ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Проблемы и принципы построения адаптивных РТК с элементами искусственного интеллекта из "Адаптивные робототехнические комплексы " В подобных недетерминированных и нестационарных условиях традиционные средства цифрового программного управления РТК часто приводят к резкому ухудшению качества выпускаемой продукции или к аварийным ситуациям, порождающим остановку ГАП. Последнее особенно нежелательно, а в ряде случаев просто недопустимо. Чтобы избежать этих неблагоприятных последствий, приходится усложнять систему автоматического управления путем введения в нее специальных средств очувствления и адаптации, а также элементов искусственного интеллекта. [c.31] Таким образом, неизбежная на практике вариативность и неопределенность условий функционирования ГАП порождает специфическое требование к их системе управления и, в частности, к системе управления РТК, заключающееся в том, что эти системы обязательно должны быть адаптивными. Более того, в ряде случаев возникает необходимость в том, чтобы системы управления РТК были не только адаптивными, но и обладали определенными элементами искусственного интеллекта. РТК с такими системами автоматического управления относятся ко второму и третьему поколениям. Они принципиально отличаются от РТК первого поколения способностью адаптироваться к непредсказуемо изменяющейся рабочей обстановке и решать технологические задачи интеллектуального характера. Среди этих задач важнейшими являются следующие планирование операций и выбор оптималь-jjux технологических маршрутов обработки изделий автоматическое программирование и оптимизации движений исполнительных механизмов РТК распознавание деталей в рабочей зоне и определение их геометрических характеристик диагностика состояния оборудования (в частности, инструмента) РТК. [c.31] Рассмотрим общие принципы построения адаптивных РТК с элемёнтами искусственного интеллекта. Конкретизация этих принципов в форме соответствующего алгоритмического и программного обеспечения для цифровых систем адаптивного управления РТК приводится в последующих разделах. Там же описываются примеры РТК второго и третьего поколений, свидетельствующие о несомненных преимуществах адаптивного и интеллектуального управления по сравнению с программным. [c.31] Проектирование адаптивных РТК с элементами искусственного интеллекта для ГАП должно проводиться в рамках единого подхода, существенно опирающегося на использование ЭВМ. Основными принципами такого подхода являются следующие. [c.31] Системный подход требует также специальных средств для обновления информационных массивов, диагностики оборудования и инструмента, самонастройки роботов и технологического оборудования. Важную роль играет учет системного окружения РТК, в качестве которого, как это видно из рис. 1.3, выступает ГАП. [c.32] Важно отметить, что хранение всей производственной информации в памяти ЭВМ придает системе управления РТК определенную гибкость, а именно возможность непосредственного оперативного использования этой информации в алгоритмах адаптивного управления и способность к быстрой перестройке алгоритмов при изменении технологических процессов. При этом информационные потоки замыкаются через АБД и отпадает необходимость в ручном вводе или обработке информации. [c.32] Таким образом, принцип безбумажной информатики требует, чтобы вся информация, необходимая для автоматического программирования и адаптивного управления РТК, хранилась непосредственно на машинных носителях (магнитных лентах, дисках, перфолентах и т. п.) и поступала по каналам прямой и обратной связи. При этом вообще отпадает необходимость в традиционной обработке печатной информации и резко увеличивается оперативность и гибкость управления. [c.32] Гибкость РТК проявляется также в широком выборе программ движения роботов и оборудования, обеспечивающих требуемый технологический процесс. Поскольку технологические процессы, реализуемые в ГАП, время от времени меняются, то это обстоятельство предъявляет к РТК требование потенциальной гибкости в широком диапазоне технологий, определяемом классом выпускаемой продукции. Важную роль в обеспечении гибкости РТК играет принцип групповой технологии [331. [c.33] Цель адаптации заключается в автоматической корректировке управляющих воздействий так, чтобы скомпенсировать наметившееся отклонение от заданной программы, чем бы оно не было вызвано. Обычно причиной отклонений являются производственные возмущения, дрейф и неопределенность параметров элементов РТК- Благодаря самонастройке система управления автоматически подстраивается и приспосабливается к непредсказуемо изменяющимся условиям эксплуатации РТК. Поэтому блок адаптации (адаптатор) можно рассматривать как принципиально новый элемент — своеобразную надстройку над обычной цифровой системой программного управления, который и обеспечивает надежную отработку заданной программы движения в частично неопределенной и изменяющейся производственной обстановке. [c.33] Принцип оптимальности играет важную роль не только при автоматическом программировании движений РТК. Исходя из этого принципа можно оптимизировать также алгоритмы управления РТК. Важнейшими критериями оптимальности РТК являются максимальная загрузка оборудования и минимальное время производственного цикла. [c.34] Проектирование адаптивных систем управления с элементами искусственного интеллекта с позиций принципа иерархической декомпозиции позволяет распараллелить процессы распознавания, диагностики, моделирования, программирования, управления и самонастройки. Это особенно важно для обеспечения возможности адаптивного управления РТК в реальном времени. [c.34] Достоинства модульного подхода хорошо известны. К ним относятся возможность быстро создавать из типовых модулей различные компоновки РТК применительно к конкретным нуждам ГАП возможность оперативно заменять отдельные модули более совершенными или вводить в состав РТК новые модули. Последнее особенно важно, поскольку позволяет создать адаптивные РТК с элементами искусственного интеллекта поэтапно, добавляя к уже существующему РТК дополнительные модули (например, добавляя программные модули, реализующие соответствующие элементы искусственного интеллекта). [c.35] Таким образом, модульный подход обеспечивает постепенное развитие функциональных, адаптационных и интеллектуальных возможностей РТК и преемственность поколений по мере совершенствования ГАП РТК с программным управлением могут переродиться в РТК с адаптивным управлением, а последние — в РТК с элементами искусственного интеллекта. Применительно к РТК второго и третьего поколений первостепенное значение имеет принцип модульности в алгоритмическом и программном обеспечении систем управления. Помимо основных функциональных модулей РТК, реализующих алгоритмы адаптации и искусственного интеллекта, в этих системах важная роль отводится обслуживающим (сервисным) программным модулям. Практическая реализация программных модулей адаптивных систем управления с элементами искусственного интеллекта для РТК требует создания специальных мультимикропроцессорных вычислительных сетей, которые являются центральным элементом системы управления ГАП. [c.35] Вернуться к основной статье