Классификация технологических комплексов с применением роботов

Задача робототехники наряду с созданием собственно средств робототехники заключается и в создании технических систем и комплексов, основанных на использовании этих средств. Как было отмечено при изложении истории развития робототехники, несмотря на непрерывное расширение сферы применения роботов основной областью их применения по-прежнему пока остается промышленность и, прежде всего, машиностроение и приборостроение. Здесь появились первые роботы и сосредоточено до 80% всего мирового парка роботов. Напомним, что роботы, применяемые в промышленности, получили наименование промышленных роботов (ПР). Они подразделяются на технологические, которые выполняют основные технологические операции, и вспомогательные, занятые на вспомогательных операциях по обслуживанию основного технологического оборудования. Технологические комплексы с такими роботами называются роботизированными — роботизированными технологическими комплексами (РТК). Термин "робототехнические системы" (РТС) означает технические системы любого назначения, в которых основные функции выполняют роботы.

Начнем рассмотрение вопросов применения средств робототехники и промышленности с классификации технологических комплексов. В основу положим следующие признаки:

· тип производственного подразделения;

· степень изменения производства, связанная с применением ПР;

· вид технологического процесса;

· количество выполняемых технологических операций;

· тип и количество используемого основного технологического оборудования;

· тип и количество используемых ПР;

· серийность и номенклатура продукции;

· компоновка комплекса;

· принцип управления комплексом;

· степень участия (функции) человека в комплексе.

В табл. 7 представлена основанная на этих признаках классификация технологических комплексов применительно к машиностроению. Воспользуемся ею для рассмотрения применения в этих комплексах роботов.

Таб.7. Классификационные признаки и соответствующие

им основные типы технологических комплексов с роботами

Тип производственного подразделения (табл.7, п. 1). Здесь классификационным признаком служит количество выполняемых технологических операций. Простейшим типом, который лежит в основе более крупных комплексов, является технологическая ячейка (ТЯ). В ней выполняется всего одна основная технологическая операция (помимо вспомогательных). При этом количество единиц технологического оборудования и ПР в составе ТЯ не регламентируется. В частности, в ТЯ может совсем отсутствовать технологическое оборудование помимо ПР, когда основную операцию выполняет ПР, или, наоборот, могут отсутствовать самостоятельные ПР, когда последние объединены с основным технологическим оборудованием.

Следующим более крупным типом является технологический участок (ТУ). На нем выполняется несколько технологических операций, которые объединены технологически оборудованием или организационно управлением. Эти операции могут быть одинаковыми или различными. Если различные операции технологически последовательно связаны, то такой участок представляет собой технологическую линию (ТЛ).

Технологический участок представляет собой совокупность ТЯ, но может и не иметь их. Например, участок может включать несколько единиц технологического оборудования, обслуживаемых одним ПР (неподвижным с размещением оборудования вокруг ПР или мобильным, перемещающимся вдоль ряда единиц оборудования).

Следующим типом комплекса является цех, состоящий из нескольких участков. Пределом развития роботизированного производства является комплексно роботизированное предприятие.

В состав участков и цехов помимо технологических ячеек обычно входят еще склады, транспорт (в том числе и на базе ПР) и системы контроля качества продукции.

Классификация технологических комплексов по степени изменения производства, связанного с применением ПР (табл.7, п. 2). Такое изменение, очевидно, будет максимальным для создаваемых новых производств, основанных на новых технологиях, и минимальным для действующего производства, автоматизируемого на базе серийных ПР.

Классификация по виду технологического процесса (табл. 7, п. 3). Она не исчерпывается приведенным перечнем типовых для современного состояния областей применения ПР в машиностроении.

Классификация по типу и количеству используемого основного технологического оборудования (табл.7, п. 4). Здесь определены два уже названных ранее основных варианта: ПР, выполняющие основные технологические операции (сборку, сварку, окраску и т. д.), или вспомогательные роботы, обслуживающие основное технологическое оборудование.

Серийность и номенклатура продукции (табл. 7, п. 5). Они определяются в данном случае объемом партий продукции, которые можно изготавливать без переналадки комплекса, а номенклатура — широтой перечня выпускаемых видов (типов) продукции. Оба эти показателя имеют существенное влияние на эффективность применения ПР. В частности каждый технологический комплекс характеризуется предельными значениями этих параметров, вне рамок которых данный комплекс оказывается экономически невыгодным вплоть до целесообразности перехода от гибких комплексов к специальным автоматам (при большой серийной и узкой номенклатуре) или даже к использованию рабочих вместо ПР (в противоположном предельном случае единичного производства).

Классификация по типу размещения технологического оборудования и ПР (табл. 7, п. 6). Приведены основные (базовые) типы компоновок. При простой линейной компоновке оборудование располагается в один ряд (по линии), а при наиболее сложной объемной компоновке — на нескольких этажах (уровнях).

Классификация по типу управления (табл.7, п. 7). Она включает рассмотренные ранее централизованный, децентрализованный и комбинированный способы управления. Централизованное управление осуществляется устройством группового управления, а децентрализованное реализуется с помощью местных устройств управления, связанных друг с другом для взаимной координации.

Классификация по степени участия человека (табл. 7, п. 8). Здесь указаны два случая участия человека в работе: когда человек непосредственно выполняет некоторые технологические операции (основные или вспомогательные) и когда он участвует в управлении комплексом.