Робототехнические системы и комплексы

Глава РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫ [c.221]

Одним из основных направлений развития современной техники является автоматизация всех видов производства. Большой вклад в решение этой задачи внесут робототехнические системы. Родившееся на страницах научно-фантастических произведений слово робот стало общепринятым научным термином, означающим высокоорганизованную техническую систему, способную не только выполнять разнообразные механические операции, но и самостоятельно решать возникающие при этом определенные комплексы логических задач. [c.10]

В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года указано Широко внедрять гибкие переналаживаемые производства и системы автоматизированного проектирования, автоматические линии, машины и оборудование со встроенными средствами микропроцессорной техники, многооперационные станки с числовым программным управлением, робототехнические, роторные и роторно-конвейерные комплексы . [c.3]

Настоящая книга посвящена актуальным вопросам создания промышленных роботов и робототехнических комплексов для производства миниатюрных изделий. Она входит в серию книг Автоматические манипуляторы и робототехнические системы , выпускаемую издательством Машиностроение , под общей редакцией чл.-корр. АН СССР Е. П. Попова. [c.7]

Совершенствование промышленных роботов, направленное на повышение их функциональной гибкости и упрош ение программирования, привело к необходимости использования ЭВМ и потребовало создания развитого программного обеспечения промышленных роботов. Программное обеспечение робототехнических комплексов содержит многие компоненты, характерные для современных вычислительных систем реального времени. Рассмотрению суш ности и состава программного обеспечения, языковых средств и способов восприятия роботами информации об окружаюш,ей среде и посвящена данная глава. Следует отметить, что излагаемый в ней материал относится в первую очередь к прецизионным промышленным роботам, однако он без труда может быть распространен также на промышленные роботы и робототехнические системы общего назначения, управляемые с помощью ЭВМ. Специфика алгоритмического и программного обеспечения прецизионных роботов может проявляться в некоторых операторах языка программирования этих роботов, а также в организации и функционировании программных драйверов приводов. [c.144]

Функции, которые выполняют эти инструментальные комплексы, разнообразны исследование алгоритмов управления движением и методов обработки информации в робототехнических системах, имитационное моделирование различных подсистем робота (включая исполнительный механизм), подготовка данных для рабочих робототехнических комплексов и т. д. [c.162]

Развитие и совершенствование любого производства в настоящее время связано е его автоматизацией, созданием робототехнических комплексов, широким использованием вычислительной техники, применением станков с числовым программным управлением. Все это составляет базу, на которой создаются автоматизированные системы управления, становятся возможными оптимизация технологических процессов и режимов обработки, создание гибких автоматизированных комплексов. [c.3]

Точность размеров заготовок, получаемых различными способами, колеблется от сотых долей до нескольких десятков миллиметров. Естественно при этом стремление получить точность заготовки максимально приближенной к требованиям чертежа готовой детали. В этом случае иногда удается обойтись без механической обработки. Особенно возрастают требования к точности заготовок и стабильности размеров при обработке их на прутковых автоматах, станках типа обрабатывающий центр , в гибких производственных системах, робототехнических комплексах и пр. Низкая точность заготовок в автоматизированном производстве часто является причиной отказа сложных систем и линий. Поэтому точность заготовок перед запуском их на обработку в автоматизированном производстве часто приходится повышать путем предварительной обработки базовых поверхностей. [c.32]

В книге изложены принципы, методы и средства конструирования адаптивных робототехнических комплексов (РТК). Рассмотрены вопросы гибкого программирования и адаптивного управления РТК. Описаны различные типы манипуляционных н транспортных роботов, станков и обрабатывающих центров с микропроцессорными системами адаптивного управления. Рассмотрены особенности систем адаптивного контроля и перспективы применения в машиностроении систем искусственного интеллекта. Приведены примеры адаптивных РТК для механической обработки, сварки и сборки, используемых в составе гибких автоматизированных производств. [c.2]

Развитие и совершенствование машиностроения связаны с его автоматизацией, созданием робототехнических комплексов, обработки заготовок, построенных на основе гибких производственных систем (ГПС). Гибкие производственные системы оснащаются современными станками с числовым программным управлением (ЧПУ) или управляемыми от ЭВМ, обеспечивающих функционирование ГПС в целом. [c.295]

Иерархическая структура РТК на рис. 5 представлена в виде дерева. Робототехнический комплекс является старшей системой (уровень 1) по отношению к элементам второго уровня (станки, робот, УЗР — загрузочно-разгрузочное устройство) с другой стороны, элементы второго уровня старшие системы для элементов третьего уровня (узлы) и т. д. [c.19]

