Роботы. История развития машин - Александр Алексеевич Прасол
Сегодня многие компании производят оборудование для автоматизации производства. В его число входят и станки с числовым программным управлением, которые могут не только сваривать металл, но и сверлить технологические отверстия с высокой точностью и скоростью, разрезать при помощи лазера заготовки, выполнять гибку металла.
Но, конечно, львиная доля роботов используется там, где человеческие руки не в силах выполнять тонкую и ответственную работу. Например, в радиоэлектронике или при изготовлении печатных плат.
В последнее время по телевизору (а москвичи могли видеть эти кадры на мониторах, установленных в салонах вагонов метро или общественном транспорте) можно понаблюдать, как на Зеленоградском заводе производят знаменитые карты «Тройка». Все тончайшие операции делают роботы – от печати микросхем до закатки карты в особый защитный пластик и нанесение рисунка.
Канули в Лету времена, когда радиолюбитель сидел часами с паяльником в руках, собирая схему транзисторного приемника. Миниатюризация транзисторов, сопротивлений и других деталей практически лишает человека возможности выполнять их монтаж и пайку. Даже в сильную лупу место сборки не удается разглядеть. А ведь надо куда‐то нацелиться паяльником! Капля припоя в несколько раз больше, чем детали на печатной плате современного компьютера или смартфона. Робот для ультразвуковой сварки, состоящий из генератора ультразвука, волновода и сварочной иглы, с легкостью делает эти операции.
В рабочем вихре мы видим только руку-манипулятор, которая расставляет на печатной плате детали, и огоньки сварки. Тем, кому доводилось видеть внутренности компьютера, сотовых телефонов или планшетов, известно, сколь мелкие детали размещены на материнской плате, какого размера процессор, в составе которого тысячи транзисторов! И вся эта миниатюризация стала возможной исключительно благодаря умелым рукам роботов.
Мы в следующих главках обязательно узнаем о роботах все самое интересное, а пока усвоим жизненно важное правило робототехники: робот не должен причинить вред человеку! А помогать в труде – его самое главное предназначение!
Глава 6
Вкалывают роботы – счастлив человек!
В свое время одним из самых любимых детских кинофильмов стал сериал о приключениях Электроника – автоматического двойника обыкновенного московского школьника Сережи Сыроежкина. В этой фантастической ленте воплотилась мечта, пожалуй, каждого ребенка – иметь двойника, который вместо тебя может ходить в школу, побеждать в спортивных соревнованиях и на ответственных олимпиадах по разным предметам. И никаких плохих оценок в дневнике!
Помните?
«До чего дошел прогресс
До невиданных чудес.
Позабыты хлопоты,
Остановлен бег.
Вкалывают роботы, а не человек!»
Но для этого ли были изобретены роботы?!
В конце минувшего года мне довелось побывать на Мытищинском вагоностроительном заводе, где выпускают знаменитые поезда столичной подземки. Как раз в это время заводчане завершали работы над новым поездом, который должен был выйти на одну из самых протяженных магистралей – Горьковско-Замоскворецкую линию. В марте 2024 года мэр столицы Сергей Собянин открыл движение и представил москвичам новый поезд – «Москва 2024».
А пока в заготовительном цехе вовсю вкалывали роботы – станки для лазерной резки и сварки деталей. О ходе работы можно было понаблюдать либо через специальное окошко, либо на мониторе компьютера, который управлял роботом. Работу, которую раньше могли выполнить только рабочие высокой квалификации, сегодня делал робот. И делал это быстрее, технологичнее и экологичнее, поскольку все выполнялось внутри особой сварочной камеры, из которой дым выводился через систему фильтров.
Таких роботизированных производств по всей стране множество. Как справедливо отметил президент Владимир Путин, автоматизация и роботизация промышленных предприятий – это путь к повышению производительности труда и улучшение качества выпускаемой продукции. Ведь роботизированные комплексы не только могут работать сутками без перерывов и выходных, но и благодаря современной оснастке инструментами для них не существует задач большой сложности. Инженеры-технологи научились разбивать сборочный процесс на множество простых операций, большинство из которых доступны робототехнике при предварительном глубинном обучении. Оснащение промышленных роботов не только множеством манипуляторов, но и устройствами технического зрения, вибрационными датчиками, позволили вывести технику на более высокий уровень. Мы выше упомянули о первых роботах и точности в десятые доли миллиметров, которую они могли достигать. Сегодня установки на производстве печатных плат для электронных устройств работают с точностью до нескольких нанометров, монтируя на одном квадратном сантиметре до нескольких десятков тысяч транзисторов! А робот-хирург способен работать с нервными волокнами, рассмотреть которые можно только в электронный микроскоп!
В 2006 году японские инженеры сумели создать Motoman, первого человекоподобного робота с 13 осями. Данный робот очень хорошо проявил себя в операциях по сборке изделий, имитируя движения реального человека. Высокая подвижность манипуляторов обеспечивала выполнение даже очень тонких операций.
Хотя бывают и стальные гиганты, которым по плечу нежные чувства.
Норвежская компания Robotic Drilling Systems AS (RDS), которая занимается разработкой оборудования для добычи нефти, сконструировала двух промышленных роботов, которые могут самостоятельно выполнять весь комплекс работ. Бурить скважины и менять бурильный инструмент, подавать в ствол скважины металлические трубы для извлечения черного золота. У робота-бурильщика манипуляторы имеют семь управляющих осей с грузоподъемностью до 1500 килограмм. Внешне робот напоминает перекормленного толстяка, но это обманчивое впечатление. Руки робота способны на выполнение очень тонкой работы, при необходимости они могут продеть нитку в обыкновенную швейную иголку. Любопытный факт. Когда открывали производственную линию с роботами-бурильщиками, машина элегантно преподнесла женщине-мэру города Ставангер букет цветов, чем вызвала восторг у присутствующих на торжественной церемонии.
И пути совершенствования робототехники на этом не заканчиваются. Недавно прошло сообщение, что германский автоконцерн Mercedes-Benz проводит на заводе в Венгрии испытания человекоподобных роботов Apollo. Они созданы американской компании Apptronik.
Роботы ростом около 170 см и весом порядка 73 кг могут поднимать вес до 25 кг. Их будут использовать для доставки компонентов на сборочные линии и проверки качества. Mercedes-Benz планирует, что роботы будут выполнять «физически тяжелые, повторяющиеся, нудные задачи, для которых все сложнее найти надежных работников». Это один из первых случаев применения человекоподобных роботов в автомобильной промышленности. Такие роботы могут передвигаться в местах, рассчитанных на людей, и поэтому позволяют автоматизировать производство без дорогостоящей реконструкции предприятий.
Директор Mercedes по производству Йорг Бурцер заявил, что роботы не заменят весь производственный персонал, и показал видео, на котором один из работников пожимает руку своему новому механическому коллеге. «Для тех автомобилей, которые мы выпускаем, нужны работники, первоклассные работники, которым по плечу вся сложность сопутствующих задач и которые могут сделать эти замечательные машины», –
