ინდუსტრიული რობოტების განვითარების ისტორია: ევოლუცია რობოტული იარაღიდან ინტელექტუალურ წარმოებამდე

1. სამრეწველო რობოტების წარმოშობა სამრეწველო რობოტების გამოგონება შეიძლება 1954 წლიდან მოყოლებული, როდესაც ჯორჯ დევოლმა მიმართა პატენტს პროგრამირებადი ნაწილების კონვერტაციაზე. ჯოზეფ ენგელბერგერთან პარტნიორობის შემდეგ დაარსდა მსოფლიოში პირველი რობოტების კომპანია Unimation და პირველი რობოტი გამოიყენეს General Motors-ის საწარმოო ხაზზე 1961 წელს, ძირითადად ნაწილების ჩამოსხმის აპარატიდან. ჰიდრავლიკურად მომუშავე უნივერსალური მანიპულატორების უმეტესობა (Unimates) გაიყიდა მომდევნო წლებში, რომლებიც გამოიყენებოდა სხეულის ნაწილების მანიპულაციისა და ლაქების შედუღებისთვის. ორივე აპლიკაცია წარმატებული იყო, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ რობოტებს შეუძლიათ საიმედოდ მუშაობა და სტანდარტიზებული ხარისხის გარანტია. მალე ბევრმა სხვა კომპანიამ დაიწყო სამრეწველო რობოტების შემუშავება და წარმოება. ინოვაციებით გამოწვეული ინდუსტრია დაიბადა. თუმცა, მრავალი წელი დასჭირდა ამ ინდუსტრიას, რომ მართლაც მომგებიანი გამხდარიყო.
2. სტენფორდის არმი: მნიშვნელოვანი გარღვევა რობოტიკაში ინოვაციური "სტენფორდის არმი" შეიქმნა ვიქტორ შაინმანის მიერ 1969 წელს, როგორც კვლევითი პროექტის პროტოტიპი. ის იყო ინჟინერიის სტუდენტი მექანიკური ინჟინერიის განყოფილებაში და მუშაობდა სტენფორდის ხელოვნური ინტელექტის ლაბორატორიაში. „სტენფორდ არმს“ აქვს თავისუფლების 6 გრადუსი, ხოლო სრულად ელექტრიფიცირებული მანიპულატორი კონტროლდება სტანდარტული კომპიუტერით, ციფრული მოწყობილობით, სახელწოდებით PDP-6. ამ არაანთროპომორფულ კინემატიკურ სტრუქტურას აქვს პრიზმა და ხუთი რევოლუციური სახსარი, რაც აადვილებს რობოტის კინემატიკური განტოლებების ამოხსნას, რითაც აჩქარებს გამოთვლით ძალას. წამყვანი მოდული შედგება მუდმივი ძრავისგან, ჰარმონიული ძრავისგან და გადაცემის რედუქტორისგან, პოტენციომეტრისა და ტაქომეტრისგან პოზიციისა და სიჩქარის გამოხმაურებისთვის. რობოტის შემდგომ დიზაინზე დიდი გავლენა იქონია შაინმანის იდეებზე.

3. სრულად ელექტრიფიცირებული ინდუსტრიული რობოტის დაბადება 1973 წელს ASEA-მ (ამჟამად ABB) გამოუშვა მსოფლიოში პირველი მიკროკომპიუტერით კონტროლირებადი, სრულად ელექტრიფიცირებული სამრეწველო რობოტი IRB-6. მას შეუძლია შეასრულოს უწყვეტი ბილიკი მოძრაობა, რაც წინაპირობაა რკალის შედუღებისა და დამუშავებისთვის. ცნობილია, რომ ეს დიზაინი ძალიან გამძლეა და რობოტს აქვს 20 წლამდე მომსახურების ვადა. 1970-იან წლებში რობოტები სწრაფად გავრცელდა საავტომობილო ინდუსტრიაში, ძირითადად შედუღებისა და დატვირთვისა და გადმოტვირთვის მიზნით.