Рассмотрим конкретную задачу оптимизации станочной системы. Пусть на обработку одной партии детали в i-6 месяц требуется использовать /П штук робототехнических комплексов. В следующий t + 1 месяц объем работы меняется и требуется mi+i робототехнических комплексов для обработки той же детали. Требуется определить при заданном объеме обработки, сколько станочных комплексов необходимо использовать в каждый месяц из условия минимальной себестоимости обработки детали. Примем прирост себестоимости обработки партий детали за t-й месяц [c.217]

Модульный принцип стал главным методом создания гибких производственных систем (ГПС) и робототехнических комплексов (РТК), представляющих собой по существу комплексные модульные системы (станки ЧПУ, роботы, транспортные устройства, склады и т. п.). [c.30]

Промышленные роботы, работающие в системе станочных робототехнических комплексов и систем, должны осуществлять выполнение определенных основных функций (табл. 1.9.9 [19]). [c.314]

Гибкий производственный модуль — главный элемент ГАП, представляющий собой производственную систему, состоящую из единицы технологического оборудования, оснащенного автоматическим устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса. Робототехнический комплекс является частным случаем гибкого производственного модуля при возможности его встраивания в систему более высокого уровня. В состав Г АП входят следующие структуры технологическая, функциональная, информационная, техническая, энергетическая и др. В первую очередь ГАП— технологическая система, определяющая содержание и характер работ по технологической подготовке гибкого автоматизированного производства. [c.206]

Глава УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА РОБОТОВ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ [c.109]

Наиболее проста ситуация, когда роботы, входящие в одну группу, относятся к одному и тому же классу и независимо друг от друга выполняют одинаковую работу, находясь в разных местах производственного участка. При этом в памяти управляющей ЭВМ достаточно иметь единственную копию общей программы, определяющей функционирование каждого из роботов. Операционная система такого робототехнического комплекса должна создать задачу для каждого из роботов, входящих в группу. Поскольку роботы независимы друг от друга и выполняют одну и ту же работу, то созданные задачи могут иметь одинаковый приоритет и не поддерживать связи друг с другом. [c.157]

В общем случае роботы, входящие в группы, должны функционировать согласованно, совместно используя некоторые ресурсы и обеспечивая различные стадии технологического процесса при манипулировании одними и теми же объектами. В такой ситуации между задачами, создаваемыми операционной системой для роботов, должна постоянно поддерживаться связь. Необходимость в координации действий роботов существенно усложняет программное обеспечение комплекса и требует применения более развитой операционной системы. В частности, в состав такой операционной системы кроме уже рассмотренных в этом параграфе компонентов должен входить распределитель общих ресурсов робототехнического комплекса. Если, например, два робота должны забирать одинаковые детали с одной и той же позиции на подающем конвейере, то в качестве общего ресурса можно трактовать конвейер. Для того чтобы предотвратить столкновение роботов, в программе управления каждого робота должна быть предусмотрена операция запроса на моно- [c.157]

Модель проблемно-ориентированной среды адаптивного робота может быть представлена следующей схемой (рис. 1.6). Физическая среда преобразуется рецепторной системой в некоторый многомерный сигнал. Блок анализа сцен определяет содержание во входном сигнале объектов заданного класса. Выходная информация этого блока поступает в блок символического представления информации, который осуществляет сжатие первичной информации и представляет ее в виде, удобном для использования. В системе принятия решения с учетом функциональных возможностей робота выделяется информация, необходимая для решения той или иной задачи из заданного класса задач, решаемых робототехническим комплексом. Полученная таким образом модель используется в дальнейшем системой выработки управляющих воздействий для управления используемой системой. Отработка исполнительной системой соответствующих воздействий на физическую среду приводит к корректировке модели проблемно-ориентированной среды. [c.24]

Примером с явно выраженными иерархическими уровнями системы управления робота служат адаптивные робототехнические комплексы, в состав которых кроме манипулятора входит еще и технологическое оборудование. Тогда к функциям системы управления добавляется еще синхронизация работы всех активных устройств, участвующих в выполнении технологической операции. Эту задачу решает логический уровень системы управления (см. п. 5.3). [c.125]

Способ управления адаптивным робототехническим комплексом или несколькими комплексами, в состав которых кроме манипулятора входит еще и ряд активных устройств, основан на формализации описания таких робототехнических систем как логической сети, состоящей из конечных автоматов. Такой подход позволяет не только анализировать работу, но и проектировать соответствующее программное обеспечение ЭВМ как инструмент для реализации системы управления. [c.143]

