|
|
Высокими темпами ведутся
разработка, освоение и внедрение в промышленное производство и научные
исследования роботов в нашей стране и странах Восточной Европы, особенно в
Болгарии, Венгрии, Германии, Чехо-Словакии и Польши. В нашей стране
интенсивная работа над созданием наиболее массовых промышленных роботов
началась с конца 1960-х гг. Она ознаменовала начало первого этапа роботизации
- создание и внедрение первых отечественных промышленных роботов, разработку
научно-технических и организационных основ робототехники,
В 1972 г. вышло постановление Государственного комитета по
науке и технике СССР, определившее основы этой работы; организо- 34 вана
рабочая группа по проблемам робототехники во главе с докт. техн. наук,
профессором Ленинградского политехнического института ЕИ. Юревичем,
разработавшая программу с участием 19 отраслей народного хозяйства. Однако
исследования и опытно-конструкторские работы по этой проблеме начались значительно
раньше. Уже в 1971 г. появились опытные образцы промышленных роботов первого
поколения - роботы УМ-1 (созданные под руководством П.Н. Белянина и Б.Ш.
Розина), "Универсал-50" (под руководством Б.Н. Сурнина), УПК-1 (под
руководством В.И. Аксенова). Промышленный робот УМ-1, гидравлический,
грузоподъемностью до 40 кг, с позиционной аналого-транс- форматорной системой
программного управления, предназначенный для выполнения вспомогательных
операций в технологических процессах механообработки, холодной штамповки,
гальванопокрытий, был первым отечественным роботом, который использовался на
предприятии для выпуска серийной продукции.
Второй этап роботизации, примерно с 1976 по 1980 гг.,
характеризуется организацией серийного выпуска промышленных роботов, развертыванием
работ по стандартизации и унификации, разработке и созданию модульных
конструкций, началом работ по созданию очувствленных роботов.
Важной вехой развития отечественной робототехники стала
реализация задач, сформулированных в постановлении правительства от 22 июля 1974 г. "О мерах по организации производства автоматических манипуляторов с программным
управлением для машиностроения". Этим постановлением предусматривалась
организация в 1975 - 1980 гг. серийного выпуска промышленных роботов и
комплектующих изделий к ним на предприятиях Минстанкопрома, Минприбора и ряда
других министерств. Всего в период с 1970 по 1980 гг. в стране было
разработано свыше 50 различных типов автоматических манипуляторов с
программным управлением, созданы научно-техническая и производственная базы
ежегодного изготовления около 7 тыс. автоматических манипуляторов и 10 тыс.
комплектов систем управления. К лучшим образцам, созданным в эти годы, можно
отнести промышленные роботы типа "Универсал" ( 1.4), ПР-5 ( 1.5),
"Бриг-10" ( 1.6), МП-9С ( 1.7), ТУР-10 ( 1.8) и ряд других.
В 1978 г. вышел в свет каталог "Промышленные
роботы" (М.: Мин- станкопром СССР; Минвуз РСФСР; НИИмаш; ОКБ технической
кибернетики при Ленинградском политехи, ин-те, 109 е.), в котором
представлены технические характеристики 52 моделей промышленных роботов и
двух манипуляторов с ручным управлением.
В 1981 - 1985 гг. отечественная робототехника вступила в
третий качественно новый этап роботизации - период широкого внедрения
промышленных роботов в народное хозяйство. Вышедшее 11 июня 4981 г. постановление правительства "Об увеличении производства и внедрении в народное хозяйство
автоматических манипуляторов с г* 35 программным управлением
(промышленных роботов) в 1981 - 1985 годах" определило широкий фронт
работ по созданию и применению роботов и робототехнических систем в таких
отраслях народного хозяйства, как машиностроение, горнодобывающая
промышленность, металлургия, сельское хозяйство, строительство, транспорт,
легкая и пищевая промышленность.
