Схема робота как автоматическая система показывает взаимосвязь УУ с объектом управления (О) и внешней средой (ВС). Дополнительно здесь показан комплекс чувствительных устройств ЧУ (датчиков), выявляющих состояние робота, транспортных и складских средств. Стрелками показано направление управляющей информации и обратной связи.

Рис. 1. Схема промышленного робота:
а — принципиальная; б — функциональная

Манипулятор робота обычно выполнен в виде многозвенного механизма с числом степеней подвижности от 3 до 9 и поступательными или вращательными сочленениями. На последнем звене механизма расположен рабочий орган в виде, клещевого или вилочного захвата, электромагнита, вакуумной присоски и пр. Каждая степень подвижности манипулятора имеет двигатель (пневматический, гидравлический или электрический). Существуют манипуляторы с одним двигателем на несколько степеней подвижности, снабженные механизмами распределения движений.

Промышленные роботы подразделены на три рода (поколения): программные, адаптивные и интеллектуальные.

Программные роботы имеют управляемые приводы во всех суставах. Их системы управления легко переналаживаются на выполнение различных операций. После каждой переналадки они повторяют многократно одну и ту же жесткую программу в строго определенной обстановке с определенно расположенными предметами. Адаптивные роботы могут самостоятельно в большей или меньшей степени ориентироваться в определенной обстановке, приспосабливаясь к ней. Для этого их снабжают специальными датчиками, реагирующими на обстановку, а также системой обработки информации, поступающей от датчиков, для выработки сигналов адаптивного управления, т. е. гибкого изменения программы движения манипулятора в соответствии с фактической обстановкой. И н -теллектуальные роботы имеют более развитые средства получения и обработки информации, позволяющие распознавать обстановку и с ее учетом автоматически вырабатывать решения о дальнейших действиях с целью выполнения необходимых технологических операций в изменяющейся обстановке. Они снабжены элементами искусственного интеллекта.

Поколения роботов не сменяют друг друга, а каждое из них применяется там, где оно экономически целесообразно. С развитием науки и техники роботы всех поколений будут более совершенными, надежными и быстродействующими.

Зона обслуживания робота — это пространство, в котором рабочий орган выполняет свои функции в соответствии с назначением и установленными параметрами. Форма и размеры зон определяются кинематической схемой манипуляционной системы робота.

Роботы и манипуляторы могут осуществлять перемещения рабочих органов в следующих системах координат: прямоугольной — по двум или трем взаимно перпендикулярным осям; цилиндрической — по радиусам под различными углами, а также по нормалям к ним; сферической — линейные перемещения по радиусу и угловые перемещения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; угловой — манипулирование за счет угловых перемещений звеньев в разных плоскостях.

Управление роботами и манипуляторами бывает ручное и программное. При ручном управлении оператор движением рук и ног дистанционно или непосредственно осуществляет перемещение рабочего органа. Программное управление осуществляется автоматически. Его разделяют на позиционное, контурное и адаптивное. При позиционном управлении движение рабочего органа происходит по заданным точкам позиций без контроля траектории движения между ними. Контурное управление позволяет осуществить движение рабочего органа по заданной траектории с установленным распределением скоростей по времени. При адаптивном управлении автоматически изменяется управляющая программа в функции контролируемых параметров состояния внешней-среды.

На железнодорожном транспорте погрузочно-разгрузочные и транспортно-складские работы занимают важное место по затратам труда, стоимости и объему. Для их выполнения используют различное подъемно-транспортное оборудование. Однако применение ро-бототехнических систем для перегрузки и сортировки грузов находится в зачаточном состоянии.

Сдерживающим фактором широкомасштабного применения робототехники на погрузочно-разгрузочных работах является широкая номенклатура перевозимых грузов железнодорожным транспортом. Решение проблемы затрудняется стесненностью условий работы внутри железнодорожных вагонов, автотранспортных средств и на складах. Разнообразна технология переработки грузов: разгрузка и погрузка на открытых площадках и в закрытых складских помещениях, отличающихся большой разнотипностью; перегрузка на другие виды транспорта, затаривание и пакетирование грузов, перевозка одинаковых грузов осуществляется вагонами разного типа. Отдельные виды грузов предъявляют жесткие требования по усилию захвата и ориентации.

Грузовая работа рассредоточена на большом числе железнодорожных станций. Трудно обеспечить равномерную подачу железнодорожного и автомобильного подвижного состава под погрузочно-разгрузочные операции.