Таким образом, набор рассмотренных основных команд специализированной системы удовлетворяет большинству потребностей пользователя инструментального робототехнического комплекса по подготовке и исполнению программ управления. [c.166]

Робототехнические системы, особенно с адаптивными и интеллектуальными роботами, нуждаются в микропроцессорном управлении. Здесь речь идет о распределенном, а не централизованном управлении. Распределенное машинное управление возможно либо с немощью микроЭВМ, либо с помощью микропроцессорных блоков функционального назначения (БФН) [12]. Преимущественное предпочтение отдается БФН. Когда в алгоритмах встречаются необходимые операции с матрицами, то самым удобным языком встроенного программирования оказывается язык с по-следовате.льной логикой диапрограмм перехода состояний. За универсальность пришлось платить снижением реального быстродействия и объемом памяти. Число управляющих ЭВМ не монеет быть слишком большим, так как это требует использования для управления распределенными объектами весьма развитой периферии. Трудности возникают также при взаимодействии программистов с операционными системами. Частично их можно решить разработкой специализированных операционных систем и специальных языков. Однако принципиальное решение проблемы os-Дания экономичных управляющих комплексов получено лишь в последние годы. Появление мини- и микроЭВМ, микропроцессорной техники дало возможность реализовать децентрализованный принцип построения сложных систем управления. Применение микропроцессорной техники для управления роботами существенно сократило и число и объем задач, для решения которых необходимо использовать управляющую ЭВМ. [c.75]

Известны различные подходы к выбору технических средств САПР-ТП. Первый вариант - когда традиционный комплекс технических средств вычислительного центра доукомплектовывается средствами графического документирования (графопостроителями), графического диалога (графическими дисплеями), полуавтоматического ввода графической информации и др. Второй вариант — включение в состав оборудования вычислительного центра автоматизированных рабочих мест (АРМов), скомплектованных на основе той или иной мини-ЭВМ, программносовместимой с основной ЭВМ или системой ЭВМ. Третий вариант — создание вычислительных робототехнических комплексов. Комплекс включает достаточно мощную ЭВМ или ряд ЭВМ, объединенных в систему (возможно использование многопроцессорных систем типа Эльбрус-1 и Эльбрус-2 ). В состав комплекса включают либо АРМы, либо мини-ЭВМ, оснащенные графическими средствами. [c.222]

Рассмотрим представление станочного модуля, реализованного в виде робототехнического комплекса (РТК) как иерархической системы. Робототехнический комплекс (рис. 4) состоит из двух токарных станков с ЧПУ 1, промышленного робота 2 и загрузочноразгрузочного устройства 3 (УЗР). [c.19]

Наиболее просто системы массового обслуживания моделируются с помощью языков GPSS, BOSS. В ЭНИМСе при имитационном моделировании станочных систем используют язык GPSS [50]. С помощью этого языка можно реализовать блоки или агрегаты реальной системы в виде устройств обслуживания, емкости и очереди. Устройство обслуживания обеспечивает обработку одной заявки, например, транспортное устройство, перевозящее одну партию деталей или станочный модуль, обрабатывающий эту партию деталей емкости обрабатывают несколько заявок (автоматизированный склад, робототехнический комплекс, обрабатывающий несколько партий деталей). Исходные данные программы формируются в виде массивов данных, описывающих входные потоки заявок. Для расчета параметров станочных систем с учетом надежности используются потоки отказов. Работы по восстановлению оборудования учитываются с помощью устройств обслуживания отказов. Когда при поступлении очередной заявки устройства обслуживания и емкости оказываются занятыми обработкой предыдущей заявки, организуется очередь. После выполнения заявки очередь, в которую входила заявка, уменьшается на фиксированное целое число. [c.181]

ПР следует использовать совместно с системой обслуживания, транспортирования, складирования и контроля как единый быстро-переналаживаемый робототехнический комплекс, управляемый от ЭВМ. Роботы необходимо оснащать типовыми сменными устройствами, значительно расширяющими их технологические возможности, а также различньши датчиками и средствами очувствления для повышения безотказносги работы и расширения сферы их применения на производстве. На основании накопленных данных должны бьггь разработаны технологические требования к изделиям роботизированного производства - созданы соответствующие нормативные материалы. [c.753]

ПР следует использовать совместно с системой обслуживания, транспортирования, складирования и ко нтроля как единый быстро-переналаживаемый робототехнический комплекс, управляемый от ЭВМ. Роботы необходимо оснащать типовыми сменными устройствами, значительно расширяющими их технологические возможности, а также различными датчиками и средствами очувствления для по-вьппения безотказносги работы и расширения [c.316]

