Промышленный робот

Работающие промышленные роботы FANUC модели R2000iB

Файл:Application field automotive.jpg

Промышленные роботы KUKA на автомобильном производстве

Промы́шленный ро́бот — предназначенный для выполнения двигательных и управляющих функций в производственном процессе манипуляционный робот, т. е. автоматическое устройство, состоящее из манипулятора и перепрограммируемого устройства управления, которое формирует управляющие воздействия, задающие требуемые движения исполнительных органов манипулятора. Применяется для перемещения предметов производства и выполнения различных технологических операцийШаблон:SfnШаблон:Sfn.

В литературе на русском языке получило распространение следующее определение промышленного робота, взятое из ГОСТ 25686-85: это — «автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций». В промышленности, впрочем, наряду с манипуляционными роботами, получившими наибольшее распространение, используют также мобильные (локомоционные), информационные, информационно-управляющие, комплексные и другие виды промышленных роботовШаблон:Sfn.

Промышленные роботы обычно являются одним из компонентов автоматизированных производственных систем, применяемых в гибком автоматизированном производстве (РТК, РТЯ, РТУ, РТЛ, РТС, ГПЛ и т. п.), которые при неизменном уровне качества позволяют увеличить производительность труда в целом.

Экономически выгодно использование промышленных роботов совместно с другими средствами автоматизации производства (автоматические линии, участки и комплексы).

История

Появление механических манипуляторов, а затем систем программирования (в т. ч. числового программного управления, ЧПУ) привело к созданию промышленных роботов, т. е. манипуляторов с программным управлением, предназначенных для выполнения разнообразных рабочих операций.

Начало разработки промышленных роботов

Толчком к появлению манипуляторов промышленного применения стало начало ядерной эпохи. В 1947 году в США группой сотрудников Аргоннской национальной лаборатории во главе с {{#invoke:Languages|getIW|title=Гёрц, Раймонд|text=Р. Гёрцем|lang=|page=Raymond Goertz|state=|nocat=}} был разработан первый автоматический электромеханический манипулятор с копирующим управлением, повторяющий движения человека-оператора и предназначенный для перемещения радиоактивных материалов. Выполнять при помощи данного манипулятора такие операции, как вращение гаечного ключа или позиционирование предметов на поверхности, было сложно, поскольку никакой обратной связи по силе он не обеспечивал; однако уже в 1948 году компания «General Electric» разработала копирующий манипулятор «Хэнди Мэн» (англ. Handy Man), в котором такая обратная связь имелась, и оператор мог воспринимать силы, воздействующие на схват манипулятораШаблон:Sfn.

nocat=}}

Первые промышленные роботы в собственном смысле этих слов начали создавать в середине 50-х годов XX века в США. В 1954 году американский инженер {{#invoke:Languages|getIW|title=Девол, Джордж Чарльз|text=Дж. Девол|lang=|page=George Devol|state=|nocat=}} разработал способ управления погрузочно-разгрузочным манипулятором с помощью сменных перфокарт и подал патентную заявку на сконструированное им «программируемое устройство для переноски предметов», т. е. на робот промышленного назначения (патент Деволу был выдан в 1961 году). Вместе с Дж. Энгельбергом в 1956 году он организовал первую в мире компанию по выпуску промышленных роботов. Её название {{#invoke:Languages|getIW|title=Юнимейшн|text=«Юнимейшн»|lang=de|page=Unimation|state=|nocat=}} (англ. Unimation) является сокращением термина «Universal Automation» ‘универсальная автоматика’Шаблон:SfnШаблон:Sfn.

В 1959 году фирма «Консолидейтед Корпорейшн» (США) опубликовала описание манипулятора с числовым программным управлением (ЧПУ), а в 1960—1961 гг. в американской печати появились первые сообщения о манипуляторах «Transferrobot» и «Eleximan» с программным управлением для автоматизации сборочных и других работ.