Начиная с 1980 г. и по настоящее время, усилия
разработчиков и предприятий направляются на дальнейшее совершенствование
промышленных роботов, расширение областей их применения, разработку и
создание робототехнических комплексов и систем. За эти годы научными
коллективами и предприятиями разработано и изготовлено свыше 80 моделей
промышленных роботов, организован их серийный выпуск, создан ряд
робототехнических комплексов и гибких автоматизирован- ны систем.
Постановление правительства "Об ускорении работ по автоматизации
машиностроительного производства на основе передовых технологических
процессов и гибких переналаживаемых комплексов" (май 1984 г.) дало новый импульс роботизации в стране, возложило на Минстанкопром осуществление единой
технической политики в области создания, внедрения, технического обслуживания
гибких автоматизированных производств на предприятиях машиностроения и
металлообработки. И хотя в целом задачи по роботизации промышленного
производства в стране, определенные целевой комплексной программой на
1981-1985 гг. и дальнейший период, не были выполнены в результате известного
"кризиса робототехники" (Введение), уже в 1983 г. на предприятиях страны работало около 7 тыс. роботов и манипуляторов, а за 1981-1985 гг. их
выпущено свыше 40 тыс. К началу 1986 г. только на предприятиях Минприбора было внедрено более 20 тыс. промышленных роботов и манипуляторов.
Большую помощь в решении организационных и кадровых задач
оказывают территориальные центры роботизации производства, которых ныне в
стране действует около 20. Только в 1984 г. создано 75 образцово-показательных автоматизированных цехов и участков, оснащенных роботами и ставшими базовыми
для обмена опытом между отраслями. Наметился и последовательно набирает силу
процесс качественного совершенствования робототехники, не единичного, а
комплексного использования промышленных роботов в составе технологических
линий, гибких автоматизированных производств.
На ряде предприятий страны введены в эксплуатацию гибкие
производственные модули (ГПМ), гибкие автоматизированные линии (ГАЛ), участки
(ГАУ) и цехи (ГАЦ) с автоматизированными транспортно- складскими системами
(АТСС). К концу 1985 года было внедрено около 80 таких систем, включая
автоматический контроль, смену инструмента и удаление стружки. Опыт эксплуатации
гибких производственных систем позволяет утверждать, что они сокращают время
производственного цикла до 30 раз, повышают коэффициент сменности
оборудования до 2,5 - 2,7 при экономии производственной площади на 30 - 40%.
Гибкие производственные системы в разных масштабах созданы в основном в
машиностроительных отраслях, включая приборостроение, радио- и электронную
промышленность.
Автоматизированный цех механообработки производит
обработку как тел вращения, так и корпусных деталей (всего свыше 360 наименований);
ГПС включает 34 станка с числовым программным управлением (ЧПУ) различных
моделей, фрезерно-центровальный станок, автоматизированную
транспортно-складскую систему, автоматизированную систему управления
технологической подготовкой производства (АСУТП). Система в целом имеет
агрегатно-модульное построение, эксплуатируется с 1980 г.
Гибкая производственная система типа АПП-3-2 предназначена
для обработки 70 различных корпусных деталей. Содержит 4 многооперационных
пятикоординатных и 3 многооперационных шестикоорди- натных станка с ЧПУ, а
также станок глубокого сверления с ЧПУ. Действуют автоматизированная
транспортно-складская система, а также автоматизированная система
инструментального обеспечения и контроля. Эксплуатируется с 1985 г.
Проблемами разработки теоретических основ робототехники,
развития научно-технических идей, создания и исследования роботов и
робототехнических систем занимается в стране ряд научных и производственных
коллективов: МГТУ им. Н.Э. Баумана, Институт машиноведения им. А.А.
Благонравова, Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский
институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК)
Санкт-Петербургского политехнического института, Институт электросварки им.