К третьей группе относятся ЛВС, объединяющие ПЭВМ, мини-ЭВМ и ЭВМ среднего класса. Эти ЛВС используются для организации управления сложными производственными процессами с применением робототехнических комплексов и гибких автоматизированных модулей, а также для создания крупных систем автоматизации проектирования, систем управления научными исследованиями и т.п. Системы передачи данных в таких ЛВС имеют среднюю стоимость и обеспечивают передачу информации на расстояние до нескольких километров со скоростью 120 Мбод. [c.311]

Рассмотрены вопросы разработки и исследования средств очувствления робототехнических систем (РТС), принципы из построения, математические модели, расчет и проектирование. Даны сведения по формированию алгоритмов функционирования и по примаюнию робототехнических комплексов в гибких автоматизированных системах. [c.78]

Робототехнические комплексы (РТК) широко используются в машиностроении. Однако их автономное применение не даёт требуемого экономического эффекта, который может быть получен объединением в участок (линию) нескольких РТК, связанных транспортной системой (ТС). ТС обеспечивает пе-ремеш,ение заготовок со склада к РТК и межоперационное перемеш,ение заготовок. Такой производственный участок уже представляет сложную технологическую систему. Учитывая высокую эффективность использования этих участков в мелкосерийном и серийном производствах, отличаюш,ихся многономенк-латурностью и частой сменой объектов производства, основными требованиями к такой ТС является её гибкость, т. е. возможность быстрой переналадки на изготовление нового объекта, большой диапазон номенклатуры изготовляемых объектов и, что особенно важно, высокий уровень загрузки оборудования. [c.30]

В робототехнический комплекс кроме промышленных роботов и технологического оборудования входят, как правило, различные сервисные устройства, обеспечивающие эксплуатационную гибкость роботизированных систем. К ним относят накопители с предварительной ориентацией изделий, механизмы поштучной и групповой их выдачи из накопителей в зону захвата, дополнительные ориентирующие и сортирующие устройства, системы перемещения и стапе-лирования изделий с сохранением их первичной ориентации. Рассмотрим перечисленные устройства, действующие преимущественно по принципу бесконтактного силового воздействия на изделия и предназначенные в основном для подачи деталей, практически исключающих жесткий механический, контакт с рабочими органами робота. [c.194]

Конструктивность рассматриваемого подхода состоит в том, что при проектировании программного обеспечения адаптивного робота используется универсальная операционная система не только как программная база инструментальных робототехнических комплексов, но и как ядро разрабатываемого проблемно-ориентированного обеспечения. На рис. 1.5 изображены уровни вычислительной машины при этом каждый из уровней представляет собой некоторую виртуальную машину с собственной системой команд, так что уровень проблемно-ориентированного обеспечения адаптивных роботов использует все мощные средства программирования, которые предоставляются уровнем операционной системы сюда входят не только языки программирования, но и системная поддержка исполнения рабочих программ управления движением манипулятора (обработка прерываний, управление вводом, выводом, распределение ресурсов при мультизадачном режиме работы). [c.20]

Однако на практике часто требуется управлять согласоваг.иой работой большой совокупности устройств (в том числе несколькими манипуляторами), когда управление, подаваемое на одно устройство, зависит от того, в каком состоянии находится совокупность других устройств, в таких случаях линейные программы, рассматриваемые как способ формирования задания по выполнению некоторой технологической операции, становятся совершенно неприемлемыми, так как невозможно предусмотреть все комбинации состояний устройств и, следовательно, сформировать требуемое управление ими. Кроме того, линейные программы не позволяют осуц е-ствить распараллеливание выполнения задания по различным активным устройствам. Задача обеспечения согласованного управления совокупностью активного оборудования, входящего в состав робототехнического комплекса (далее — активных элементов ), является сложной, и решить ее можно, если описать каждый активный элемент как конечный автомат, построив для управления им соответствующий регулятор, который также является конечным автоматом. Таким образом, логический уровень системы управления робототехническим комплексом представляет собой сеть конечных автоматов, объединенных обш,ими входами и выходами, при этом число таких автоматов определяется не только количеством активных эле- [c.153]

Как уже отмечалось, локальные системы управлении ирсдпазна-чены для управления отдельными единицами оборудования. В данном случае каждая локальная система управляет одним робототехническим комплексом, состоящим из сборочного автомата, автоматизированных бункерных накопителей и специализированного промышленного робота, осуществляющего загрузочно-разгрузочные операции. Работа локальной системы управления определяется технологической программой, введенной в оперативную память оператором или системой управления второго уровня. [c.197]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...