Появление роботизированного производства

В начале 1960-х гг. в США были созданы первые в мире промышленные роботы {{#invoke:Languages|getIW|title=Юнимейт|text=«Юнимейт»|lang=|page=Unimate|state=|nocat=}} (фирма «Юнимейшн», 1961 г.) и «Версатран» (фирма {{#invoke:Languages|getIW|title=Америкэн Мэшин энд Фаундри|text=«Америкэн Мэшин энд Фаундри»|lang=|page=American Machine and Foundry|state=|nocat=}}, 1962 г.). Их сходство с человеком ограничивалось наличием манипулятора, отдалённо напоминающего человеческую руку. Некоторые из них работают до сих пор, превысив 100 тысяч часов рабочего ресурса.

Экспериментальный прототип робота «Юнимейт» был создан уже в 1959 г., а весной 1961 года этот промышленный робот (ныне выставленный в Смитсоновском институте) был введён в эксплуатацию на литейном участке одного из заводов автомобильной корпорации «General Motors», находившегося в городке {{#invoke:Languages|getIW|title=Юинг (Нью-Джерси)|text=Юинг|lang=|page=Ewing Township, New Jersey|state=|nocat=}} — пригороде Трентона. Робот захватывал раскалённые отливки дверных ручек и других деталей автомобиля, опускал их в бассейн с охлаждающей жидкостью и устанавливал на конвейер, после чего они поступали к рабочим для обрезки и полировкиШаблон:Sfn. Работая 24 часа в сутки, робот заменил три смены рабочих на тяжёлой, грязной и опасной работе. Данный робот имел 5 степеней подвижности с гидроприводом и двухпальцевое захватное устройство с пневмоприводом. Перемещение объектов массой до 12 кг осуществлялось с точностью 1,25 мм. В качестве системы управления использовался программоноситель в виде {{#invoke:Languages|getIW|title=Кулачковый барабан|text=кулачкового барабана|lang=de|page=Nockentrommel|state=|nocat=}} с шаговым двигателем, рассчитанный на 200 команд управления, и кодовые датчики положения. В режиме обучения оператор задавал последовательность точек, через которые должны пройти звенья манипулятора в течение рабочего цикла. Робот запоминал координаты точек и мог автоматически перемещаться от одной точки к другой в заданной последовательности, многократно повторяя рабочий цикл. На операции разгрузки машины для литья под давлением «Юнимейт» работал с производительностью 135 деталей в час при браке 2 %, тогда как производительность ручной разгрузки составляла 108 деталей в час при браке до 20 %.

Промышленный робот «Версатран», имевший три степени подвижности и управление от магнитной ленты, мог у обжиговой печи загружать и разгружать до 1200 раскалённых кирпичей в час. В то время соотношение затрат на электронику и механику в стоимости робота составляло 75 % и 25 %, поэтому многие задачи управления решались за счёт механики; сейчас же это соотношение изменилось на противоположное, причём стоимость электроники продолжает снижаться.

Дальнейшее развитие промышленных роботов

В 1967 году началось использование промышленных роботов на предприятиях Европы: первый промышленный робот (тот же «Юнимейт») был установлен на металлургическом заводе в городе {{#invoke:Languages|getIW|title=Уппландс-Весбю|text=|lang=|page=Upplands Väsby|state=|nocat=}}, Швеция. В том же году в эру роботизации вступила и Япония, которая приобрела робот «Версатран». Вскоре в Японии и Швеции, а также в Великобритании, ФРГ, Италии и Норвегии начался выпуск промышленных роботов собственного производства (в Японии первой к выпуску роботов приступила компания «Кавасаки Хэви Индастриз», которая в 1968 году приобрела у фирмы «Юнимейшн» лицензию на выпуск промышленных роботовШаблон:Sfn). Уже к концу 1970-х гг. Япония вышла на первое место в мире как по годовому выпуску роботов, так и по числу промышленных роботов, установленных на предприятиях страныШаблон:Sfn.

