Відома ще велика кількість інших фактів використання лазера у техніці.
Знайдена можливість застосування лазера й у мистецтві. Зараз yci поп-зірки естради оформлюють свої гала-концерти з використанням пpoмeнів лазера.
Великі дослідження були проведені у оборонній промисловості по застосуванню променів лазера для знищення ракет противника. Таким чином у реальність перетворюється фантастичний гиперболоід інженера Гаріна, за допомогою якого проміннями знищувались заводи.
Ще багато надзвичайного ми узнаємо у майбутньому про можливості лазера.
Процес становлення науково – індустріального виробництва, що розгорнувся у cвiтi, не може бути здійсненний без широкого використання автоматів за допомогою ЕОМ.
Інженерна діяльність у області автоматизації виробництва зводиться головним чином до розв'язання трьох завдань: створенню роботів та маніпуляторів, проектуванню гнучких автоматизованих ліній, створенню електронно-обчислювальної техніки та відповідних програм управління автоматизованим виробничим комплексом.
1. Який вклад вчених М.Г.Басова та А.М.Прохорова в появі перших лазерів?
2. Як йшов розвиток лазерів закордоном і в нашій країні у XX сторіччі?
3. Де можуть використовуватись лазери?
4. Де та коли була відкрита голографія?
1. Ю.Борисов. Лазер служит человеку. – М.: «Энергия», 1973
2. Аптекарь М.Д., Рамазанов С.К., Фрегер Г.Е. История инженерной деятельности. – Киев: изд – во «Аристей», 2003
ТЕМА 10. ІСТОРИЧНА РОЛЬ ІНЖЕНЕРІВ В РОЗВИТКУ РОБОТОБУДУВАННЯ.
План лекції
1. Де і коли з’явились перші роботи і як вони працювали?
2. Суть законів щодо роботів.
3. Початок розвитку робототехніки у нашій країні.
4. Завдання, які стоять перед роботами й галузі промисловості, де будуть працювати роботи.
5. Яка заклопотаність є щодо широкого упровадження роботів?
Історія природознавства і техніки багата прикладами, які свідчать про невичерпне прагнення людини створити механізми і пристрої, подібні живим істотам. Це прагнення обумовлено багатьма причинами, і серед них не останнє місце займає природне бажання обзавестися помічником, здатним замінити людину при виконанні складної роботи або розширити його можливості. У наш час на зміну забавним, досить незграбним і малоефективним автоматам минулого прийшли більш прості по конструкції і дуже практичні системи – роботи і маніпулятори, причому їх поява викликана не тільки одвічною тягою людини до створення чогось нового і незвичайного, але і насущними потребами виробництва.
Сучасні робототехнічні пристрої не просто вдосконалені варіанти їх примітивних попередників. У їх основі лежить принципово нова технологія, що одержала розвиток лише в другій половині ХХ ст: обчислювальна техніка і інформатика. Обширні дослідження в області розробки і використовування роботів, що почалися в кінці 50-х років, привели нині до створення великої кількості різноманітних їх конструкцій, які користуються широким попитом в різних сферах людської діяльності. Роботи знайшли права «громадянства» і стали важливим засобом комплексної автоматизації промислового виробництва.
Слід підкреслити, що робототехніка – це новий комплексний науково-технічний напрям. Характерна відмінність роботів від інших видів автоматів, що додають їм універсальності (багатофункціональності) і гнучкості (тобто здібності швидко переходити до нових операцій).
Як вид технічної продукції роботи юні, та зате мають вельми поважних по віку предків. Вперше термін «робот» придумав К. Чапек - чеський письменник. В історії техніки відомий цілий ряд механізмів, схожих з роботами своєю здатністю виконувати досить складні дії у строго певній послідовності.
Так, Аркин Тарентській (V-IV в. до н.е.) сконструював літаючого голуба. Дмитро Фалерській (IV-ІІІ ст. до н.е.) – повзаючого равлика, Птоломей Фалерській (ІІІ ст. до н.е.) створив пристрій, що імітує рух людини.
У ХІІІ ст. Альберту Великому вдавалося добитися великого: його механічна жінка уміла відкривати двері у відповідь на стукіт і вітати того, що прийшов.
У ХІІІ ст. швейцарець Пьер Жак Дро і його син Анрі Дро сконструювали механічних людей: писаря, малювальника, органіста. На честь Анрі Дро подібні моделі сталі називатися андроїдами.
Прямими попередниками роботів є різного роду маніпулятори. Вони з'явилися на виробництві приблизно у 40-і роки нашого сторіччя. А «проміжною ланкою» між маніпуляторами і роботами став експериментальний автоматично діючий маніпулятор, створений Г. Ерстом в 1961 році в США і названий на честь свого винахідника «рукою Ернста».
Деякі письменники, у тому числі Айзек Азімов, прагнули зображати роботів в кращому світлі. У 1942 р. американський письменник Азімов розробив правила, які він назвав трьома законами робототехніки і згідно яким «роботи Азімова» ні за яких обставин не можуть діяти шкоду людям. Суть цих законів така:
1. Робот не може завдавати шкоди життю і здоров'ю людини ні своїми діями, ні бездіяльністю.
