Зенкевич_Упр.манип_01 (962912), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Полуавтоматические системы широко применяют при управлении роботами в экстремальных условиях, когда человек находится на расстоянии и задает сигналы управления либо наблюдая процесс непосредственно, либо с помощью телевизионного монитора. Полуавтоматические системы можно использовать и ддя обучения промышленных роботов в режиме оп-йпе. Например, перед дуговой сваркой электрод проводят (без включения дуги) вдоль сварного шва.

Полученную информацию используют в системе проьраммного управления сварочным роботом. Во многих случаях лвижение робога нельзя полностью запрограммировать заранее. Примером может служить операция сборки. При неточной подаче деталей операция, осущесзвляемая по жеспгой программе, не будет выполнена Кроме того, детали могут быть бракованными или неточно установленными на сборочном столе. Определить, в каком месте фактически находится детачь и выполнены ли необходимые для сборки условия. можно с помощью системы технического зрения. Под этим понятием подразумевают совокупность датчикои визуазьной информации (телекамеры, фотоматрицы и средства обработки сигналов этих датчиков). В свою очередь средства обработки сигналов полразделяют на аппаратные (схемы обработки сигналов с помощью электронной аппаратуры) и программные (алгоритмы обработки) К задачам обработки сигналов относятся, например, выделение контура препмета, анализ связности последнего.

вычисление центра масс, распознавание предмета по характерным признакам Сигналы системы технического зрения используют для коррекции траектории движения робота либо для ее вычисления. Таким образом, возникавг еще один контур управления, внешний по отношению к манипулятору. Этот контур системы управления роботом обеспечивает приспособление робота к изменяющимся условиям работы. Такую систему управления можно отнести к уровню адаптивного управления. Использование системы технического зрения не всегда достаточно лля решении манипуляциониых задач, в том числе задач сборки Так, введе е при сопряжении деталей возникают силы, которые могут превысить заданные значения и деформировать эти детали, или при опрепеленных условиях привести к их заклиниванию. Цтобы избежать этого, необходимо в процессе сборки измерять силы и моменты, действующие со стороны объектов сборки на манипулятор, н соответственно формировать управляющие сигналы, поступающие на манипулятор. который обеспечивает выполнение сборочной операции.

Эту задачу можно решить с помощью системы сигамамгитиага ачувствяеГГия, включиощей в себя многомерные датчики сиз и моментов Гобычно с использованием тензометрическнх элементов) н аппаратнопрограммный комплекс лля обработки сигналов с этих датчиков. Сис.юма силомоментного очувствления также придает адаптивные свойства системе управления роботом, поскольку и в этом случае возникае~ внешний контур управления манипулятором в процессе сборки. Силомоментное очувствление необходимо и во многих других случаях при использовании роботов для выполнения технологических операций. Например, при фрезеровании поверхности необходимо с большой точностью обеспечивать силу прижима инструмента к поверхности и силу резания в касательной плоскости.

Среди друпзх типов азаптивньГх систем управления рабатами назовем системы, осГГаизеГГиые ультразвуковым яакатаралГ, коюрый используется для сканирования сцены и получения ее рельефа, а также для организации самонавеления схвата манипулятора на выбранный препмет. Важную роль при выполнении сварки по контуру играют лазерные дальномеры, позволяющие точно контролировать взаимное положение электрода и свариваемого шва.

Каждан из систем адаптивного управления роботом может работать автономно, например, могут быть роботы, осныценные только системой технического зрения, нли роботы с силомоментным очувствлением. Однако усложнение робототехническнх звлач и повышение требований к качеству их выполнения и надежности робототехнической системы приводит к необходимости одновременного использования различных сенсорных систем. Так, в охвате манипуляторов применяют датчики оптического типа для определения взаимного положения объекга и губок схвата, а также датчики проскальзывания захваченного объекга.

При сборке, монтажных работах одновременно используют Г)атчихи сигомамеитиага ачувстаягиия и технического зрения. При луговой сварке — щупы, оснащенные тензометрическими 28 В 2 Фу«кч о ~ива ол«си«и«роя мот««нимс«о«с«ст«вн датчиками, или лазерные дальномеры Поэтому проблема создания адаптивных систем состоит не только в том, чтобы построить н реализонать ачгоритмы адаптивного управления, ио и в том, чтобы сопоставить сигналы датчиков различного типа, получить интегральное «представление» об изменениях на рабочей сцене, которое и служит основой для коррекции движения.

Решение задач анюгиза сцены и формирования модели внешнего мира выводит нас на еще более высокий уровень систем управления манипуляционными роботами: уровень ппшеляе«муси«алых сисмем реального времени, на котором предполагается решение в реальном масштабе времени задач, относящихся к задачам искусственного интеллекта. Кроме задачи формиронания модели внешнего мира к ним относятся задачи обработки изображения и распознавания образов, планирования действий с учетом поставленной задачи, особенностей рабочей сцены н собственных возможностей робота.