В СССР первые промышленные роботы появились в 1971 году; они были создана под руководством профессора П. Н. Белянина (робот УМ-1) и лауреата Государственной премии СССР Б. Н. Сурнина (робот «Универсал-50»). В 1972—1975 гг. был создан (усилиями различных научно-производственных организаций) уже целый спектр советских промышленных роботов (в т. ч. роботы серии «Универсал», ПР-5, «Бриг-10», ИЭС-690, МП-9С, ТУР-10 и др.)Шаблон:SfnШаблон:Sfn.

С 1960 г. в США разрабатывались роботы с системами управления, основанные на принципе обратной связи. Первоначально задающие устройства в этих системах формировались на коммутаторной плате; в 1974 г. фирма {{#invoke:Languages|getIW|title=Цинциннати Милакрон|text=«Цинциннати Милакрон»|lang=|page=Cincinnati Milling Machine Company|state=|nocat=}} впервые применила в системе управления роботом компьютер, создав промышленный робот T³ (англ. The Tomorrow Tool  ‘инструмент будущего’)Шаблон:SfnШаблон:Sfn.

Предлагаются необычные кинематические схемы манипуляторов. Быстро развиваются технологические роботы, выполняющие такие операции, как высокоскоростные резание, окраска, сварка. Появление в 1970-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.

Функциональная схема промышленного робота

В составе промышленного робота есть механическая часть (включающая один или несколько манипуляторов) и система управления этой механической частью. Кроме этого, робот может иметь средства очувствления (образующие в совокупности информационно-сенсорную систему), сигналы от которых поступают к системе управленияШаблон:Sfn.

Манипулятор

Манипулятор — это управляемый механизм (или машина), который предназначен для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека при перемещении объектов в пространстве, и оснащён {{#invoke:Languages|getIW|title=рабочий орган|text=рабочим органом|lang=|page=Robot end effector|state=|nocat=}}Шаблон:Sfn. В некоторых случаях в состав промышленного робота могут входить два (или большее число) манипуляторов.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм манипулятора, как правило, представляет собой открытую кинематическую цепь, звенья которой последовательно соединены между собой сочленениями различного типа; в подавляющем большинстве случаев, однако, встречаются кинематические пары V-го класса (обладающие одной степенью подвижности), а среди последних — поступательные и вращательные сочлененияШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Сочетание и взаимное расположение звеньев и сочленений определяет число степеней подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота. Обычно предполагают, что первые три сочленения в исполнительном механизме манипулятора реализуют транспортные (или переносные) степени подвижности (обеспечивая вывод рабочего органа в заданное место), а остальные реализуют ориентирующие степени подвижности (отвечая за нужную ориентацию рабочего органа)Шаблон:Sfn. В зависимости от вида первых трёх сочленений большинство роботов относят к одной из четырёх категорийШаблон:SfnШаблон:Sfn:

• роботы, работающие в декартовой системе координат — роботы, у которых все три начальных сочленения являются поступательными (например, робот RS-1 компании IBM);
• роботы, работающие в цилиндрической системе координат — роботы, у которых среди начальных сочленений два поступательных и одно вращательное (например, робот Versatran 600 фирмы Prab);
• роботы, работающие в сферической системе координат — роботы, у которых среди начальных сочленений одно поступательных и два вращательных (например, робот Unimate 2000B фирмы «Юнимейшн»);
• роботы, работающие в угловой, или вращательной, системе координат — роботы, у которых все три начальных сочленения являются вращательными (например, роботы PUMA фирмы «Юнимейшн» или T³ фирмы «Цинциннати Милакрон»).

Для некоторых манипуляторов подразделение степеней подвижности на переносные и ориентирующие не принято. Примером могут служить манипуляторы с кинематической избыточностью (т. е. с числом степеней подвижности, бо́льшим шести); здесь управление перемещением рабочего органа и управление его ориентацией не «развязаны» по отдельным группам сочлененийШаблон:Sfn.

В некоторых случаях манипулятор промышленного робота устанавливают на подвижное основание, что означает наделение его дополнительными степенями подвижности. Так, манипулятор устанавливают на рельсы или же на подвижную каретку, передвигающуюся по напольной колее или вдоль подвесных направляющихШаблон:Sfn.

