Мехатроника и робототехника

Робототехника является одним из наиболее перспективных научных направлений современности. Ее целью является создание автоматизированных систем, осуществляющих заранее заложенных в программу операций. Наиболее совершенными считаются изделия, способные к самостоятельному анализу ситуации и принятию решений в условиях неопределенности.

Робототехника неразрывна связана с мехатроникой, так как является одним из ее направлений.

Мехатроника (термин образован от сочетания «механики» и «электроники») – это наука, объединяющая достижения точной механики и компьютерной техники для создания машин с интеллектуальным управлением.

В начале становления научной отрасли к изделиям мехатроники относили лишь поддающиеся контролю электроприводы. Позднее в их список были включены первые роботы, станки с ЧПУ, бытовые машины.


Роботы-манипуляторы


Сегодня достижения мехатроники применяются практически во всех сферах человеческой деятельности: автомобильная, космическая, авиационная техника, медицинское оборудование, бытовая техника и, как уже отмечалось, робототехника.

Современная робототехника

Робототехника за последние несколько десятков лет прочно вошла в нашу жизнь. Она находит применение в условиях производства, в медицине, авиа- и автомобилестроении, на охранных предприятиях, в торговых и развлекательных центах и даже в быту.

Совершенствование технологий происходит стремительными темпами, за короткий промежуток времени робототехника стремительно шагнула вперед.


Среди основных тенденций современной робототехники в общем можно выделить:

  • Популяризацию изделий робототехники, в том числе для привлечения квалифицированных кадров. В учебных заведениях часто встречается направление подготовки «мехатроника и робототехника». Выпускники с подобным образованием становятся все популярнее на рынке труда
  • Повышение объемов финансирования для открытия больших возможностей совершенствования отрасли
  • Развитие искусственного интеллекта и компьютерного зрения
  • Создание роботов, которые имеют способности к обучению для осуществления сложных операций, условия которых постоянно меняются
  • Увеличение надежности и срока службы установок

Последнее направление реализуется через внедрение инновационных смазочных материалов в узлы трения роботов.

Традиционные пластичные и жидкие смазки не в полной мере соответствуют требованиям современной робототехники. Они быстро испаряются и теряют свои свойства, а также не выдерживают высоких нагрузок.

Решением, которое по словам разработчиков роботов является оптимальным для узлов трения изделий, стало применение антифрикционных твердосмазочных покрытий Modengy, реализующих технологию твердой смазки.


Шестерни роботов-манипуляторов


Modengy 1005, Modengy 1014 и Modengy 1066 образуют на шестернях рулевого управления роботов-сборщиков, деталях подъемных механизмов и регулировочных пластинах экзоскелетных комплексов и других парах трения устойчивый сухой слой, снижающий трение элементов и обеспечивающий защиту от коррозии.

Проектирование в робототехнике

Внедрению робота в серийное производство предшествует длительный процесс проектирования и тестирования.

Разработчикам ставится конкретная задача, описывается необходимая степень свободы аппарата, рабочая площадь, необходимая грузоподъемность, условия работы, взаимодействие робота с другим технологическим оборудованием и так далее.

Проектировщики выбирают компоновочно-кинематическую схему агрегата, подходящую систему управления, с высокой точностью разрабатывают все узлы и компоненты изделий.


Разработка робота


В большинстве случаев за основу берут уже существующие модели роботов и подвергают их модернизации. Если они не подходят для решения задачи, проектирование изделия робототехники начинается с нуля.

Часто отдельные узлы машины разрабатываются разными коллективами инженеров. В таком случае большое внимание уделяется обеспечению слаженной работы и эффективной коммуникации между ними.

Проектировщики предоставляют заказчику оценку энергопотребления механизма, его конечную стоимость, способы монтажа и демонтажа.


Результатом этапа проектирования становится изготовленный прототип, который подвергается итеративным тестированиям. Выявляются все отклонения, вносятся корректировки и улучшения.