Е.О. Патона (Украина), Институт прикладной математики, Институт проблем
управления, НИИ технологии машиностроения (г. Ростов), Экспериментальный
научно- исследовательский институт металлорежущих станков, Проектно-
технологический институт тяжелого машиностроения, Оргстанко- пром и др.
Выдающаяся роль в развитии теории и организации работ по
созданию роботов сыграл Герой Социалистического Труда академик И.И.
Артоболевский (1905 - 1977), долгие годы возглавлявший научный совет АН СССР
по проблеме "Роботы и робототехнические системы". В Институте машиноведения
АН СССР под его научным руководством была создана школа, разрабатывающая
проблемы теории механизмов и машин, имеющие непосредственное отношение к
робототехнике. Фундаментальные исследования, выполненные коллективом на
протяжении ряда лет, составили теоретическую базу науки о манипуляторах
В Московском государственном техническом университете им.
Н.Э. Баумана под руководством известного ученого, члена-корреспондента АН
СССР, профессора Е.П. Попова в течение многих лет ведутся фундаментальные
исследования в области теории автоматического управления, послужившие
теоретической базой для создания роботов и манипуляторов, развития
отечественной робототехники.
Перспективные исследования по созданию специальных
манипуляторов многие годы велись в ОКБ технической кибернетики (ныне ЦНИИ
РТК) Санкт-Петербургского политехнического института под руководством докт.
техн. наук, профессора Е.И. Юревича Весьма плодотворные теоретические и
прикладные разработки по созданию гибких автоматизированных систем механической
обработки деталей осуществляются "Инженерным центром ГПС и новых
технологий" Санкт-Петербургского политехнического института под
руководством докт. техн.-наук, профессора В.Г. Колосова.
Многолетние успешные работы по созданию отечественных
промышленных роботов для сварки ведутся в Институте электросварки им. Е.О.
Патона (Украина) под руководством дважды Героя Социалистического Труда,
академика Б.Е. Патона В 1977 г. коллективом разработчиков была издана
монография "Промышленные роботы для сварки".
Большую роль в пропаганде идей робототехники и создании
новых промышленных роботов сыграл член-корреспондент АН СССР, профессор П.Н.
Белянин. он, в частности, является автором первых в стране монографий по этой
проблеме (Промышленные роботы. М.: Машиностроение, 1975; Промышленные роботы
Японии. М.: НИАТ, 1977; Промышленные роботы США. С.: НИАТ, 1978). Талантливым
организатором и руководителем работ по созданию первых отечественных
промышленных роботов были Лауреат Государственной премии СССР
Б.Н. Сурнин (1931 - 1979) и известный специалист Я. А.
Шифрин, с именами которых связено создание и внедрение роботов
"Циклон-ЗБ", "Универсал-5", "Универсал-15" и
"Универсал-50М".
Большой вклад в организацию науки и производства, создание
научно-технической базы по проблеме роботов и разработку теоретических основ
робототехники внесли члены-корреспонденты И.М. Макаров, Д.Е. Охоцимский, а
также известные ученые и специалисты М.Б. Игнатьев, ДАПоспелов, А.Б
Кобринский, Г.Н. Рапопорт, B.C. Гурфинкель, Н.А. Лакота, Ю.Г. Козырев, В.С. Кулешов,
Ф.М. Кулаков, B.C. Ястребов, Е.Г. Нахапетян, А.В. Тимофеев, B.C. Рыбак, М.С.
Ворошилов, А.К. Платонов, Г.П. Катыс, А.П. Бессонов, А.М. Покровский, Ь.Г.
Аветиков, А.И. Корен- дясев и др.
Координация деятельности различных министерств и ведомств
в области фундаментальных и прикладных исследований по созданию, организации
серийного производства и широкому применению промышленных роботов в народном
хозяйстве осуществляется Научным советом Академии наук по проблеме
"Роботы и робототехнические системы", возглавляемым ныне
членом-корреспондентом АН СССР, профессором И.М. Макаровым. При активном
участии Научного совета в 1983 г. при МВТУ им. Н.Э. Баумана создан
научно-учебный центр "Робототехника" Академии наук и Минвуза,
возглавляемый членом- корреспондентом АН СССР, профессором Е.П. Поповым и
призванный обеспечивать подготовку и переподготовку инженерных и руководящих
кадров для вузов и промышленности в области робототехники, а также
осуществлять исследования совместно с научными и конструкторскими организациями
промышленности.
