ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Архитектура адаптивных робототехнических систем из "Системы очувствления и адаптивные промышленные работы " Автоматизация различных технологических процессов на современном производстве с помощью роботов может осуществляться двумя путями. Первый из них характерен для тех отраслей промышленности, которые отличаются высоким уровнем упорядоченности рабочих участков, оснащенных роботами. В этом случае допустимо априорное задание всех управляемых координат робота, подробное описание параметров внешнего оборудования и динамики их изменения во времени. Опираясь на указанные данные, можно составить математическую модель технологического процесса и организовать управление роботами. Обычно на таких производствах используются промышленные роботы с цикловой системой управления, надежно функционирующие при малых случайных изменениях различных возмущающих факторов, например, таких, как точностные параметры самого робота или внешнего технологического оборудования, т. е. роботы 1-го поколения с жесткой или частично перенастраиваемой программой. [c.9] Вторым путем решения этой важнейшей народнохозяйственной задачи является внедрение гибких автоматизированных производств (ГАП), одним из основных элементов которых является адаптивный робот. [c.9] Роботы 2-го и 3-го поколений являются адаптивными, однако уровень адаптации у роботов 3-го поколения выше, и их принято называть роботами с искусственным интеллектом, тогда как роботы 2-го поколения — просто адаптивными роботами. Таким образом, адаптивный робот 2-го поколения занимает промежуточное положение между программным роботом и роботом с искусственным интеллектом. Так, у программного робота, полностью лишенного информации о состоянии среды, в которой он функционирует, адаптация отсутствует, а адаптивный промышленный робот, т. е. робот, снабженный системой очувствления, может успешно функционировать только в той среде, изменения которой можно заранее предвидеть. [c.10] В отличие от адаптивного, робот с искусственным интеллектом не снабжен различного рода предписаниями поведения в тех или иных случаях он их вырабатывает сам в процессе исполнения задания. Это достигается не за счет усложнения системы очувствления (она может и не отличаться от системы адаптивного робота), но за счет придания ннтеллектному роботу более мощных механизмов обработки поступающей информации и планирования поведения. [c.10] На сгшом деле нет четкой границы между перечисленными выше тремя поколениями роботов даже программный робот, снабженный манипулятором с сервоприводами, является адаптивным в том смысле, что его система управления приводами, построенная по принципу обратной связи, способна парировать некоторые возмущения, возникающие в процессе движения исполнительного механизма (например, переменные моменты инерции звеньев, различные массы грузов в захвате и т. д.), при этом такая компонента адаптивного робота, как система очувствления, представлена здесь датчиками положения (и, возможно, скорости), установленными в подвижных сочленениях. Ясно, что в этом случае реализуется адаптация самого низкого уровня. [c.10] Успех в создапин роботов последующих поколений во многом зависит отрешения двух центральных проблем очувствления манипуляторов и интеллектуализации управления.. Решение этих проблем требует создания систем очувствления и адекватных систем управления, способных учитывать полученную информацию о внешней среде как в процессе планирования действий робота, так и в процессе исполнения. [c.11] Наиболее перспективными областями внедрения адаптивных ПР являются механическая сборка, дуговая и газовая сварка, кислородная резка, абразивная зачистка и шлифование, окраска распылением, операции упаковки, установка и съем деталей с конвейера, операции распознавания, сортировка деталей, разбор деталей из навала, контроль качества с помощью манипуляторов, оснащенных измерительной аппаратурой, и ряд других технологических операций. [c.11] Адаптивный робот представляет собой техническую систему, в состав которой входят, как правило, следующие компоненты исполнительный механизм (манипулятор,) система очувствления и система управления (рис. 1.1). [c.11] Система очувствления воспринимает с помощью имеющихся в ее составе датчиков информацию о состоянии внешней среды, обрабатывает ее. В результате вырабатываются сигналы воздействия, поступающие на один из входов системы управления, которая в свою очередь вырабатывает соответствующие сигналы на манипулятор и технологическое оборудование. Робот совершает работу, следовательно, изменяет состояние свое или объекта, т. е. состояние внешней среды. Эти изменения фиксируются системой очувствления и т. д. Таким образом, цикл замыкается. [c.11] Как говорилось выше, исполнительный механизм адаптивного робота — это чаще всего манипулятор, снабженный сервоприводами. Это вполне естественно, поскольку адаптивные свойства робота, как правило, проявляются в коррекции двилieния манипулятора в соответствии с показаниями системы очувствления. Однако иногда в состав адаптивного робота могут входить н цикловые манипуляторы, причем адаптация в этом случае заключается в смене последовательности обхода наперед известных точек позиционирования. [c.12] Приводы подвижных сочленений манипулятора адаптивного робота не имеют каких-либо существенных отличий от привода неадаптивного робота, за исключением наличия более совершенных регуляторов (корректирующих устройств), которые обычно реализуются на базе микропроцессорных устройств. [c.12] Как отмечалось выше, адаптивные свойства робота иногда можно реализовать без развитой системы очувствления, используя для целей адаптации только информацию о текущем состоянии исполнительного механизма. Тогда способ адаптации заключается в построении устройства (аппаратного или программного), в функции которого входит оценивание тех или иных параметров внешней среды (например, массы груза в захвате манипулятора), и в соответствующей коррекции управляющего сигнала таким образом, что возмущение будет мало отличаться от программного. Это устройство можно рассматривать как часть регулятора привода адаптивного робота. [c.12] Среду функционирования адаптивных ПР можно охарактеризовать ее физическими свойствами, геометрическими параметрами рабочей зоны и параметрами объектов манипулирования (рис. 1.2). [c.12] Физические свойства среды функционирования оказывают существенное-влияние на выбор того или иного типа датчика, на надежность каналов передачи информации, потребляемые мощности и конструктивное выполнение манипулятора. Разнообразие возможных свойств среды свидетельствует о сложности выбора какого-либо одного типа датчика для построения адаптивных роботов. [c.12] Геометрические параметры среды функционирования необходимо учитывать при выборе типа кинематической схемы манипулятора, его быстродействия и при планировании траекторий перемещения захвата. [c.12] Характеристики объектов манипулирования (ОМ) адаптивных роботов оказывают влияние на выбор типа и структуры систем очувствления, конструкцию исполнительного устройства и функции робота в целом. Характеристики объекта манипулирования (см. рис. 1.2) определяют тип рабочей зоны робота. Различают несколько постановок задач по организации рабочей зоны роботов. [c.13] Выбор того или иного типа датчиков или их сочетания при построении системы восприятия адаптивного робота определяется конкретным типом решаемой задачи. На основе информации, получаемой о состоянии внешней среды, реализуется адаптивное управление робототехническими системами. [c.13] Вернуться к основной статье