалардың дис53крететтілігі деген сөз қозғалтқыштың қозғалыс аймағының бетіндегі жанасуындағы үзіліс. Аяқтың жұмыс аймағы деген сөздің астында дененің айналасындағы кеңістік және кеңістіктің тірек элементтері, жұмыс істеп тұрған қозғалтқыш үшін қол жетімді нүктелердің болуы. Жүру қозғалтқышының бұл қасиеттері жасанды серуендеу қозғалыстарын, үстіңгі тіреу мен профиль өту мүмкіндігін береді. Қалыпты тасымалдау үшін кедір-бұдыр жерлерден басқа, адамдардың өмір сүруіне бейімделген орта: тар жолдар, өткір бұрылыстар, баспалдақтар.

Табиғи нысандарды, олардың мінез-құлқын, хат-хабарларын мұқият зерттемей, ереже бойынша, іс жүзінде қолдануға болатын кез-келген лайықты дизайн жасауға жол берілмейді: мысалы, «Табарук» орман машиналары, көлік жүйелері зертханасының 56 роботы КСРО Ғылым академиясы. Бұл машиналар дизайнерлердің үмітін ақтай алмады және жәндіктерге тән динамикалық қасиеттерді көрсете алмады. Бұл тұжырымдау тірі организмдердегі қозғалысты басқарудың физиологиялық модельдеріне ұқсас, ал жүру роботтарын құрудың композициялық тұжырымдамасын қарастырған жөн. Бұл институтта ақпарат беру проблемалары бойынша жүргізілген Ресей ғалымдарының зерттеуіне негізделген аналогия. Сондықтан композициялық тұжырымдаманы робототехникадағы биологиялық тәсіл деп санауға болады. Осы тұжырымдамаға сәйкес қозғалыс процесін басқарудың минималды деңгейі тәуелсіз жабық автоматты басқару жүйелерінің (реттегіштердің) ұжымдық4 жұмысының нәтижесі ретінде ұсынылуы мүмкін. Жеке контроллерлермен байланыс жоқ (көлденең сілтемелер) . Басқаша айтқанда, жаяу жүргіншілер роботын қарапайым, тәуелсіз автоматтың бірнеше компоненттері бірыңғай автомат ретінде көрсете алады, ал қозғалу процесі осы автоматтың 4 бірлескен әрекетінің нәтижесі болып табылады. Әрбір автомат өзіндік мәселелерді шешеді және осылайша қозғалтқыш процесінің қалыптасуына ықпал етеді.

Әрбір қарапайым машина автоматты басқару жүйесі болып табылады және тек бір байланысты, яғни сілтемені басқарады. Сонымен қатар, аяқтың қозғалу циклінің әр түрлі кезеңдерінде бірнеше түрлі контроллерлер бөлек Ассоциацияны басқара алады. Барлық аяқтардың бірдей буындары қозғалыс параметрлерінің бірін басқарады. Мысалы, қадам ұзындығы роботтың биіктігіне, корпусына, байланыстырушы бетіне немесе роботтың жылдамдығына қатысты 13-ке қатысты. Роботтың барлық бөліктерін басқару параллельді түрде жүзеге асырылады. Бұл басқару жүйесінің жоғары деңгейін қамтамасыз етеді. Басқа автоматты машиналардың әрекеттері экологиялық наразылық тудыратын әрекеттер ретінде жеке машиналарға әсер етеді. Реттеуші ретінде машиналардың мақсаты қарсылықтарды қайтару болып табылады. Автоматты реттеумен кері байланыс тізбегінде қолданылатын, сондай-ақ басқа автоматтандырылған құрылғылар туралы ақпаратты қамтитын шығыс сигналының сенсорлық жүйесі. Бұл басқа машина, ол басқа сенсорлық жүйелер машинасының жұмысына кері әсер етеді, сонымен қатар кез-келген арналар арасындағы байланысты реттеуші болып табылады. Бұл жағдайда бір машинаның сыртқы ортасы басқа машиналардан және жалпы роботтың сыртқы ортасынан тұрады. Қажетті желі параметрлері роботты басқарудың жоғары деңгейлі жүйесін басқарады және ырғақты қозғалыс кезінде тұрақты болады.

Жүру роботтарының мәселелеріне арналған бұл тәсіл локомотив процесін басқаруды жеңілдетеді және оны тартымды етеді. Автоматтандыруға арналған сенсорлық жүйелер мәселелерін қарастыра отырып, жаяу жүретін роботтар, яғни жүретін роботтар ассамблеясында ұсынылған тәсілді енгізу арқылы анықталады. Бұл мәселе сенсорлық жүйеге біріктірілген сенсорлар жиынтығын қолдану арқылы шешілді, олар әрбір инсульт параметрін өлшеуге қабілетті [2] .

Қозғалыстағы роботтардың классификациясы

Мобильді роботтар дөңгелекті, ұшатын және жүретін роботтарға бөлінеді.

Жаяу жүретін роботтар, өз кезегінде, екі аяқты, төрт аяқты, алты аяқты және одан да көп аяқты болып бөлінеді. Сіз орындайтын мақсаттар мен міндеттерге байланысты сіз екі топқа бөлуге болады:

а) өндіріс 44 роботтары;

б) зерттеу сатысының робот-әзірлеушілері.

Ауыр, бір ретті, зиянды және қауіпті физикалық жұмысты орындауға арналған. Мұндай роботтардың ерекшелігі - автоматты басқару қондырғыларының болуы (адамның қолының қозғалысын имитациялайтын манипуляторлар, шассидің әртүрлі типтерімен жүретін машиналар және т. б. ) .

Өз кезегінде өндірістік роботтар бірнеше түрге бөлінеді:

- индустриялық;

- құрылыс;

- ауыл шаруашылығы;

- көлік;

- тұрмыстық;

- әскери.

