1. Произходът на индустриалните роботи Изобретяването на индустриалните роботи може да бъде проследено назад до 1954 г., когато Джордж Девол кандидатства за патент за преобразуване на програмируеми части. След партньорство с Джоузеф Енгелбергер е създадена първата в света компания за роботи Unimation и първият робот е пуснат в употреба на производствената линия на General Motors през 1961 г., главно за изваждане на части от машина за леене под налягане. Повечето универсални манипулатори с хидравлично задвижване (Unimates) бяха продадени през следващите години, използвани за манипулиране на частите на тялото и точково заваряване. И двете приложения бяха успешни, което показва, че роботите могат да работят надеждно и да гарантират стандартизирано качество. Скоро много други компании започнаха да разработват и произвеждат индустриални роботи. Роди се индустрия, движена от иновациите. Въпреки това отне много години, за да стане тази индустрия наистина печеливша.
2. Stanford Arm: голям пробив в роботиката Новаторската „Stanford Arm“ е проектирана от Виктор Шайнман през 1969 г. като прототип на изследователски проект. Той е бил студент по инженерство в катедрата по машинно инженерство и е работил в Станфордската лаборатория за изкуствен интелект. „Станфордската ръка“ има 6 степени на свобода, а напълно електрифицираният манипулатор се управлява от стандартен компютър, цифрово устройство, наречено PDP-6. Тази неантропоморфна кинематична структура има призма и пет въртящи се шарнири, което улеснява решаването на кинематичните уравнения на робота, като по този начин ускорява изчислителната мощност. Задвижващият модул се състои от DC мотор, хармонично задвижване и редуктор с цилиндрични зъбни колела, потенциометър и тахометър за обратна връзка за позиция и скорост. Последващият дизайн на робота е силно повлиян от идеите на Шайнман
3. Раждането на напълно електрифициран промишлен робот През 1973 г. ASEA (сега ABB) пусна първия в света контролиран от микрокомпютър, напълно електрифициран промишлен робот IRB-6. Той може да извършва непрекъснато движение по пътя, което е предпоставка за електродъгово заваряване и обработка. Съобщава се, че този дизайн се е доказал като много здрав и роботът има експлоатационен живот до 20 години. През 70-те години роботите бързо се разпространяват в автомобилната индустрия, главно за заваряване и товарене и разтоварване.
4. Революционен дизайн на роботите SCARA През 1978 г., селективно съвместим робот за сглобяване (SCARA) е разработен от Хироши Макино в университета на Яманаши, Япония. Този забележителен четириосен евтин дизайн беше идеално адаптиран към нуждите на сглобяването на малки части, тъй като кинематичната структура позволяваше бързи и съвместими движения на ръката. Гъвкавите системи за сглобяване, базирани на роботи SCARA с добра съвместимост на дизайна на продуктите, значително насърчиха развитието на големи количества електронни и потребителски продукти в световен мащаб.
5. Разработване на леки и паралелни роботи Изискванията за скорост и маса на робота доведоха до нови кинематични и трансмисионни конструкции. От ранните дни намаляването на масата и инерцията на конструкцията на робота беше основна изследователска цел. Съотношение на теглото 1:1 спрямо човешката ръка се смяташе за най-добрия еталон. През 2006 г. тази цел беше постигната от лек робот от KUKA. Това е компактна роботска ръка със седем степени на свобода с разширени възможности за контрол на силата. Друг начин за постигане на целта за леко тегло и твърда структура е изследван и преследван от 1980 г., а именно разработването на паралелни машинни инструменти. Тези машини свързват своите крайни изпълнители към основния модул на машината чрез 3 до 6 успоредни скоби. Тези така наречени паралелни роботи са много подходящи за висока скорост (като за хващане), висока прецизност (като за обработка) или работа с високи товари. Работното им пространство обаче е по-малко от това на подобни серийни или отворени роботи.
