Robotická automatizace je moderním (a často také úsporným) řešením na poli průmyslové výroby. Ale jako každé technické odvětví i to automatické a robotické s sebou přináší mnoho termínů, které dokážou poplést nejednu hlavu. Pokud se v nich neorientujete, měl by vám pomoci náš dnešní článek.

Základní pojmy (1 – 5)

Mechanizace je procesem, při němž stroje nahrazují člověka při namáhavé nebo stereotypně se opakující práci. Automatizace, která je z pohledu industrializace nástupcem mechanizace, znamená, že lidskou řídící činnost nahrazujeme technickými zařízeními, tedy stroji a automat je takový stroj, který sám vykonává předem stanovené úkony, většinou za použití umělé inteligence. Umělá inteligence je souhrnným názvem pro strojové napodobení inteligentního jednání lidí.

Typy automatizace (6 – 12)

Automatizaci pak můžeme rozdělit na dva typy: automatizaci výrobních a také nevýrobních procesů (proces je posloupnost změn v určitém vymezeném časovém úseku).

Automatizace výrobních procesů se týká těch procesů, které jsou zapojené do výroby určitých produktů. Za příklady můžou sloužit procesy v hutním, důlním, strojírenském, potravinářském, stavebním nebo automobilovém průmyslu.

Automatizace nevýrobních procesů poté zahrnuje procesy především z oblasti služeb. Ať už se jedná o služby veřejné (peněžní ústavy, zdravotnictví, obrana, bezpečnost státu, vzdělání) nebo o soukromé (telekomunikační procesy, prostředky masových médií, apod.)

Rozdíl je také mezi automatizací komplexní, kdy je celkový proces automatizován a člověk přebírá roli plánování a strategického řízení a automatizací částečnou (neboli také dílčí), kdy automatizaci podléhají jen určité procesy a funkce, zatímco zbylé fáze procesu zůstávají neautomatizovány.

Rozdíl je také možno spatřovat v nepružném a pružném procesu automatizace. Nepružná (nebo také tvrdá) automatizace spočívá v tom, že program automatického technického zařízení nelze vyměnit, nebo jen velmi nákladně. Pružná automatizace naopak nabízí snadnou výměnu programu s malými náklady.

Tři stupně automatizace (13 – 16)

Současný systém zná také tři stupně automatizace: automatické ovládání, automatická regulace a automatické řízení.

Pro automatické ovládání je specifický přímý otevřený řetězec. Tzn., že soustava, zajišťující ovládání, nemá zprávy o skutečných následcích svého působení.

Automatická regulace se od předešlého stupně liší uzavřeným řetězcem, v němž je přítomna zpětná vazba. Tímto stupněm se tedy rozumí samočinné udržování regulované veličiny podle daných podmínek a hodnot. Automatické řízení je potom automatizací samotných řídicích procesů.

O robotech (17 – 20)

Kybernetika (z řeckého Kybernétes, Kormidelník) je věda, která se zabývá obecnými principy řízení a přenosu informací mimo jiné právě ve strojích.

Robotika, jak název napovídá, je věda o robotech. Tento termín poprvé užil spisovatel sci-fi literatury Isaac Asimov.

Robot je pak technickým systémem (strojem), který je s to nahrazovat mobilní, lokomoční a intelektuální funkce člověka. Průmyslovým robotem se většinou rozumí programovatelné vícefunkční technické zařízení (stroje) se schopností zpětné vazby, schopností manipulační, prostorově orientační a také se v mnoha případech pyšní univerzálností.

Mezinárodní organizace pro standardizaci poté přijala definici robota jako: „automaticky řízený, opětovně programovatelný, víceúčelový manipulátor pro činnost ve třech nebo více osách, který může být buď upevněn na místě, nebo mobilní k užití v průmyslových automatických aplikacích“.

Rozdělení robotů (21 – 24)

Ačkoli není členění robotů a průmyslových automatů jednotně stanoveno, mezi nejčastější rozdělení patří členění do tří tříd:

Ruční manipulátory (nebo také teleoperátory) jsou jednoúčelové i víceúčelové manipulační zařízení, ovládané člověkem. Jejich úkolem je násobit sílu a pohybové možnosti operátora.

Manipulátory s pevným programem (sekvencí) pracují naopak automaticky a bez přímé účasti člověka. Tyto roboty jsou schopné opakovat předem pevně stanovené pracovní cykly, stanovené z několika nebo mnoha dílčích pracovních pohybů.

Manipulátory s pružným programem (nebo také roboty s pružnou sekvencí) následují automatizovaný zadaný program, který se však dá rychle změnit přenastavením zadaných prvků řídicího systému. Mezi tyto patří například i průmyslové roboty (viz výše) a také kognitivní roboty. Ty jsou schopny samovolně vytvářet a upravovat program své činnosti podle zadaných cílů, za pomoci komunikace s člověkem.

Stavba robotů (25 – 32)

Samotná technická zařízení se skládají z několika částí, tzv. konstrukčních skupin.

Každý stroj je vybaven periferií, do které lze zařadit panel pro ruční ovládání, mechaniky pro externí paměti, terminál a popřípadě například tiskárnu. Součástí stroje je také řídicí systém, který dle nakonfigurovaného programu řídí činnost robotu pomocí ovládání jeho pohonů a dalších kinematických struktur. Samotná konstrukce se pak skládá z následujících částí.

Pohony jsou hybnými silami stroje a pohybují jeho osami podle parametrů, zadaných v systému řízení. Kinematika je mechanická konstrukce robotu, složená z kloubů a ramen a svým rozsahem definuje pohybové možnosti stroje. Odměřovací zařízení snímají okamžitou polohu a senzory jsou měřícími čidly, zjišťující polohu, velikosti nebo tvar součástí.