Знакомьтесь - роботы ! - И Артоболевский

Машины становятся все более квалифицированными и наиболее сложную часть работы по изготовлению изделий выполняют автоматически. А человеческий труд, необходимый для их обслуживания, оказывается все более простым, менее квалифицированным. Чем шире развертывается механизированное и автоматизированное производство, тем большей оказывается потребность в таком труде - однообразном, утомительном.

Нет, конечно, славная профессия квалифицированного токаря, который сам придумает и изготовит оправки и приспособления, "выведет" биение патрона, заточит резцы я на старом станке так обработает деталь, что пальчики оближешь, - это профессия не исчезла Но масса машин и автоматов сегодня требует такого обслуживания, когда неинтересную, однообразную часть работы приходится выполнять человеку.

Не правда ли, это, по крайней мере с первого взгляда, кажется странным? Ведь если создают множество машин и автоматов, которые самостоятельно, без участия человека, производят множество сложных и точных операций, то, казалось бы, дополнить можно их и такими устройствами, которые выполняли бы и эти однообразные, утомительные операции автоматически Которые, например, сами брали бы заготовки, сами их как надо устанавливали, сами снимали затем готовые изделия. Почему же не строят машины с таким самообслуживанием?

Все дело в том, что операции обслуживания машин, станков, различного оборудования, множество сборочных операций оказываются простыми, только когда их выполняет человек Если же их пытаются автоматизировать обычными традиционными методами и средствами, то в конечном счете система автоматизации получается либо очень специализированной, пригодной, например, для манипулирования только одним определенным видом изделия, что ограничивает универсальность самой машины, либо эта система, будучи более универсальной, оказывается очень сложной, подчас более сложной и дорогой, чем сама машина.

Одним словом, действия и движения оператора при обслуживании машины настолько "человеческие", что для их автоматизации нужны специальные автоматы, роботы, или, как их называют, промышленные роботы.

Множество производственных процессов складывается из циклически повторяющихся операций. Цикличность - закон машинного, автоматизированного производства. Робот, как любой другой автомат, также предназначен для выполнения циклически повторяющихся действий. В этом смысле у него полное "родство душ"

с любой машиной, какую ему поручат обслуживать.

Вместе с тем промышленный робот является системой универсального назначения. Его официальное название - автоматический манипулятор с программным управлением. В силу универсальности один и тот же робот можно использовать для обслуживания разных станков и машин, разных технологических процессов.

И наконец, робот обладает тем, что отличает его ог всех других автоматов и что сближает его с человекомоператором, то есть механической рукой, которая умеет совершать движения и действия, похожие на человеческие.

СМУТНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕХНОЛОГИИ

Простая деталь - ступенчатый валик. Вот токарный станок, за которым работает токарь. Справа от него на полу стоит деревянный ящик с заготовками, лежащими в нем навалом. В заготовительном цехе их нарезали из круглой стали, обработали торцы так, чтобы заготовку можно было легко установить на станок. Слева от токаря, на инструментальном ящике, противень для обработанных валиков.

Токарь, не глядя, берет заготовку из ящика, устанавливает в зажимное приспособление и включает станок. Когда обработка заканчивается, он выключает ста* нок, обработанное изделие кладет на противень.

Лет 40 тому назад операции установки заготовки и снятия изделий были только побочными, вспомогательными. Токарь - квалифицированный мастер, специально обучавшийся своему делу в течение двух-трех лет, выполнял много других главных операций по управлению станком, по контролю точности его работы. О простых, вспомогательных операциях возникала речь, лишь когда вес заготовок достигал 10-20 килограммов и операции по установке и съему заготовок и изделий приходилось механизировать в соответствии с требованиями техники безопасности и охраны труда. Но все же без главного, без высокой квалификации мастера, было не обойтись! А тяжелый труд? Ничего, казалось, не поделаешь! Ведь не зря же токарь - лицо физического труда.

Технологическая подготовка производства была предельно проста. Кончив обработку партии одних деталей, токарь шел к мастеру, и тот выдавал ему чертеж другой детали, партию которых ему поручалось обработать, и наряд, указывавший фамилию токаря, нормы времени.

