Особенности композиции роботизированных комплексов
Как свидетельствуют интернациональные выставки станочного оборудования последних лет, устойчиво развиваются тенденции создания «пустынной разработке», находя отражение в оборудовании, производимом многими известными компаниями различных государств. Наряду с этим непрерывно расширяется сфера применения роботизированных комплексов с ЧПУ.
Чуть ли не все виды обработки металлов, погрузочно-разгрузочные работы, совокупности контроля изделий, и активное проникновение роботов в быт с целью увеличения его комфорта, в больничную среду, в особенности для обслуживания калек и старых,— эти и многие другие области производства, сельского хозяйства и пр. все шире пользуются целыми и роботами их комплексами. Уже не утопией, а действительностью сегодняшней судьбе становятся роботы интеллектуали-зированного типа, снабженные видеодатчиками, решающие неприятности распознавания зрительных образов трехмерных объектов (к примеру, складирование и разбор разных элементов со сложными формами).
Особенное внимание конструкторы и исследователи уделяют совершенствованию механической руки с целью все большего усложнения задач, делаемых роботом, впредь до узких манипуляций. До тех пор пока выделено семь главных функций механической руки, а также детектирующий контроль состояния, фиксирующая функция, мягкое касание, контроль упрочнения фиксации и др. Создание универсальной руки, владеющей всеми функциями, разрешит достигнуть еще более большого уровня автоматизации производства.
Особенными преимуществами отличаются роботы, имеющие бесшарнирную конструкцию руки, что снабжает высокие линейные скорости при выходе и входе ее из рабочих территорий оборудования.
Ясно, что разработкам и исследованиям роботизированных совокупностей во многих государствах придается необыкновенное значение, и эта область техники прогрессирует особенно бурно. Согласно данным на J981 г., самой роботизированной страной в мире была Швеция, где на 1 тыс. человек, занятых в металлообрабатывающей индустрии, приходилось 3,08 робота, тогда как в Соединенных Штатах —0,4, а в Японии 1,9*.
Но нас неприятность роботизации техники интересует в предмете данной книги, т. е. в нюансе трансформации технических форм. И тут мы видимся со собственными своеобразными сложностями: во-первых, в форме роботов еще нет устоявшихся, классических элементов, потому, что эта область, в сущности, лишь начинает собственный развитие, насчитывая всего два с маленьким десятилетия, а во-вторых, использование роботов так разнообразно, что тяжело и сказать о какой-то универсальной форме, какой стала для нас, к примеру, форма каждого вида металлообрабатывающих станков, в большинстве случаев точно узнаваемых по внешнему виду.
Иначе, стремительное развитие данной области техники требует своевременных поисков с целью оптимизации художе-ственно-конструкторских разработок. Тем более что правила действия робо-тотехнических совокупностей во многом разламывают отечественные представления о классических формах автомобилей. Так как робот—самая «живая» из всех до этого времени существовавших автомобилей**.
Что же касается автоматизированных на базе ЭВМ комплексов роботов, то в плане осмысления их художественного образа эта задача не только необыкновенна для дизайна, но и носит собственного рода философский темперамент. Как обязан смотреться данный «живой» механизм? Какие конкретно образные черты направляться развивать на протяжении предстоящих разработок, чего направляться избегать, а возможно, и беспокоиться?
Над этими вопросами думают сейчас дизайнеры многих компаний, и, если судить по разнообразию ответов, поиск ведется по многим направлениям. Очевидно, ответы на непростые неприятности формообразования роботов выходят за рамки привычных задач техники. Более того, принципиально новы сами эти неприятности.
Так как до сих пор ни один вид автомобилей не уподоблялся в собственных действиях человеку в таковой степени, как робот. Казалось бы, самый естественный путь в разработке образов и форм — все большее уподобление роботов живым организмам. Было много как раз таких попыток, в особенности при применении шарнирных систем с спецификой и большими степенями свободы их перемещений.
Соответственно разрабатывались не только формы элементов сочленения, но и цветовая гамма. Как в принципе правомерен таковой подход? На отечественный взор, его вряд ли направляться принимать в качестве конструкторской и тем более дизайнерской программ.
Не смотря на то, что как мы знаем, что японская «Хитачи», кое-какие шведские и другие компании, первенствующие в разработках робототехники, время от времени выделено уподобляют роботов человеку, перенося это в известной мере и на форму. Но это относится далеко не ко всем видам роботов, а основное — параллельно начинается вторая линия в ответе образа автомобили, которая противостоит такому необычному «натурализму» в технике.
