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感觉机器人-一丝不苟的检测员
来源:世界科技百科 专题: ( 字号:   )

因为第二代机器人有了极强的“感觉”能力,它们就又可以干一些新活儿了,比如说检验.这个检验员工作可耐心了,特别是它们中间的熟练者——所谓的检测中心.它们配备了触觉——精细的感觉手指系统,沿着被测量物体表面移动时,能向机器人大脑传递关于被摸曲线的全部尺寸和参数极其精确的信息.用触摸这种方式检验物体,可以既快又准确地检验出任何奇形怪状的东西形状与尺寸。

它的构成情况如何呢? 这样的机器人通常具有笨重的机座和雄伟的龙门式结构.笨重的机座可以避免对测量的精度产生影响的振动和其他干扰,龙门式的结构可以比较理想地接触零件的各个点.它还有测量插座,每个可接大约五个朝各个方向伸出的触头.测量的结果输入计算机,电子计算机运算后在显示器的荧光屏上显示给使用者.此外,大量的专用程序使机器人具有多种功能.这些专用程序包含专用几何计算程序、公差和余量计算程序、设计数控机床自身零件的自动设计程序,等等。

这个检验中心的自动化特征是灵活性.它能设计进行任何形状和尺寸零件的操作程序,能提供检测所要求的精度和允许的速度,能告知被测零件的所有偏差,甚至能根据刀具位置的调整来控制数控程序的机床.运用这个检测中心,可以使这项作业从几天缩短到几小时.不过,除触摸外,它还有别的方法进行检查.例如,有个汽车制造厂建立了一个这样的机器人系统: 它能“嗅出”新造汽车车体上是否有孔洞.工人们向汽车中压入少量氦气,机器人则将传感器顺着一定路线移动,可以捕捉到任何漏气的现象,出现漏气现象可能是由于缝隙焊接不好或是汽车的门窗关闭不严.这是现代工艺和最新的即将问世的工艺条件下能做到的最完善的检验.以前进行这种精确的工作,传送带总是需要在机器人的面前停下来,车体也需处于一定位置.这个工厂用一种新方法解决了这个问题: 把一个老式传送带用现代的方法改造了,一些专门装置固定汽车的精度能达到1.5 毫米.这样,机器人第一次应用于不断移动的传送带上,并被“迫使”非常精确地进行操作。

另外,感觉工业机器人又增加了一种新本领: 品尝自来水并进行分析.如在柏林,安装了好几台这样的机器人,它们定时从供水管中取出水样进行品尝,几秒钟内得出分析结果,并立即通知自来水公司的调度室。

那么,有感觉的机器人还可以干什么呢? 前面我们曾经谈过,第一代机器人不会拿起杂堆的毛坯,除非将这些毛坯按顺序摆放好.如此,则需手工进行整理,降低了劳动生产率的总水平.此外,在为此使用的带网状的特殊容器中,容器一般只能摆一层,这样就需要扩大容器和仓库的容量.若能使机器人识别生产零件,那该有多好啊! 请看法国的一家公司是如何解决这个问题的吧.他们进行了如下实验: 挑选汽车悬架零件的坯料——一些形状复杂的铸件,经验表明,任何这样的零件在工作台上只能有五种放置方式,而且荧光屏显示说明,每种放置状态占据着不同的面积;得到这些图像之后,根据物体所占面积的大小,计算机立即就能“辨认出”零件放置方式;然后,计算机拿取了那个相应的零件.所以,我们说,第二代机器人具有更强的智能.其表现为: 第一,在很广泛的范围内,在不降低工作精度和质量的前提下,完成它“出生”时就具备的功能;第二,它在任何情况下都在最有利、最佳状态下完成工作.我们还可以来看焊接部门的例子.第一代机器人按照固定的程序来操作,焊接起来比人快得多,但它不会改变工程规程.如果运来等待焊接的零件厚度有了些变化,机器人由于缺少相应的感受元件,就干脆“不知道”这些变化.因此,操作速度增加了,但产品质量却下降了.但第二代机器人却不会犯这样的错误.第二代机器人焊接时,借助于专门装置检查零件,估算零件外部参数的变化,然后自动调整到保证最高质量的焊接工作规程.具有检验员专门技能的另一个机器人检验“焊工”的工作.二者互相配合,效果良好.工艺规程的“弱点”在受到强烈干扰时,便将暴露出来.比如,电路电压改变时,产品质量将明显下降,会出现废品——这是相对第一代机器人而言的.第二代机器人能“排除”这种干扰.不过,为此它配有预先警告出现这样或者那样偏差的传感器,配有处理所获信息和改变工作规程的逻辑装置。

还有一个出现废品、甚至造成工艺流程中断的根源——系统出现故障.发生故障的系统有时会变得十分不听话,变得很危险,甚至可引起事故发生.设立并联备用系统可以减少这种危险,专门逻辑装置发现故障后接通备用系统。

人们为了进一步发展机器人事业,为了研究采用机器人进行安装的程序,使用了装有超声传感器夹具的机器人.这个简易的超声“视力”使机器人能看见工作台上的零件,能自动将夹具移向零件,将夹具对准零件的中心线以便拿起来,根据零件的特征尺寸确定零件类型,正确将其夹起.看,这是它的工作过程: 机器人发现了工作台上依次出现的一组零件.它十分麻利地拿起其中的一个零件,根据夹具夹零件所用的宽度,“认出”该零件的类型,将它安装在正在装配的组合件上,或者将它放在中间的存储器里,以便根据装配程序,在需要时能顺手拿起这类零件.至于有关信息,如装配顺序、零件尺寸标准、工作区“固定”点坐标——所有这些都用电位计提供并记录下来.这种机器人是用来研究能轻易改编程序设计的简单装配自动机工作流程的。

因此,第二代电子机械机器人日益普及.为了让它们尽快适应各种操作,在用标准部件组装它们的同时,还为它们装备了一套万能装置.法国的索美尔公司的工程技术人员还提出了一个无线电电子工业使用的独特结构.这个结构是八个不同用途的嵌入式插头,由存储在计算机中的程序确定这些插头是否接通并协同动作.可以用这个结构把一些小零件装配成产品,这些小零件以毫米为单位,重量只有一克的几分之几.总之,第二代机器人装备了功率如此大的感觉传感器组和相应的计算机,在性能上大大优于第一代机器人.他们能操作形状不熟悉的任何零件,能从事装配和安装操作,能收集不熟悉的和变化着的环境信息.尽管如此,它们不会在所有领域都把第一代机器人换下来.一、二代机器人是“父子”关系,两代“人”互相配合,将组成一个十分灵活的系统,使生产领域的绝大部分的手工操作实现自动化.这是它们对人类的巨大贡献。

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