Все! Чертеж и наряд содержали полную информацию о том, что и как ему нужно делать дальше. В них содержались совершенно ясные токарю указания о порученной ему работе. И размеры изделия, и допуски, и твердость материала, и технические условия на "биение", "эксцентричность", "перекосы", и нормы и т. д. и т. п.

Указаний о том, что токарь должен брать заготовки из ящика, устанавливать их на станок, снимать обработанные изделия, там не было. Документация адресовалась квалифицированному человеку, который любые указания на эту тему воспринял бы как глупую шутку недостойную внимания.

Если к станку вместо человека становится автомат, дело выглядит совершенно по-другому. Еще тогда, когда промышленные роботы существовали только в воображении их создателей, в чертежах и исследованиях, стало ясно, что нельзя будет просто взять робот за его механическую руку, подвести к станку, вручить ему чертеж и наряд, уважительно, как человеку, сказать:

"Ну, ПР-2816! Беритесь за дело, теперь на вас вся надежда!" - и спокойно уйти. Вы спокойно уйдете, а он будет спокойно стоять, ничего не делая!

У средневекового мастера вся технология была в уме, а также в словах и в палке, с помощью которых он ее растолковывал нерадивым подмастерьям.

50-40 лет назад для организации производства было достаточно маршрутной технологии, чертежей и нарядов. Ведь тогда вся документация адресовалась человеку, которому все было ясно!

Ученик, подмастерье, мастер, любой человек обладает способностями понимать, запоминать, сопоставлять, учиться, использовать в трудовом процессе механизмы своего интеллекта. Каждое новое задание, новая работа обогащают, расширяют опыт, повышают квалификацию.

Человеком управляет разум, человек работает "по-человечески". Чем больший опыт он накопит, тем более краткими и общими могут быть указания, тем более сложными - поручения. Он поймет и сделает.

Когда к станку вместо человека становится робот, с ним по-человечески нельзя. Ничего не получится! Роботу нужна подробная программа работы, которую ему хотят поручить. В этом смысле манипулятор с программным управлением сродни станку с программным управлением.

Ими, как всеми автоматами, управляет логика. Каждое новое задание нужно сопроводить подробной программой. Будь это задание десятым или сотым по счету - все равно! Задание нужно разработать во всех подробностях и записать в коде, понятном системе управления автомата, всем логическим цепям этой системы.

Указания, которых было достаточно человеку, а также все то, что подразумевалось само собой разумеющимся и скрывалось между строками задания, - все это всплывает как совершенно смутные, неконкретные и недостаточно полные понятия технологии теперь, когда к станку становится робот. Даже когда это задание кажется совершенно простым.

Взять заготовку и установить ее на станок? Позвольте! Откуда ее взять! На какую высоту ее нужно поднять? В каких направлениях переместить и на какие углы повернуть, чтобы она стала на место? С какими скоростями она должна двигаться и поворачиваться?

Каким образом нужно установить захват, чтобы он мог удобно и точно взять заготовку? И по какой траектории его двигать, устанавливая заготовку?

Вы сами видите, насколько "по-человечески" звучит фраза "установить заготовку", описывающая одну из технологических операций; настолько просто, что ее не имело смысла упоминать в документах. И в какое смутное понятие эта фраза превращается, когда надо автоматизировать "простую" операцию - какое множество дополнительных вопросов сразу возникает!

Технологический процесс, в котором участвует человек, и полностью автоматизированный технологический процесс - это всегда два разных процесса, если даже оба они одинаковы по содержанию, оба, например, имеют назначением обработку ступенчатых валиков.

Разработка каждой новой системы автоматизации сопряжена с необходимостью отвечать на многие вопросы. Но далеко не всегда эти вопросы оказываются такими "неожиданными" и сложными, а автоматизируемые операции настолько мало "пригодными" для этой цели, как при внедрении роботов.

Когда создавались и внедрялись станки с программным управлением станки универсальной специализации, - возникало множество вопросов о том, как строить и рассчитывать программы движений инструмента и изделия. Однако все эти вопросы не были неожиданными. Руководством, отвечающим на них, служил чертеж, тот самый, которым руководствовался токарь. В чертеже содержится значительная часть необходимой информации; ее легко перевести в набор цифр, логических действий, записать в коде, понятном станку, как они были понятны человеку.