Существуют промышленные роботы и с замкнутыми кинематическими цепями. Примером могут служить {{#invoke:Languages|getIW|title=Параллельные роботы|text=параллельные роботы|lang=|page=Parallel manipulator|state=|nocat=}} — манипуляционные роботы, в которых рабочий орган соединён с основанием по крайней мере двумя независимыми кинематическими цепями. К данному классу манипуляционных роботов относятся, в частности, платформа Гью — Стюарта и дельта-роботы.

Рабочий орган

На конце манипулятора (на его «запястье») располагается {{#invoke:Languages|getIW|title=рабочий орган|text=|lang=|page=Robot end effector|state=|nocat=}} — устройство, предназначенное для выполнения специального задания. В качестве рабочего органа может выступать захватное устройство или технологический инструментШаблон:Sfn.

Наиболее универсальной разновидностью захватного устройства является схват — устройство, в котором захватывание и удержание объекта производятся посредством относительного перемещения частей данного устройства. Как правило, схват по своей конструкции напоминает кисть человеческой руки: захват объекта осуществляется с помощью механических «пальцев». Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской. Применяют также крюки (для поднятия деталей с конвейеров), черпаки или совки (для жидких, сыпучих или гранулированных веществ). Для захвата же множества однотипных деталей применяют специализированные конструкции (например, магнитные захватные устройства)Шаблон:Sfn.

По способу удержания объекта захватные устройства подразделяют наШаблон:Sfn:

• схватывающие (механические схваты и устройства с эластичными рабочими камерами, в которые нагнетают жидкость или сжатый воздух);
• поддерживающие (в них объект не зажимают, а применяют для его удержания нижнюю поверхность, выступающие части объекта или имеющиеся в нём отверстия);

удерживающие (в них на объект оказывают силовое воздействие за счёт различных физических эффектов (вакуумные, магнитные и электростатические захваты, адгезия и т. п.).

Число применений промышленных роботов, в которых схват используется для удержания рабочего инструмента, относительно невелико. В большинстве случаев инструмент, нужный для выполнения технологической операции, крепится непосредственно к запястью робота, становясь его рабочим органом. Это может быть пульверизатор для окраски распылением, сварочные клещи для точечной сварки, сварочная головка для дуговой сварки, дисковый нож, дрель, фреза, отвёртка, гайковёрт и т. д.Шаблон:SfnШаблон:Sfn

Приводы

Для приведения звеньев манипулятора и устройства схвата в движение используют электрические, гидравлические или пневматические приводыШаблон:Sfn. Гидравлические приводы предпочтительны в случаях, когда надо обеспечить значительную величину развиваемых усилий или высокое быстродействие; обычно такими приводами снабжаются крупные роботы большой грузоподъёмности. Электрические приводы не обладают столь же большой силой или быстродействием, но позволяют добиться лучших точностных характеристик. Наконец, пневматические приводы обычно применяют для небольших по размерам роботов, выполняющих простые и быстрые циклические операцииШаблон:Sfn.

По имеющимся оценкам, примерно в 50 % современных промышленных роботах используется электрический привод, в 30 % — гидравлический и в 20 % — пневматическийШаблон:Sfn.

Система управления

В развитии систем управления промышленных роботов можно проследить два направления. Одно из них берёт своё начало от систем программного управления станками и вылилось в создание автоматически управляемых промышленных манипуляторов. Второе привело к появлению полуавтоматических биотехнических и интерактивных систем, в которых в управлении действиями промышленного робота участвует человек-операторШаблон:Sfn.