В частности, планирование сложных технологических операций, выполняемых роботом, например таких, как процесс сборки объекта, состоящего из нескольких деталей. Уровень, при котором задача считается относящейся к области искусственного интеллекта, постоянно повышается в процессе развития техники. Поэтому трулно провести четкую грань между адаптивными и интеллектуальными робототехническими системами. В системе управления манипулятором могут быль реализованы специю~ьные алгоритмы управления, целесообразность которых определяется назначением системы.

Так, получили развитие саиоласшриинающиеся системы управления позволяющие обеспечить заданное качество процессов управления независимо от переменной нагрузки манипулятора, что особенно важно для болыпей грузоподъемности манипуляторов, при движении которых сказывается взаимное динамическое влияние звеньев. Для организации самонастройки можно использовать сигналы датчиков внутренней информации, однако можно применять и датчики внешней информации. Например, для организации самонастройки манипулятора при переменной массе полезной нагрузки в запястье манипуляюра устанавливают датчик сил Динамику движения манипулятора учитывают и в ряде других подходов к управлению манипуляторами, в том числе основанных на решении обратной задачи динамики, т.е. на вычислении сил и моментов, необходимых для выполнения заданного движения с нужными характеристиками. Иногда все подобные подходы объединяют понятием «динамическое управление» (см.

далее гл. ЗК 29 Введя е В.З. Задачи управлении робототехиическими комплексами В условиях современного производства роботы, как правило, включены в единую робототехнологическую систему, содержапзую помимо роботов автоматизированное технологическое оборулование. Например, роботы, показанные на рис. В.7, составляют роботовехлотогичесхий яомпзекг (РТК) сборки, включающий также поворотный стол и конаейер В состав РТК могут вхолить станки, робокары, аатоматнзированный инструмент, другое технологическое оборудование. Эти устройства, имея свои средства управления, включают информационные датчики.

Все они должны бьггь увязаны в единую систему управления РТК вместе с системой управления роботов. Технически это осущесталяеюя с помощью специального управляющего устройства, преобразующего сигналы информации о состоянии системы а сигналы управленим. В качестве такого устройства гконтролэера) может быть использована и универсальная ПЭВМ, позволяющая оперативно осуществлять переналадку комплекса под заданный технологический процесс.

Детищ тяе И.т. РТХ ед рх Задача управления РТК несомненно более специфична по сравнению с залачей управления роботом. Прежде всего, для ее решения используют другие математические модели, относящиеся к обнасти лискретной математики При этом описывают дискретное множество возможных состояний, в которых могут находиться элементы системы, а 30 Вз, з«ою«у«р«««е ««р«божо ег ег «а м«г« также условия перехода между этими состояниями. Таким образом, элементы РТК моделируют как конечные автоматы.

Не являются исключением и роботы. Их состояния — зто положения, определяемые технологией операции на различных стадиях ее выполнения, например в моменты захвата детали, начала сборки и окончания сборки Дискрюный характер могут иметь и сигналы информационных датчиков: ишгичие или отсутствие детали в схвате, правильность ее положения и ориентации. Совокупность дискретных состояний системы и перехоЛов между ними можно представить как сеть конечных автоматов. которая соотнетствуш математическому описанию роботизированной технологической операции в РТК.

Поскольку эта сеть обычно имеет большое количество элементов, решение задачи о планировании или о «оррекции операции «вручную» практически невозможно. Задача заключается в применении методов автоматического планирования операций на таких сетях Систему РТК можно расслзатривать как подсистему гибкой произ«одет«ел«ой с«сшемы !ГПС), представляющей собой технологический участок или технологическую линию, включающую в себя РТК.

В такую линию может входить и другое технологическое оборудование обрабатывающие центры, станки, устройства технологического контроля. В свою очерель ГПС могут составить базу для автоматизированного производства, включающего также автоматизированные склады заготовок, инструмента и готовой продукции, средства доставки, обслуживания, релюнта и т д Задачи управления производством, однако. имеют свою специфику и методологию. Поэтому здесь они не рассмазриваются. Поскольку вопросы дискретной математики не всегда включают в общеинженерные программы, далее в гл.

9 будут даны основные сведения из теории конечных автоматов и сетей Петри, которые использукпся для построения системы управления гибким роботизированным модулям. Итак, мы определилн ряд задач управления в робототехнических системах. Связь между ними осуществляют по иерархическому принципу построения робототехнических систем, заключающемуся в том. что каждая из систем является подсистемой лля системы более высокого уровня.

Характеристики

Список файлов книги