На отечественный взор — это вернее: не рекламные трюки должны определять конструкторский подход к «живым« автомобилям, а в первую очередь настоящая рациональность ответа таких совокупностей и их отдельных узлов. Очевидно, людская рука представляется ближайшим аналогом для ответа формы хвата многих роботов, что и влечет за собой соответствующие образные аналогии.
Но уровень техники так высок, что скоро, по всей видимости, разрешит манипулятору превзойти и точность, и разнообразие перемещений людской руки. Следовательно, нет какое количество-нибудь глубоких оснований намерено усиливать сходство автомобили с человеком и тем самым драматизировать ее действие и форму. По-видимому, и тут направляться руководствоваться диалектико-материалистическим пониманием содержания и связи формы.
Так как как бы ни были близки машины и действия человека, человеком она все равно ни при каких обстоятельствах не станет — вот в чем сущность. А всякое утрирование действия ведет только к созданию карикатурного образа—уже не автомобили, а самого человека. Вопрос данный актуален и серьёзен для многих видов техники и, возможно, потребует еще важных лабораторных исследований и теоретических разработок.
Разбирая форму разных промышленных роботов (ПР), создаваемых компаниями различных государств, в итоге подмечаешь, что прогрессивные правила действия и тут, как неизменно бывало в технике, сейчас оставляют на большом растоянии сзади композиционные приемы в разработке этих механизмов. Какие конкретно же погрешности формы более всего кидаются в глаза? В первую очередь, открытая действующая часть рабочего механизма обычно композиционно слабо связана с основанием.
Само собой разумеется, функционирует ПР технически нормально, но образ его в следствии отсутствия органичных связей рабочей «руки» с основанием очень многое теряет в собственной убедительности. Это характерно и последовательности американских моделей, и моделям шведских компаний, и некоторым отечественным, к сожалению, также. В этих обстоятельствах сложная, динамичная, изменяющаяся в ходе работы техническая структура выступает откровенной надстройкой к основанию выделено ящичного типа.
Особенно заметно это в тех случаях, в то время, когда хват и несущая его рычажная совокупность обрисовывают в пространстве сложные траектории, а основание собственной статичностью как будто бы останавливает, сдерживает многообразные перемещения манипуляторов. Скоро появившийся, данный прием предельного упрощения основания композиционно неубедителен еще и вследствие того что для некоторых совокупностей роботов нет необходимости в большом развитом нижнем количестве.
Сложная, динамично изменяющаяся конструкция рабочей части обязана и композиционно отыскать отклик в форме основания. Само собой разумеется, в случае если речь заходит о роботе, установленном на высокой колонне, где хват разворачивается на 360° около ее оси, композиционная совокупность как словно бы напрашивается сама собой, потому что тут мы имеем дело с центрической схемой в противоположность, к примеру, определенной секторной работе руки робота. Но и сама колонна робота не должна уподобляться некоему фонарному столбу.
В это же время, примитивные, подчас кроме того старомодные в собственных формах колонны разных ПР-погрузчиков снижают эстетическое уровень качества этих технически идеальных механизмов.
Так, фактически для любых совокупностей роботов композиционное его связь и решение основания с несомым механизмом получает серьёзное значение с позиций эстетических параметров этих автомобилей. Анализ показывает кроме этого, что в тех случаях, в то время, когда основание ПР само имеет развитую конструктивную форму — прямолинейные либо кольцеобразные направляющие для передвижения механической руки, операторские кабины, многие вспомогательные агрегаты, электрооборудование и т. п.— оно обычно выясняется излишне «забитым», загруженным материалом. Такая компоновка визуально через чур уплотняет основание, тогда как, будучи более ажурным, легким, оно разрешило бы достигнуть целостности формы, единства принципа структуры механизма.
Лучшими, на отечественный взор, являются совокупности ПР, составляющие единую основания и рабочего общую структуру механизма. В тех случаях, в то время, когда основанием рабочей части ПР все же помогает локальный количество, что определяется принципом компоновки автомобили, принципиально важно отыскать композиционные переходы, пространственные «мостики» между рабочей частью и блоком основания, дабы не появлялось примитивных взаимоотношений этих количеств. Робот—через чур идеальная на новом этапе развития машиностроения совокупность, дабы с его формой ассоциировалась эстетическая примитивность.