4. SCARA რობოტების რევოლუციური დიზაინი 1978 წელს იამანაში, იაპონიაში, ჰიროში მაკინომ შეიმუშავა სელექციურად შესაბამისი ასამბლეის რობოტი (SCARA). ეს საეტაპო ოთხი ღერძიანი დაბალფასიანი დიზაინი შესანიშნავად იყო ადაპტირებული მცირე ნაწილების შეკრების საჭიროებებზე, რადგან კინემატიკური სტრუქტურა იძლეოდა მკლავების სწრაფ და შესაბამის მოძრაობებს. SCARA რობოტებზე დაფუძნებული მოქნილი ასამბლეის სისტემები პროდუქტის დიზაინის კარგი თავსებადობით დიდად შეუწყო ხელი დიდი მოცულობის ელექტრონული და სამომხმარებლო პროდუქტების განვითარებას მთელ მსოფლიოში.
5. მსუბუქი და პარალელური რობოტების შემუშავება რობოტის სიჩქარისა და მასის მოთხოვნებმა განაპირობა ახალი კინემატიკური და გადაცემის დიზაინი. ადრეული დღეებიდან რობოტის სტრუქტურის მასის და ინერციის შემცირება იყო კვლევის მთავარი მიზანი. წონის თანაფარდობა 1:1 ადამიანის ხელის მიმართ განიხილებოდა საბოლოო ეტალონად. 2006 წელს ამ მიზანს მიაღწია KUKA-ს მსუბუქმა რობოტმა. ეს არის კომპაქტური შვიდი ხარისხის თავისუფლების რობოტის მკლავი ძალის კონტროლის მოწინავე შესაძლებლობებით. მსუბუქი წონისა და ხისტი სტრუქტურის მიზნის მიღწევის კიდევ ერთი გზა შესწავლილი და გატარებული იქნა 1980-იანი წლებიდან, კერძოდ, პარალელური ჩარხების შემუშავება. ეს მანქანები აკავშირებენ თავიანთ ბოლო ეფექტორებს მანქანის ბაზის მოდულთან 3-დან 6 პარალელური ფრჩხილით. ეს ეგრეთ წოდებული პარალელური რობოტები ძალიან შესაფერისია მაღალი სიჩქარისთვის (როგორიცაა დაჭერისთვის), მაღალი სიზუსტით (როგორიცაა დამუშავებისთვის) ან მაღალი დატვირთვისთვის. თუმცა, მათი სამუშაო სივრცე უფრო მცირეა, ვიდრე მსგავსი სერიული ან ღია მარყუჟის რობოტების.

6. კარტეზიული რობოტები და ორმხრივი რობოტები დღეისათვის, დეკარტის რობოტები ჯერ კიდევ იდეალურად შეეფერება აპლიკაციებს, რომლებიც საჭიროებენ ფართო სამუშაო გარემოს. გარდა ტრადიციული დიზაინისა, რომელიც იყენებს სამგანზომილებიანი ორთოგონალური მთარგმნელობითი ღერძების გამოყენებას, გუდელმა 1998 წელს შემოგვთავაზა ლულის ჩარჩოს კონსტრუქცია. ეს კონცეფცია საშუალებას აძლევს ერთ ან რამდენიმე რობოტის მკლავს თვალყური ადევნოს და ცირკულირდეს დახურულ გადაცემის სისტემაში. ამ გზით რობოტის სამუშაო სივრცის გაუმჯობესება შესაძლებელია მაღალი სიჩქარით და სიზუსტით. ეს შეიძლება იყოს განსაკუთრებით ღირებული ლოგისტიკისა და მანქანების წარმოებაში. ორი ხელის დელიკატურ მუშაობას გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს კომპლექსური შეკრების ამოცანების, ერთდროული ოპერაციის დამუშავებისა და დიდი ობიექტების დატვირთვისთვის. პირველი კომერციულად ხელმისაწვდომი სინქრონული ორმხრივი რობოტი წარმოადგინა Motoman-მა 2005 წელს. როგორც ორმხრივი რობოტი, რომელიც მიბაძავს ადამიანის მკლავის წვდომას და უნარს, ის შეიძლება განთავსდეს ისეთ სივრცეში, სადაც ადრე მუშაობდნენ მუშები. ამრიგად, კაპიტალის ხარჯები შეიძლება შემცირდეს. მას აქვს მოძრაობის 13 ღერძი: 6 თითოეულ ხელში, პლუს ერთი ღერძი ძირითადი ბრუნვისთვის.
7. მობილური რობოტები (AGVs) და მოქნილი წარმოების სისტემები ამავე დროს წარმოიქმნა სამრეწველო რობოტების ავტომატური მართვადი მანქანები (AGVs). ამ მობილურ რობოტებს შეუძლიათ გადაადგილდნენ სამუშაო სივრცეში ან გამოიყენონ აღჭურვილობის წერტილიდან წერტილამდე დატვირთვისთვის. ავტომატური მოქნილი წარმოების სისტემების (FMS) კონცეფციაში AGVs გახდა ბილიკის მოქნილობის მნიშვნელოვანი ნაწილი. თავდაპირველად, AGV ეყრდნობოდა წინასწარ მომზადებულ პლატფორმებს, როგორიცაა ჩაშენებული მავთულები ან მაგნიტები, მოძრაობის ნავიგაციისთვის. იმავდროულად, თავისუფალი ნავიგაცია AGV გამოიყენება ფართომასშტაბიანი წარმოებასა და ლოჯისტიკაში. როგორც წესი, მათი ნავიგაცია ეფუძნება ლაზერულ სკანერებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ ამჟამინდელი ფაქტობრივი გარემოს ზუსტ 2D რუკას ავტონომიური პოზიციონირებისა და დაბრკოლებების თავიდან ასაცილებლად. თავიდანვე ითვლებოდა, რომ AGV-ების და რობოტების იარაღის კომბინაციას შეეძლო ჩარხების ავტომატურად ჩატვირთვა და გადმოტვირთვა. მაგრამ სინამდვილეში, ამ რობოტულ იარაღს აქვს ეკონომიკური და ღირებულების უპირატესობები მხოლოდ გარკვეულ კონკრეტულ შემთხვევებში, როგორიცაა მოწყობილობების დატვირთვა და გადმოტვირთვა ნახევარგამტარულ ინდუსტრიაში.