Говоря о подготовке кадров в стране, следует отметить, что
наличие достаточного количества специалистов в области проектирования,
производства и эксплуатации новой техники является важнейшим условием
выполнения задач по созданию и широкому внедрению робототехники в народное
хозяйство. В настоящее время подготовка специалистов развернута в трех
формах:
1) через систему вузовской подготовки -
специалистов-инженеров по разработке, исследованию и эксплуатации
промышленных роботов, робототехнических систем и микропроцессорной техники;
2) через систему среднего специального и
профессионально- технического образования - специалистов-техников и
квалифицированных рабочих по наладке, обслуживанию, эксплуатации и ремонту
промышленных роботов, робототехнических систем и микропроцессорной техники;
3) через систему переподготовки и повышения
квалификации по новым направлениям науки и техники: инженерных кадров - в
ведущих вузах страны, рабочих - в отраслевых центрах переподготовки.
Подготовка инженерных кадров по основной робототехнической
специальности "Робототехнические системы и комплексы" организована
и успешно осуществляется в ряде ведущих вузов страны (МГТУ, СППИ, Киевском,
Челябинском, Красноярском политехнических институтах и др.). Однако структура
роботизированных предприятий и комплексов определяет специфику подготовки
кадров, а именно: наряду с инженерами - специалистами по общему построению и
функционированию робототехнических систем - их архитекторами, нужны более
узкие специалисты - механики, электроприводчики, гидравлики, прибористы,
программисты и т.д. Необходимы также технологи различных специальностей,
поэтому в ряде вузов страны при существующих специальностях введены различные
робототехнические специализации, например, в составе специальности
"Подъемно-транспортные машины и оборудование" введена специализация
"Роботы и манипуляторы автоматизированных подъемно-транспортных
систем"; в составе специальност 1 "Технология машиностроения"
- специализация "Технология роботизированных производств" и др.
Общая потребность в инженерных робототехнических кадрах составляет
внушительную цифру - около 4 тыс. человек ежегодно, что дает прочную основу
для развития системы инженерной подготовки.
На протяжении ряда лет развитие робототехники в СССР и странах
Восточной Европы велось на основе тесного содружества в рамках сотрудничества
стран - членов СЭВ. В июне 1982 г. в ходе 36-го заседания сессии СЭВ главами
делегаций было подписано Генеральное соглашение о многостороннем
сотрудничестве по разработке и организации специализированного и
кооперированного производства промышленных роботов, в связи с чем был создан
Совет главных конструкторов (СГК), ставший основным координатором в этой
области. В 1982 г. был издан каталог "Промышленные роботы и манипуляторы
с ручным управлением" (М.: НИИмаш Минстанкопром СССР, 100 е.), в котором
были приведены данные о промышленных роботах, выпускаемых не только в СССР
(67 моделей), но и в Болгарии, Венгрии, ГДР, Польше, Румынии и Чехословакии.
В начале 1983 г. заинтересованными организациями стран - членов СЭВ был
заключен Договор о многосторонней международной специализации и
кооперировании производства промышленных роботов и манипуляторов различного
назначения, а в декабре 1985 г. 41-й (внеочередной) сессией СЭВ была принята
Комплексная программа научно-технического прогресса стран - членов СЭВ до 2000 г., в которой промышленные роботы и роботизация производства включены как одно из приоритетных
направлений по комплексной автоматизации. Она сыграла свою положительную роль
в развитии робототехники.
В качестве одного из примеров плодотворного
научно-технического сотрудничества можно привести выполнение совместных работ
по теме "Создание промышленных роботов для сварочного производства"
(головная организация - Институт электросварки им. Е.О. Патона) при участии
СССР, Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Румынии, Чехословакии и Югославии.
Работа завершилась созданием нового промышленного робота для дуговой
электросварки "Интерробот-1".
В 1989 г. в СССР и странах Восточной Европы
эксплуатировалось уже свыше 65 тыс. ПР, в том числе в СССР - около 59200 ед.
Показателен пример Болгарии, создавшей в 1970-х гг.
комплекс робототехники "Берое" в г. Стара-Загора и, благодаря ряду
собственных разработок, а также закупленных лицензий, ставшей ныне одной из
ведущих стран Восточной Европы в области роботостроения. Болгарские
промышленные роботы с технико-экономическими показателями на уровне самых
передовых стран (ПР типа "Пирин", РБ и др.) поставляются более чем
в 15 стран мира Только за период с 1981 по 1986 гг. экспортировано свыше 4200
промышленных роботов, которые действуют в составе ряда автоматизированных технологических
линий и робототехнических комплексов, например, на заводах КамАЗ, ЗИЛ, ГАЗ и
др.
Дальнейшему развитию роботостроения служит создание
совместно с Болгарией научно-производственного объединения "Красный
пролетарий - Берое", в рамках производства которого значительную долю
занимают современные роботы с электромеханическими приводами серии РБ-240,
предназначенные для роботизации вспомогательных производственных операций -
загрузки и разгрузки деталей на металлорежущих станках, смены рабочего
инструмента, транспортировки и укладки на поддоны деталей, удаления стружки и
др.
Научные исследования и опытно-конструкторские работы в
нашей стране и странах Восточной Европы, формирование производственной базы и
научно-технического направления "Робототехника" продолжают
интенсивно развиваться, особенно в связи с конверсией оборонных отраслей
промышленности, к ним подключаются все новые производственные и научные
коллективы, конструкторы, технологи и ученые.
Литература [5, 27, 36, 38, 39, 40, 49, 50, 58, 64, 75, 78,
79, 90, 91, 93].
Контрольные вопросы для самопроверки
1. Каковы истоки возникновения идеи о создании автоматических
механических устройств, подобных живым существам ?
2. Какие основные исторические этапы в своем
возникновении и развитии прошли роботы и робототехника?
3. Чем характерен каждый (первый, второй, третий,
четвертый) исторический этап развития робототехники ?
4. Каковы наиболее выдающиеся примеры создания
человекоподобных автоматов-андроидов ?
5. Как зарождались и развивались научные идеи и
направления, послужившие базой для возникновения и развития робототехники?
6. Какова роль первых промышленных автоматов в
развитии робототехники ?
7. Каково значение вычислительной техники в
становлении и развитии робототехники ?
8. Когда были созданы вычислительные и
электронно-вычислительные машины в современном понимании и какой путь они
прошли в своем развитии ?
9. Какое влияние оказали произведения литературы и
искусства на формирование "роботоидеи" ?
10. Какова история возникновения термина
"робот" и какое содержание вкладывалось в него ?
11. Как формулируются три знаменитых закона
робототехники А. Азимова и каково их значение для современной робототехники ?
12. Какие научные и прикладные достижения в области
кибернетики и вычислительной техники послужили для динамичного развития
робототехники ?
13. Какова история создания и практического
применения первых промышленных роботов ?
14. Как развивалась робототехника в мире после
появления роботов на промышленном рынке ?
15. Каково современное состояние в области
производства и применения промышленных роботов в мире?
16. Каковы основные особенности развития робототехники
в ведущих капиталистических странах - Японии, США, Германии ?
17. Каково современное состояние в области создания
и применения роботов в нашей стране и странвх Восточной Европы ?
18. Каков вклад отечественных ученых, конструкторов
и научно- производственных коллективов в становление и развитие робототехники
?
|