Таким образом, промышленные роботы можно подразделить на следующие три типа (каждый из которых, в свою очередь, подразделяют на несколько разновидностейШаблон:SfnШаблон:Sfn:

• Автоматические роботы:

• Программные роботы (роботы с программным управлением) — простейшая разновидность автоматически управляемых промышленных роботов, до сих пор широко используемых в силу их дешевизны на различных промышленных предприятиях для обслуживания несложных технологических процессов. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, а все действия выполняются циклически по жёсткой программе, заложенной в память запоминающего устройства.
• Адаптивные роботы (роботы с адаптивным управлением) — роботы, оснащённые сенсорной частью (системой очувствления) и снабжённые набором программ. Сигналы, поступающие к системе управления от датчиков, анализируются ею, и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях робота, предполагающее переход от одной программы к другой (смена технологической операции). Аппаратное и программное обеспечение — в принципе то же, что и в предыдущем случае, но к его возможностям предъявляются повышенные требования.
• Обучаемые роботы — роботы, действия которых полностью формируются в ходе обучения (человек при помощи специальной платы задаёт порядок действий робота, и этот порядок действий записывается в память запоминающего устройства).
• Интеллектуальные роботы (роботы с элементами искусственного интеллекта) — роботы, способные с помощью сенсорных устройств самостоятельно воспринимать и распознавать обстановку, строить модель среды, и автоматически принимать решение о дальнейших действиях, а также самообучаться по мере накопления собственного опыта деятельности.

• Биотехнические роботы:

• Командные роботы (роботы с командным управлением) — манипуляторы, в которых человек-оператор дистанционно задаёт с командного устройства движение в каждом сочленении (строго говоря, это — не роботы в полном смысле слова, а «полуроботы»).
• Копирующие роботы (роботы с копирующим управлением) — манипуляторы, копирующие действия приводимого в движение оператором задающего устройства, кинематически подобного исполнительному механизму манипулятора (как и в предыдущем случае, такие манипуляторы можно считать «полуроботами»).
• Полуавтоматические роботы — роботы, при управлении которыми человек-оператор задаёт лишь движение рабочего органа манипулятора, а формирование согласованных движений в сочленениях система управления роботов осуществляет самостоятельно.

• Интерактивные роботы:

• Автоматизированные роботы (роботы с автоматизированным управлением) — роботы, чередующие автоматические режимы управления с биотехническими.
• Супервизорные роботы (роботы с супервизорным управлением) — роботы, выполняющие автоматически все этапы заданного цикла операций, но осуществляющие переход от одного этапа к другому по команде человека-оператора.
• Диалоговые роботы (роботы с диалоговым управлением) — автоматические роботы (любой разновидности), способные взаимодействовать с человеком-оператором, используя язык того или иного уровня (включая подачу текстовых или голосовых команд и ответные сообщения робота).

Большинство современных роботов функционирует на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботомШаблон:Sfn.

Иерархическое построение системы управления роботом предполагает деление системы управления на горизонтальные слои (уровни): на верхнем уровне осуществляется управление общим поведением робота, на уровне планирования движений производится расчёт необходимой траектории движения рабочего органа, на уровне координации приводов организуется согласованная работа приводов, обеспечивающая требуемое перемещение рабочего органа и, наконец, на уровне привода непосредственно осуществляется управление двигателем, отвечающим за конкретную степень подвижности манипулятораШаблон:Sfn.

Первые роботы с программным управлением обычно программировали вручную. Позднее появились специальные языки программирования роботов (например, язык VAL для робота PUMA фирмы «Юнимейшн» или язык MCL, разработанный фирмой «МакДоннелл Дуглас» на основе языка программирования {{#invoke:Languages|getIW|title=APT (язык программирования)|text=APT|lang=|page=APT (programming language)|state=|nocat=}})Шаблон:Sfn. В настоящее время для программирования таких роботов могут применяться среды программирования типа VxWorks/Eclipse или языки программирования например Forth, Оберон, Компонентный Паскаль, Си. В качестве аппаратного обеспечения обычно используются промышленные компьютеры в мобильном исполнении PC/104, реже MicroPC. Управление может происходить с помощью ПК или программируемого логического контроллера.

Подчинённое управление

Подчинённое управление служит для построения системы управления приводом. Если необходимо построить систему управления приводом по положению (например, по углу поворота звена манипулятора), то система управления замыкается обратной связью по положению, а внутри системы управления по положению функционирует система управления по скорости со своей обратной связью по скорости, внутри которой существует контур управления по току — также со своей обратной связью.