Еще один важный эстетический параметр ПР — отношение между отделкой и пластической разработкой самые важных рабочих частей механизма (хвата, насадок и пр.), с одной стороны, и вспомогательной частью конструкции, и всем шарнирным механизмом — с другой. В случае если главная в функциональном отношении часть в большинстве случаев шепетильно выполнена, пластически проработана, отделана и окрашена либо отполирована, то менее значимые, кроме того конкретно примыкающие к рабочей территории части механизма часто выполняются на совсем другом уровне.
Наплывы незачи-щенной сварки местами визуально деформируют технически сложное изделие. В технологической разработке робототехники, как и в разработках технических условий на эти принципов и изделия их проектирования, разумеется, направляться исходить из самого класса этих автомобилей. В случае если с несовершенством разработки еще кое-как возможно мириться в другом оборудовании, то роботу, правильному манипулятору, неряшливость разработки противопоказана, как говорится, «по определению».
В разделах данной книги мы неоднократно обращали внимание читателя на необходимость композиционной координации наиболее значимых формообразующих линий механизма. Для механической руки эта координация имеет особенное значение, поскольку если не контролировать и вовремя не корректировать в ходе композиционного поиска отношения всех частей механизма между собой в различных положениях манипулятора, то смогут появляться некрасивые, дисгармоничные сочетания в определенных положениях элементов изменяемой совокупности. По большому счету одним из серьёзных правил художественного конструирования пространственно изменяющейся совокупности (а ПР — одна из самых важных) должны быть визуально одинаково приемлемые для нас отношения всех пустот и элементов между ними в произвольных рабочих положениях.
Как показывает анализ, во многих случаях ПР сейчас еще воображает собою более толстую, чем требует конструкция, пространственную совокупность. Исходя из этого тенденция к облегчению базы конструкции, а основное —к миниатюризации ПР имеет определенную базу: конструкторы задаются целью максимально оптимизировать отношения между конкретным упрочнением, развиваемым роботом, его собственной массой, объёмом и габаритами системы, что ПР занимает в помещении. Более того в условиях все более острой экономии производственных площадей актуальной делается миниатюризация всей эксплуатационной совокупности обеспечения робота (электроники, гидравлики и т. п.).
На рис. 106 продемонстрировано пара роботов различных компаний, очень разных и по формам, и по цветовому ответу. Маленькие ПР (рис. 106, а, б) напоминают изделия бытовой техники — что-то наподобие стойки вентилятора с приспособлениями для кухонных работ.
Пластика формы, да и окраска дополняют это чувство. Не смотря на то, что, увидим, формы пластически прекрасно проработаны, композиции в целом пускай и не безукоризненны, но занимательны.
В формах ПР, характерных для иного дизайнерского направления, проектировщики как бы наслаждаются чистотой открытой и живой рациональной конструкции— не считая нее, ничего больше нет. Это в первую очередь уникальная в собственном виде машина (рис. 106, в).
Робот на рис. 106, г принципиально другой формы. «Рука» выпущена из некоего абстрактного количества, а каковы композиционные связи с ним — это думается проектировщикам уже несущественным. Да и сам количество малоинтересен, равнодушен к действию манипулятора и в пластике, и по цвету.
Лучше в этом отношении ПР на рис. 106, д: основание цилиндрическое, и потому, что «рука» может вращаться на 360°, это формирует какие-то внутренние композиционные связи. Не смотря на то, что, думается, само основание и тут больше напоминает что-то из предметов быта.
Увлекателен ПР на рис. 106, е уже в самих пространственных преобразованиях сложной шарнирной совокупности. Это тот случай, в то время, когда нет никакой необходимости дополнительными средствами усиливать и без того появляющиеся ассоциации.
Но тут они естественны, поскольку отражают само постоянное воздействие, сливающееся в единую визуальную форму,— что-то наподобие многорукого всевышнего Шивы. Простое лаконичное основание в этом случае выглядит более логично: тут оно трактуется как стойка-пьедестал под пространственно-живую скульптуру.
Робот на рис. 106, ж—опять-таки новая композиционная тема. И тут опора и рабочая часть по характеру и формам действия не противоречат друг другу, а оказывают помощь выразить в форме образ автомобили.
Приблизительно то же возможно отнести и к ПР на рис. 106, з, но, думается, темно-светло синий полосы задают излишний налет рекламное™— этакий робот специально для каталога!..