2. Робот зобов'язаний підкорятися будь-яким наказам людини, за винятком тих, які вступили б в суперечність з першим законом.
3. Робот повинен захищатися від будь-якої загрози своєму існуванню, якщо такий захист ведеться за правилами, що не порушують другого закону.
Поштовхом до розвитку роботехніки у її сучасному вигляді послужили дві події, які багато в чому і визначили технічний прогрес після другої світової війни. Перш за все став реальністю комп'ютер як виріб, що володіє значним промисловим потенціалом. Комп'ютери по самій своїй суті можуть служити ефективними керівними засобами.
Перетворення комп'ютера в повсякденний робочий інструмент надав в розпорядження промислових підприємств ефективний засіб управління.
А оскільки робота комп'ютерів програмується, на їх основі можна створити достатньо гнучке устаткування, таке устаткування, що придатне для роботи в різних навколишніх умовах. Такий підхід привів до створення перших промислових роботів, а саме механічних маніпуляторів, керованих ЕОМ. Першопроходцями тут були два американські інженери: Джорж Девол і Джозеф Енгельбергер.
У 1954 р. Девол запатентував в США винайдений їм програмний спосіб переміщення предметів між різними ділянками підприємства.
Будь-який з промислових роботів, «прабатьком», яких був пристрій, винайдений Деволом, складається з трьох основних частин: механічної руки і «ухоплювача», джерела енергії; блоку управління (як правило, комп'ютера), в пам'яті якого записані команди для виконання необхідних операцій. Перший промисловий робот був встановлений в 1961 р. на автомобільному заводі фірми «Дженерал моторс» в Трентоне, штат Нью-Джерси. Цей пристрій витягував розжарені металеві деталі з форми для литва під тиском і складав їх.
З часу появи перших промислових роботів їх конструкція в своїй основі зазнала незначні зміни.
Найпомітніша частина промислового робота – власне його рука (маніпулятор), оснащена ухоплювачем, або «робочим органом». Такий маніпулятор, як правило, має декілька зчленовувань, схожих з суглобами кінцівок людини. У найдосконаліших роботів кожне зчленовування приводиться в рух його власним, автономним електродвигуном.
Другим по значенню компонентом робота – після механічної руки – є джерело електропостачання, яке забезпечує енергію, необхідну для руху ланок маніпулятора в кожному з його зчленовувань. Виконавчі приводи, які управляють командами програми, закладеної в комп'ютері робота, задають характер виконання конкретної операції.
У сучасних роботах, як правило, застосовуються джерела енергопостачання трьох типів: електричні, гідравлічні і пневматичні.
Третім найважливішим компонентом робота є система управління, де головну роль, як правило, грає комп'ютер. В його електронній пам'яті записані двійкові коди наборів команд (програм), які задають режими роботи всіх електродвигунів робота, що забезпечують виконання потрібної операції.
Серед роботів, діючих на промислових підприємствах світу, приблизно 95% відносяться до першого покоління. Роботи нових поколінь оснащуються чутливими пристроями, наприклад, телекамерами і датчиками зусилля, які дозволяють одержувати хоч якусь інформацію про зовнішній світ. Така інформація поступає на комп'ютери, які керують роботами, і ті можуть оперативно коректувати програми з урахуванням випадкових подій. Це приклад створення «зворотного» зв'язку.
Перші серійні роботи промислового вживання з'явилися на ринку США в 1962 р., а до кінця 70-х років вже близько 220 фірм світу випускали більше 250 марок роботів. Роботи знайшли вживання в металургії, сільському господарстві, на транспорті, вони стають необхідними при освоєнні глибин океану і земних надр, просторів космосу. Потрібні вони і у військовій справі.
У СРСР промисловий випуск роботів почався у 1975 році і з тих пір стрімко ріс (аж до розвалу СРСР). Якщо в 1975 році роботи на виробництві були чудасією – їх налічувалося всього 250 шт. (3 % загальної кількості роботів в світі), то в 1980 році в СРСР вже діяло 6,5 тис. роботів (23 % світового парку), а в 1985 році – 40 тис. з 92 тис. є у всьому світі.
Більшість діючих нині роботів управлялися за допомогою заданої жорсткої програми і використовувалися для таких операцій, як зварка, забарвлення, шліфування, загвинчування гвинтів і переміщення вантажів і т.п. Роботи цього типу відносилися до роботів І-го покоління.
Роботи ІІ-го покоління у змозі перемикати, переводити, вивертати, накладати, вертіти, тобто виконувати цілий ряд операцій замість людини, причому роблять це в 10-100 разів швидше.
Завдяки мікропроцесорам і сенсорним датчикам, що грають роль штучних органів чуття, такі роботи «бачать», «чують» і «відчувають». Тому їх іменують адаптивними або чутливими. Управління такими роботами неможливе без участі комп'ютера і поки їх кількість на виробництві незначна.