6. Картезиански роботи и роботи с две ръце Понастоящем декартовите роботи все още са идеално подходящи за приложения, които изискват широка работна среда. В допълнение към традиционния дизайн, използващ триизмерни ортогонални транслационни оси, през 1998 г. Гудел предложи структура на рамка с назъбена цев. Тази концепция позволява на една или повече ръце на робота да проследяват и циркулират в затворена система за прехвърляне. По този начин работното пространство на робота може да бъде подобрено с висока скорост и прецизност. Това може да бъде особено ценно в логистиката и машиностроенето. Деликатната работа на двете ръце е от решаващо значение за сложни задачи по сглобяване, едновременна обработка на операции и товарене на големи обекти. Първият наличен в търговската мрежа синхронен робот с две ръце беше представен от Motoman през 2005 г. Като робот с две ръце, който имитира обхвата и сръчността на човешка ръка, той може да бъде поставен в пространство, където преди това са работили работници. Следователно капиталовите разходи могат да бъдат намалени. Разполага с 13 оси на движение: 6 във всяка ръка, плюс една ос за основно въртене.
7. Мобилни роботи (AGV) и гъвкави производствени системи В същото време се появиха индустриални роботизирани автоматично направлявани превозни средства (AGV). Тези мобилни роботи могат да се движат из работно пространство или да се използват за зареждане на оборудване от точка до точка. В концепцията за автоматизирани гъвкави производствени системи (FMS), AGVs се превърнаха във важна част от гъвкавостта на пътя. Първоначално AGVs разчитаха на предварително подготвени платформи, като вградени проводници или магнити, за навигация при движение. Междувременно AGV със свободна навигация се използват в мащабно производство и логистика. Обикновено тяхната навигация се основава на лазерни скенери, които предоставят точна 2D карта на текущата действителна среда за автономно позициониране и избягване на препятствия. От самото начало се считаше, че комбинацията от AGV и роботизирани ръце може автоматично да зарежда и разтоварва машинни инструменти. Но всъщност тези роботизирани ръце имат икономически и разходни предимства само в определени специфични случаи, като устройства за зареждане и разтоварване в полупроводниковата индустрия.
8. Седем основни тенденции за развитие на индустриалните роботи От 2007 г. еволюцията на индустриалните роботи може да бъде белязана от следните основни тенденции: 1. Намаляване на разходите и подобряване на производителността – Средната единична цена на роботите е спаднала до 1/3 от първоначалната цена на еквивалентните роботи през 1990 г., което означава, че автоматизацията става все по-евтина и по-евтина. – В същото време параметрите на производителността на роботите (като напр. скорост, капацитет на натоварване, средно време между отказите MTBF) са значително подобрени. 2. Интегриране на компютърна технология и ИТ компоненти – Технологията за персонални компютри (PC), потребителски софтуер и готови компоненти, донесени от ИТ индустрията, ефективно подобриха рентабилността на роботите. – Сега повечето производители интегрират базирани на компютър процесори, както и програмиране, комуникация и симулация в контролера, и използват високодоходния ИТ пазар, за да го поддържат. 3. Колаборативен контрол с множество роботи – Множество роботи могат да бъдат програмирани и координирани и синхронизирани в реално време чрез контролер, което позволява на роботите да работят прецизно заедно в едно работно пространство. 4. Широко разпространено използване на системи за зрение – Системите за зрение за разпознаване на обекти, позициониране и контрол на качеството все повече стават част от контролерите на роботите.5. Работа в мрежа и дистанционно управление – Роботите са свързани към мрежата чрез полева шина или Ethernet за по-добър контрол, конфигурация и поддръжка.6. Нови бизнес модели – Новите финансови планове позволяват на крайните потребители да наемат роботи или да накарат професионална компания или дори доставчик на роботи да управлява роботизирано звено, което може да намали инвестиционните рискове и да спести пари.7. Популяризиране на обучението и образованието – Обучението и ученето се превърнаха във важни услуги за повече крайни потребители да разпознават роботиката. – Професионалните мултимедийни материали и курсове са предназначени да образоват инженери и работници, за да им позволят ефективно да планират, програмират, управляват и поддържат роботизирани единици.
、
Време на публикуване: 15 април 2025 г