8. სამრეწველო რობოტების განვითარების შვიდი ძირითადი ტენდენცია 2007 წლის მონაცემებით, ინდუსტრიული რობოტების ევოლუცია შეიძლება გამოირჩეოდეს შემდეგი ძირითადი ტენდენციებით: 1. ხარჯების შემცირება და მუშაობის გაუმჯობესება – რობოტების საშუალო ერთეულის ფასი დაეცა 1990 წლის ექვივალენტური რობოტების საწყისი ფასის 1/3-მდე, რაც ნიშნავს. ავტომატიზაცია ხდება უფრო იაფი და იაფი. სიჩქარე, დატვირთვის სიმძლავრე, საშუალო დრო წარუმატებლობებს შორის MTBF) მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. 2. PC ტექნოლოგიისა და IT კომპონენტების ინტეგრაცია – პერსონალური კომპიუტერის (PC) ტექნოლოგია, სამომხმარებლო კლასის პროგრამული უზრუნველყოფა და მზა კომპონენტები, რომლებიც IT ინდუსტრიამ მოიტანა, ეფექტურად გააუმჯობესა რობოტების ხარჯების ეფექტურობა.– ახლა მწარმოებლების უმეტესობა აერთიანებს კომპიუტერზე დაფუძნებულ პროცესორებს, ასევე პროგრამირებას, კომუნიკაციას და სიმულაციას კონტროლერში და იყენებს მაღალი პროდუქტიულობის IT ბაზარს. 3. მრავალ რობოტის ერთობლივი კონტროლი - მრავალი რობოტის დაპროგრამება და კოორდინაცია და სინქრონიზაცია შესაძლებელია რეალურ დროში კონტროლერის მეშვეობით, რაც რობოტებს საშუალებას აძლევს ზუსტად იმუშაონ ერთად ერთ სამუშაო სივრცეში. 4. ხედვის სისტემების ფართო გამოყენება - ობიექტების ამოცნობის, პოზიციონირებისა და ხარისხის კონტროლის მხედველობის სისტემები სულ უფრო და უფრო ხდება რობოტის კონტროლერების ნაწილი.5. ქსელი და დისტანციური მართვა – რობოტები უკავშირდება ქსელს ფელდბუსის ან Ethernet-ის მეშვეობით უკეთესი კონტროლის, კონფიგურაციისა და მოვლისთვის.6. ახალი ბიზნეს მოდელები – ახალი ფინანსური გეგმები საშუალებას აძლევს საბოლოო მომხმარებლებს დაიქირავონ რობოტები ან ჰქონდეთ პროფესიონალური კომპანია ან თუნდაც რობოტის პროვაიდერის მართვა რობოტის ერთეულით, რამაც შეიძლება შეამციროს საინვესტიციო რისკები და დაზოგოს ფული.7. ტრენინგისა და განათლების პოპულარიზაცია - ტრენინგი და სწავლა გახდა მნიშვნელოვანი სერვისი მეტი საბოლოო მომხმარებლისთვის რობოტიკის ამოცნობისთვის. – პროფესიონალური მულტიმედიური მასალები და კურსები შექმნილია ინჟინრებისა და მუშაკების განათლებაზე, რათა მათ შეძლონ ეფექტურად დაგეგმონ, დაპროგრამონ, აწარმოონ და შეინარჩუნონ რობოტები.

,