Как проектируются современные роботы манипуляторы?

Перед современными промышленными роботами часто ставятся сложные технические задания. При этом конструирование, читай создание, нового промышленного робота само по себе является не менее сложной технической задачей. Математики, программисты разрабатывают алгоритмы, программы для упрощения труда конструкторов. Сегодня никто не оспаривает, что устройство промышленного робота, прежде чем он пойдет в серию, должно подвергнуться физическим испытаниям.

Обычно речь идет об относительно дешевой модели, поломка и выход из строя которой не приведет к существенным финансовым потерям. Более того, каждый вновь выпускаемый робот подлежит обязательной процедуре наладки и отладки. Тем не менее, моделирование – довольно дорогостоящая и продолжительная процедура. По возможности стремятся сократить время и затраты на него. Как этого добиться?

Снижение стоимости модели

Можно снижать стоимость модели. Например, во время Второй мировой войны во всех странах военные самолеты, танки выпускались с учетом средней продолжительности жизни боевой единицы. Отдельные их элементы могли прослужить не более нескольких недель, суток и даже часов! Если техника выживала – отдельную деталь заменяли на точно такую же, с таким же сроком службы. Аналогичным образом поступают и в моделировании, где нет необходимости изготавливать вспомогательные детали и элементы из прочных и долговечных материалов (все равно предполагается всего один или несколько пусков). Исключение – если проверке как раз и подлежат свойства этих элементов. Для презентаций и представлений нового оборудования и вовсе часто используют макеты или электронные модели.

Отказ от моделирования

К идее о том, что часть процессов может быть описана с помощью математических формул (в том числе эмпирических – на основании ранее собранных данных в ходе реальных наблюдений) пришли еще в 60-70-х годах прошлого века. Тогда компьютерная техника достигла достаточного совершенства, чтобы на ней стало возможным проведение подобных вычислений. Начали применяться промышленные роботы в машиностроении, чья производительность, долговечность почти полностью оценивалась с помощью вычислительной техники и таких предварительных расчетов. Естественно, они не смогли полностью заменить моделирование и наблюдение, но позволили существенно снизить затраты на них, путем уменьшения количеств моделей (и испытаний). На этом пути можно выделить несколько ключевых моментов:

совершенствование вычислительной техники;

алгоритмизация решения поставленных задач;

сведение сложных уравнений к простым линейным и ортогональным.

К сожалению, далеко не все процессы можно привести к какому-либо алгоритму. А из массы разнообразных движений удается выделить лишь небольшое число, которое можно (и нужно) рассчитывать не на моделях, а на компьютере.

Поделиться: