Вам жить в XXI веке
Шрифт:
Каковы же рубежи современных индустриальных манипуляторов? Ныне одно поколение роботов быстро сменяет другое. Для них создаются более совершенные системы программирования — микропроцессорные блоки, повышающие гибкость роботов при обслуживании заводских участков, то есть их универсальность.
Очень часто удача ожидает инженера-конструктора, когда он решительно отказывается от установившейся традиции. Обычно робот монтируется на неподвижной станине. Дорогой автомат обслуживает один станок. Чтобы манипулировать деталями для группы станков, приходится удлинять «руку», делать ее из нескольких сочлененных звеньев.
Над проблемой экономичности задумались болгарские изобретатели. «Рука» робота, приводимая в движение электромоторами или пневматикой, затрачивает энергию на подачу заготовки в рабочую зону станка и на возвращение в исходное положение. Теперь же придуман аккумулирующий элемент — эластичный узел. Когда «рука» несет деталь, автоматика тормозит ее в точке позиционирования. Энергия торможения запасается в упругом элементе и затрачивается затем на возвращение (практически бесплатно) назад. Эта оригинальная разработка запатентована.
Огромная задача перед конструкторами — научить манипуляторы распознавать форму деталей, сортировать их и отбирать непригодные. Захват («рука» робота) должен воспринимать и всю информацию о ходе технологического процесса, и вмешиваться в него для корректировки. Одним словом, заводской автомат следующего поколения желательно сделать адаптивным — оснастить его безошибочными органами зрения и осязания. Над этой проблемой успешно работают ученые и инженеры ВНР, ПНР и ЧССР. «Глазами» становятся объективы телевизионных установок, а захваты получают датчики, различающие детали по весу, плотности, конфигурации граней, и по некоторым показателям качества.
И еще: специалисты стран — членов СЭВ, в том числе и СССР, исходя из требований абсолютной безотказности роботов, трудятся над электронными системами самодиагностики. Автомат заблаговременно сообщит оператору о мельчайших неисправностях, назревающих в том или ином его узле.
В конце 1985 года была принята Комплексная программа научно-технического прогресса стран — членов СЭВ до 2000 года. Роботы новых поколений — одна из важнейших частей этой программы.
ГИБКИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОИЗВОДСТВА
Основа научно-технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства — это машиностроение. И в текущей пятилетке темпы роста выпуска станков и оборудования ускорятся примерно в два раза. Наша промышленность переходит на производство машин новых поколений: автоматов, роботов, агрегатов, использующих самые прогрессивные технологии и управляемые ЭВМ.
Ключевая роль тут отводится гибким автоматизированным производственным системам. За счет внедрения ГАПС производительность труда в машиностроении повысится в ряде случаев в четыре-восемь раз. А самое главное — период освоения в новой продукции сократится в десятки раз.
Действительно, важность такой гибкости самоочевидна. За последние 20 лет на повестку дня стало требование чаще сменять модели и модификации конечной продукции, непрерывно обновлять и повышать ее качества. Однако автоматические линии до сих пор создавались под конкретные серийные изделия. Они не отличались универсальностью, способностью к переналадке на новую серию машин и их узлов. Вот и стало необходимым новое слово в технике металлообработки — гибкие производственные линии, рассчитанные на самые различные виды продукции.
Что же такое ГАПС? Это комплекс станков-автоматов и обрабатывающих центров с ЧПУ и роботами, производящих токарную обработку, сверление, фрезерование, расточку, финишное шлифование. Они не только исполняют команды ЭВМ, но и сообщают ей по системе обратной связи о том, что уже сделано и как сделано. Тут происходит диалог между оператором и работающими станками.
Сама система станков в ГАПС составляется из автономных модулей, выполняющих обработку деталей различных конфигураций и размеров. В свою очередь, эти модули имеют блочную структуру — собираются из готовых стандартных и унифицированных узлов. Именно модульно-блочная конструкция ГАПС предопределяет их гибкость. Во-первых, они собираются быстро и перестраиваются на новые задачи тоже быстро. При каком-либо новом изобретении тут очень лег— ко строить новый модуль или блок и тем самым модернизировать автоматическую линию. Подобный принцип гибкости и позволит машиностроителям быстро осваивать и выпускать технические новинки.
Внедрение ГАПС началось в нашей стране в начале 80-х годов. Интересен опыт Ивановского станкостроительного ПО. Там разработаны станочные линии «Талка» для обработки до 100 видов корпусных деталей. Все процессы от подачи заготовки до отгрузки продукции автоматизированы. Каждая линия заменяет целый завод, способный быстро перестраиваться на новый вид изделий. Основа линии «Талка» — обрабатывающий центр с ЧПУ, манипуляторы, накопители заготовок, транспортеры продукции и автоматизированные склады. Обязательный компонент — инструментальная станция, меняющая по программе сверла, резцы и фрезы. Изменил программу — и можно начинать обработку новой детали новыми инструментами.
Сейчас уже около 20 объединений и заводов нашей страны — в Москве, Рязани, Куйбышеве, Ленинграде и других городах — перестраиваются на выпуск обрабатывающих центров токарных автоматов и гибких модулей для ГАПС. Ведутся научные и инженерные работы по включению в гибкие линии новых измерительных и диагностических средств, технологических лазеров, адаптивных манипуляторов и мобильных роботов-тележек для подачи тяжелых заготовок к станкам. Все это будет материальной базой новейших ГАПС для многих отраслей нашей промышленности.
ПРЕОДОЛЕНИЕ НЕПРЕОДОЛИМОГО
Хорошо известна удивительная твердость алмазов. Благодаря этому физическому свойству в ряде случаев в современной промышленности алмаз просто незаменим. Он стал будничным приспособлением при обработке сверхтвердых сплавов. Без него теперь не сделаешь турбину., дизельный мотор, буровой инструмент, прокатный стан. Алмаз режет металл лучше, чем быстрорежущая сталь. Но как обрабатывать этот кристалл углерода, если сам он — эталон твердости?
Еще в глубокой древности мастера по обработке камней убедились, что алмаз можно обработать только алмазом.