Современный робот оснащён не только обратными связями по положению, скорости и ускорениям звеньев. При захвате деталей робот должен знать, удачно ли он захватил деталь. Если деталь хрупкая или её поверхность имеет высокую степень чистоты, строятся сложные системы с обратной связью по усилию, позволяющие роботу схватывать деталь, не повреждая её поверхность и не разрушая её.

Управление роботом осуществляется, как правило, системой управления промышленным предприятием (ERP-системой), согласующей действия робота с готовностью заготовок и станков с числовым программным управлением к выполнению технологических операций.

• 

  Рядом стоящие шкафы современных систем управления двух промышленных роботов FANUC R-2000iB
• 

  Внутри стойки управления: общий вид
• 

  Внутри стойки управления: ЧПУ (в корзине из пластика жёлтого цвета)
• 

  Система управления KUKA KRC4

Информационно-сенсорная система

К середине 1990-х годов относится появление на рынке адаптивных промышленных роботов, оснащённых сенсорными устройствами. Современные информационно-сенсорные системы, используемые в робототехнике, представляют собой совокупности функционально объединённых измерительных и вычислительных средств, задачей которых служит получение информации от различных датчиков и её обработка для последующего использования системой управленияШаблон:Sfn.

Датчики, используемые в современных робототехнических системах, разнообразны и могут быть подразделены на следующие основные группыШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn:

• внутренние, или кинестетические датчики, дающие информацию о значениях координат и усилий в сочленениях манипулятора;
  • датчики линейных и угловых перемещений (потенциометры, сельсины, {{#invoke:Languages|getIW|title=Индуктосин|text=индуктосины|lang=pl|page=Induktosyn|state=|nocat=}}, фотоэлектрические преобразователи и др.);
  • датчики линейных и угловых скоростей (тахогенераторы, струйные и фотоэлектрические датчики, импульсные генераторы и др.);
  • измерители сил и моментов в сочленениях (тензодатчики, пьезоэлектрические датчики и др.);
• внешние датчики, обеспечивающие получение информации о внешней среде:
  • тактильные датчики, позволяющие определить характер контакта с объектами внешней среды;
  • акустические датчики, способные воспринимать звуковые сигналы извне или определять наличие изъянов и трещин в материалах;
  • визуальные датчики, обеспечивающие получение информации о геометрических и физических характеристиках объектов внешней среды (как правило, базируются на цифровых телевизионных камерах);
  • локационные датчики, предназначенные для определения и измерения физических параметров среды путём излучения и приёма отражённых от объектов сигналов — как правило, электромагнитных волн (в частности, света) или звука;
  • температурные датчики;
  • химические датчики.

Применения промышленных роботов

Различные аспекты применения промышленных роботов рассматриваются, как правило, в рамках типовых проектов промышленного производства: исходя из имеющихся требований, выбирается оптимальный вариант, в котором конкретизированы необходимый для данной задачи тип роботов, их количество, а также решаются вопросы инфраструктуры питания (силовые подводки, подача охлаждающей жидкости — в случае использования жидкостного охлаждение элементов оснастки) и интеграции в производственный процесс (обеспечение заготовками/полуфабрикатами и возврат готового продукта в автоматическую линию для передачи следующей технологической операции).

Промышленные роботы в производственном процессе способны выполнять основные и вспомогательные технологические операции.

К основным технологическим операциям относятся операции непосредственного выполнения формообразования, изменения линейных размеров заготовки и др.

К вспомогательным технологическим операциям относятся транспортные операции, в том числе операции по загрузке и выгрузке технологического оборудования.

Среди самых распространённых действий, выполняемых промышленными роботами, можно назвать следующиеШаблон:SfnШаблон:Sfn:

• перенос материалов (перенос деталей и заготовок от станка к станку или с конвейера на конвейер, штабелирование, работа с поддонами, укладка деталей в тару и т. п.);
• обслуживание станков и машин (загрузка и разгрузка станков, удерживание обрабатываемой детали);
• дуговая и точечная сварка;
• литьё (особенно литьё под давлением);
• ковка и штамповка;
• нанесение покрытий распылением;
• другие операции обработки (сверление, фрезерование, клёпка, резка водяной струёй, обдирка, очистка, шлифовка, полировка);
• сборка механических, электрических и электронных деталей;
• контроль качества продукции и др.