Өнеркәсіптік роботтар - бұл манипулятор роботтары, яғни манипулятор мен атқарушы органдарға қажетті қозғалысты көрсетуге, басқару әрекеттерін орындауға, қайта бағдарламалауға, қайта бағдарламалауға мүмкіндік беретін басқару құрылғысынан тұратын автоматты құрылғы. Ол өндірістік қондырғыларды жылжыту және әртүрлі технологиялық операцияларды орындау үшін қолданылады. Басқаша айтқанда, бұл роботтар негізінен әр түрлі салаларда қолмен және көліктік операциялардың барлық түрлерін автоматтандыруға арналған.

Ядролық кезеңнің басталуы өндірісте қолданылатын манипуляторлардың пайда болуына да ықпал етті. 1947 жылы АҚШ-та Р. Герц бастаған аргон ұлттық зертханасының қызметкерлер тобы радиоактивті материалдарды тасымалдауға және адам операторының қозғалысын қайталауға арналған алғашқы автоматтандырылған Электромеханикалық манипулятор жасады. Мұндай манипуляторларды қолдана отырып, ешқандай кері байланыс физикалық байланысты қамтамасыз ете алмайтындығына байланысты, кілтті гайканы бұру немесе элементтердің бетіне дұрыс орналастыру қиынға соқты. Алайда, 1948 жылы «Дженерал Электрик» компаниясы «ыңғайлы адаммен» (ағылш. Handy Man) осындай кері байланыс орнатып, көшірме манипуляторын жасады. Ол манипуляторды операторлар, манипуляторлар объектіні ұстай алатын күшке жету үшін қолдана алды [3] .

Алғашқы роботтар құрыла бастады 69 сөзбе-сөз мағынада, 1950 жылдардың ортасында, Америка Құрама Штаттарында. 1954 жылы американдық инженер Дж. П. DeVol айнымалы перфокарталарды қолданып тиеу-түсіру манипуляторын басқаруға жақындады және «объектілерді тасымалдауға арналған бағдарламаланатын құрылғыға», яғни өндірісте қолданылатын роботқа патенттік өтінім жіберді (DeVol патенті 1961 жылы шығарылды) .

1956 жылы Дж. Энгельбергпен бірге әлемдегі алғашқы өндірістік роботтар шығаратын компания құрылды. Оның атауы «Unimation» (ағылш. Unimation), яғни «Әмбебап автоматика» - бұл автоматтандырудың әмбебап терминінің аббревиатурасы.

Қазіргі әлемде бірде-бір сала, салмағы мен көлеміне қарамастан, аксессуарларсыз және жүк түсірусіз бола алмайды. Робот өнімді құрылғыға өзі орната алады. Бір робот бірнеше машинамен әрекеттесе алады.

Енді роботтар персоналдың құнын барынша азайтуға мүмкіндік береді. Бұл тек басып шығарумен жұмыс немесе пешті пайдалану сияқты қарапайым функциялар туралы емес. Роботтар қиын жағдайда үлкен салмақты көтере алады, бірақ олар тірі адамға қарағанда шаршамайды және аз уақыт жұмсайды.

Мысалы, құю және соғу өндірісінде адамдардың жағдайы айтарлықтай қиын. Өндірістің бұл түрі роботтандыру бойынша фильм түсіруден кейін үшінші орынды алады. Қазір барлық еуропалық құю өндірістері автоматты жүйенің өндірістік роботтарымен жабдықталған. Кәсіпорында роботты енгізу құны жүз мың долларды құрайды.

Металл, ағаш немесе пластикалық бұрғылау, жиектерді өңдеу және роботты фрезерлеу үшін оңай жұмыс. Нақты және берік манипуляторлар бұл тапсырмаларды өте оңай орындай алады. Жұмыс аймағы шектелмейді, тек кеңейтілген осьті немесе бірнеше басқарылатын осьтерді орнатқанда үлкен икемділік пен жоғары жылдамдық беріледі. Адам мұны бұлай жасай алмайды.

1. 1 сурет - Өнеркәсіптік роботтар

Өнеркәсіптік робототехниканың одан әрі өсуі компьютерлердің, электрониканың дамуымен және роботтардың негізгі тұтынушылары - автомобильдер нарығындағы компаниялардың кеңеюімен байланысты болды. Генерал Моторстың 80 жылдық мерейтойы автоматтандыруға 40 миллиард доллардан астам қаражат салды. Негізгі робот нарығы - көптеген компаниялар орналасқан Жапонияның ішкі нарығы: Фудзи, Денсо, Эпсон, Фанук, Интеллектуалды Актуатор, Кавасаки, Начи, Яскава, Нидек, Кавада. 1995 жылы әлемде пайдаланылған 7 роботтың 5-ы Жапонияда жұмыс істеді.

Құрылыс роботтары құрылыс бизнесіне тән органикалық, көмекші және негізгі, қолмен байланысты көптеген операцияларды автоматтандырады. Құрылысты роботтандыру - бүгінгі күннің өзекті мәселесі (1. 2-сурет) . Ғалымдар, инженерлер мен сәулетшілер миллиондаған адамдардың арманын жүзеге асыруға жақындады.

Олар құрылыс жұмыстарын адамның қатысуынсыз орындай алады және қашықтан басқарылатын машиналар, яғни роботтар жасай алады. Бұл жақын арада ескі, қараусыз қалған үйлердің орнына қарапайым халықты қол жетімді және ыңғайлы, абаттандырылған көп қабатты үйлер мен құрылыстармен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Болашақта роботтар екі қабатты үйдің корпусын бір күнде жинап, қондырғының құнын бес есеге төмендетеді деп күтілуде [4] .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.