• Handhabung.jpg

  Перемещение и сборка
• 

  Перемещение и сварка
• Arc-welding.jpg

  Дуговая сварка
• 

  Нанесение защитного слоя
• 

  Чертёжный робот
• 

  Обработка древесины
• 

  Вырезание из металла

В начале XXI века получили распространение промышленные роботы, перемещающиеся внутри трубопроводов и предназначенные для дефектоскопии и очистки их внутренних поверхностей. Такие роботы относятся к классу мобильных роботов и по способу своего передвижения подразделяются на такие группы: ползающие роботы со змееподобным принципом перемещения; ползающие роботы с червеподобным принципом перемещения; роботы со скользящими упорами; колёсные роботы; гусеничные роботы; вибрационные роботы; роботы с гибкими и упругими звеньями; роботы с изменяемой формой корпуса; роботы, перемещаемые потоком жидкости или газа.

Достоинства использования

Применение роботов в промышленном производстве имеет ряд преимуществ, в частностиШаблон:Sfn:

• повышение производительности труда (поскольку открывается возможность использования технологического оборудования в три-четыре смены и 365 дней в году);
• уменьшение издержек производства и повышение конкурентоспособности;
• рациональное использование оборудования и производственных помещений;
• улучшение качества продукции, связанное с повышением точности выполнения технологических операций;
• исключение влияния человеческого фактора на конвейерных производствах, а также при проведении монотонных работ, требующих высокой точности;
• исключение воздействия на персонал вредных факторов, характерных для производств с повышенной опасностью;
• снижение сроков окупаемости инвестиций.

Производство и структура рынка

Структура рынка

В 2004 год на долю Японии приходилось около 45 % функционирующих в мире промышленных роботов. В абсолютных цифрах: к концу 2004 в Японии было задействовано 356,5 тыс. промышленных роботов, на втором месте со значительным отрывом шли США (122 тыс. промышленных роботов).

По данным {{#invoke:Languages|getIW|title=Международная федерация робототехники|text=Международной федерации робототехники|lang=|page=International Federation of Robotics|state=|nocat=}}, в 2013 году мировой объём продаж промышленных роботов составил 178 132 единиц (рост на 12 % по сравнению с предыдущим годом). Крупнейшим рынком промышленных роботов стала Китайская Народная Республика, предприятия которой закупили 36 560 промышленных роботов. За ней следуют Япония (25 110 единиц), США (23 700 единиц), Республика Корея (21 307 единиц), Германия (18 297 единиц) и другие промышленно развитые страны.

Наибольшее число новых промышленных роботов установлено на предприятиях:

• автомобильной промышленности — 69 400 ед.;
• электротехнической и электронной промышленности — 36 200 ед.;
• металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности — 16 500 ед..

Производители

Япония занимает первое место в мире (2004) по экспорту промышленных роботов. Ежегодно эта страна производит более 60 тыс. роботов, почти половина из которых идет на экспорт. Это — крупный разрыв, по сравнению с другими странами.

См. также

• Промышленная автоматика
• Манипулятор (механизм)
• NX CAM
• Robcad
• RCML
• Персональный робот
• Автоматизация производства

Примечания

{{#invoke: Check for unknown parameters | check

| unknown = | preview = Страница использует Шаблон:Примечания с неизвестным параметром «_VALUE_» | ignoreblank = y | 1 | colwidth | group | liststyle | refs }}

Литература

• {{#invoke:String|replace|source=Белянин П. Н. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Промышленные роботы. — М.: Машиностроение, 1975. — 398 с.
• {{#invoke:String|replace|source=Белянин П. Н. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Промышленные роботы западноевропейских стран (Обзор зарубежного опыта). — НИАТ, 1976. — 171 с.
• {{#invoke:String|replace|source=Белянин П. Н. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Промышленные роботы Японии (Обзор зарубежного опыта). — НИАТ, 1977. — 456 с.
• {{#invoke:String|replace|source=Квинт В. Л. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Промышленные роботы: классификация, внедрение, эффективность. — Знание, 1978. — 32 с.
• {{#invoke:String|replace|source=Белянин П. Н. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Промышленные роботы США (Обзор зарубежного опыта). — НИАТ, 1978. — 302 с.
• {{#invoke:String|replace|source=Попов Е. П., Верещагин А. Ф., Зенкевич С. Л. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Манипуляционные роботы: динамика и алгоритмы. — М.: Наука, 1978. — 400 с. — (Научные основы робототехники).
• {{#invoke:String|replace|source=Медведев В. С., Лесков А. Г., Ющенко А. С. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Системы управления манипуляционных роботов. — М.: Наука, 1978. — 416 с. — (Научные основы робототехники).
• {{#invoke:String|replace|source=Спыну Г. А. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Промышленные роботы: конструирование и применение. — Киев: Вища школа, 1985. — 176 с.
• {{#invoke:String|replace|source=Грувер М., Зиммерс Э. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} САПР и автоматизация производства. — М.: Мир, 1987. — 528 с.
• Механика промышленных роботов. Кн. 1. Кинематика и динамика / Е. И. Воробьёв, С. А. Попов, Г. И. Шевелёва. — М.: Высшая школа, 1988. — 304 с. — ISBN 5-06-001201-8.
• {{#invoke:String|replace|source=Фу К., Гонсалес Р., Ли К. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Робототехника / Пер. с англ. — М.: Мир, 1989. — 624 с. — ISBN 5-03-000805-5.
• Справочник по промышленной робототехнике: В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. Ш. Нофа. — М.: Машиностроение, 1989. — 480 с. — ISBN 5-217-00614-5.
• {{#invoke:String|replace|source=Попов Е. П., Письменный Г. В. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Основы робототехники: Введение в специальность. — М.: Высшая школа, 1990. — 224 с. — ISBN 5-06-001644-7.
• {{#invoke:String|replace|source=Шахинпур М. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Курс робототехники / Пер. с англ. — М.: Мир, 1990. — 527 с. — ISBN 5-03-001375-X.
• {{#invoke:String|replace|source=Макаров И. М., Топчеев Ю. И. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Робототехника: История и перспективы. — М.: Наука; Изд-во МАИ, 2003. — 349 с. — (Информатика: неограниченные возможности и возможные ограничения). — ISBN 5-02-013159-8.
• {{#invoke:String|replace|source=Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Основы управления манипуляционными роботами. 2-е изд. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. — 480 с. — ISBN 5-7038-2567-9.
• {{#invoke:String|replace|source=Воротников С. А. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Информационные устройства робототехнических систем. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. — 384 с. — ISBN 5-7038-2207-6.
• Тягунов О. А.  Математические модели и алгоритмы управления промышленных транспортных роботов // Информационно-измерительные и управляющие системы. — 2007. — Т. 5, № 5. — С. 63—69.
• {{#invoke:String|replace|source=Авцынов И. А., Битюков В. К. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Основы роботизации, гибких производственных систем, организационно-технологического управления и транспортно-складских систем. — Воронеж: Воронежская гос. технол. академия, 2009. — 94 с. — ISBN 5-89448-196-1.
• {{#invoke:String|replace|source=Иванов А. А. |pattern=^(%[*)(.-[^%.%]])(%]*)$|replace=%1%2%3.|plain=false}} Основы робототехники. 2-е изд. — М.: ИНФРА-М, 2017. — 223 с. — ISBN 978-5-16-012765-1.

Ссылки

• Роботы высокого полёта. Перевод статьи «High Flying Robots», Austin Weber, размещена в журнале Assembly http://www.nlrob.ru/hfrob.htm
• Промышленные роботы в современном производстве http://www.mirprom.ru/public/promyshlennye-roboty-v-sovremennom-proizvodstve.html
• Робототехника в каталоге ссылок Open Directory Project (dmoz).

Шаблон:Робототехника