[ЗАСТАВКА] Здравствуйте, уважаемые слушатели. Сегодня мы рассмотрим вопрос о том, какие информационные системы разработаны для адапивных роботов. По сравнению с программными роботами большой эффективностью обладают адаптивные роботы, оснащенные информационными системами для сбора данных об изменениях внешней среды и оценки состояния компонента устройства управления и манипулятора. Возможность быстрого и точного измерения параметров внешней среды, необходимого для выполнения технологической операции, позволяет, несмотря на увеличение по сравнению с программными стоимостью адаптивных роботов, снизить затраты на переоснащение гибких производственных модулей при смене типа обрабатываемых изделий и повысить качество выпускаемой продукции. Разрабатывая информационные системы для адаптивных роботов, разработчики стремились копировать органы чувств самого человека, однако в настоящее время отказываются от антропоморфного пути разработки робототехнических систем и информационных устройств, так как эти идеи себя исчерпали. В области информационных систем роботов человек создал сенсорные устройства, выполняющие функции, сходные с органами чувств человека, но по некоторым параметрам более совершенные. Информационная система входит в состав системы программного управления и включает в себя устройство обратной связи, устройство сравнения сигналов и комплекс датчиков обратной связи различного функционального назначения. Информационные системы адаптивных роботов по функциональному назначению условно можно разделить на 2 группы. Первая группа — системы очувствления. Контактного типа: силомоментные, тактильные. Бесконтактного типа: технического зрения, локационные. Вторая группа — датчики состояния манипулятора: положения, скорости, крутящего момента. Обратимся к системам очувствления бесконтактного типа. Бесконтактные дистанционные сенсорные устройства технически сложнее контактных. Они позволяют роботу выполнять задание с большой скоростью, заранее получать информацию об объектах, и соответствующим образом корректировать свои действия. Однако использование дистанционных датчиков затрудняет получение такой информации об объекте манипулирования как шероховатость поверхности, теплоемкость и тому подобное, а также затрудняет захват и контроль над удержанием хрупких деформируемых объектов в процессе их манипулирования. Рассмотрим системы технического зрения. Среди систем очувствления адаптивных роботов наибольшей информационной емкостью обладают системы технического зрения. Они сообщают управляющему устройству от 80 до 90 % всей необходимой для успешного функционировании информации о свойствах объектов манипулирования и параметрах внешней среды. В промышленном производстве системы технического зрения необходимы на операциях распознавания и сортировки деталей; их разбора из навала и укладки в кассеты; для измерения координат движущихся объектов, подлежащих захвату; определения положения характерных точек и ориентации деталей на сборочных участках; контроля качества обработки поверхности; проверки соответствия их размеров чертежу и так далее. Область применения систем технического зрения безгранична. Они могут использоваться не только с промышленными роботами, но и в составе другого технологического оборудования. Несмотря на большое различие в характере технологических операций, автоматизируемых с помощью СТЗ, функции последних сводятся в основном к выполнению следующих действий: получение изображения рабочей сцены; преобразование видеосигналов в цифровую форму; фильтрация помех; формирование контурного изображения объекта; сегментация изображения; описание изображения объекта совокупностью признаков; распознавание и классификация объектов; формирование сообщения о результатах измерений. Важное требование при разработке систем технического зрения — это возможность работать в реальном масштабе времени. Распознавание или выбор желаемой детали на сцене выполняется путем сравнения вычисленного для каждой детали списка признаков с аналогичными списками, полученными в процессе обучения системы технического зрения и хранящимися в запоминающем устройстве микро-ЭВМ. Таким образом, системы технического зрения представляют собой перепрограммируемые обучаемые автоматы, решающие в темпе протекания технологического процесса упрощенные задачи распознавания или идентификации деталей, определения их координат и характерных особенностей. Интеллектуальные камеры машинного зрения применяются во многих областях промышленности и науки. СТЗ разрабатывают ведущие производители средств автоматизации: BALLUFF (Германия), IFM Electronic (Германия) и другие. Для работы в агрессивных оптически непрозрачных средах находят применение оптические, радиационные, тепловые, радиоволновые, акустические системы технического зрения. Рекомендуем наиболее подробно прочитать об этих системах в книге Козырева «Промышленные роботы. Основные типы и технические характеристики». Перейдем к рассмотрению локационных систем очувствления. Локационными системами очувствления называют сенсорные устройства, позволяющие роботу, используя принципы активной или пассивной локации, обнаруживать подвижные объекты, координаты которых известны большой погрешностью, определять их местоположение, а также осуществлять наведение и захват этих объектов. При пассивой локации датчики улавливают излучение искомого объекта и определяют его координаты. Для активного режима измерения характерно, что локационная система включает в себя помимо приемников излучения еще и источник сигналов, посылаемых в направлении предполагаемого местонахождения объекта. Отраженные волны регистрируются приемниками. При конструировании локационных устройств для робототехники, наряду с акустическими ультразвуковыми дальномерами, используются оптические и электромагнитные методы измерения расстояний. Таким образом, принцип действия большинства современных локационных систем базируется на излучении и приеме акустических или электромагнитных волн в предположении, что скорость распространения этих волн до препятствия и обратно известна с дотаточной точностью и практически не изменяется в течение периода измерения дистанции. Обширную группу локационных систем составляют ультразвуковые локаторы, устанавливаемые, как правило, на захватном устройстве робота. Ультразвуковые локаторы, служащие для очувствления захвата, имеют совмещенный излучатель-приемник ультразвука, что позволяет уменьшить размеры и поместить его между губками захватного устройства. Давайте обратимся к видео, где наши студенты изучают роботизированный сборочный стенд с техническим зрением. Автоматизированный сборочный стенд включает в себя учебный робот Робин 1C с компьютерным управлением, компьютерные имитаторы робота и сборочного стенда, ноутбук, комплект сборочных элементов и подиум. Операция сборки является одной из самых трудноавтоматизируемых в связи с разнообразием деталей и узлов, трудностями, связанными с идентификацией деталей, их локализацией в заданной позиции и пространстве. Сборочный стенд оснащен веб-камерой и системой обработки видео информации, то есть системой технического зрения. В изучаемом сборочном стенде с техническим зрением используется СТЗ с корректирующей функцией, то есть СТЗ осуществляет контроль наличия детали, идентификацию детали, выбор подпрограммы, коррекцию положения, захвата. Управляющая программа Робот-2010 может работать в двух режимах: в режиме имитатора и в режиме реального оборудования — станка. В режиме «имитатор» можно создавать управляющие программы и проводить их отладку виртуально, то есть не подключая робота. В режиме «станок» появляется возможность управления роботом. Функция управляющей программы для робота с техническим зрением включает следующие пункты: вывод робота в нулевое положение; вывод в зону съемки; распознавание объекта; перемещение в плоскости x, y к объекту № 2; опускание над объектом; захват объекта; перемещение объекта на безопасную высоту; перемещение в плоскости x, y к объекту № 3; опускание; сборка объекта № 2 и № 3; разжатие; подъем на безопасную высоту; перемещение в плоскости x, y к объекту № 1; опускание над объектом; захват объекта; перемещение в плоскости x, y к объекту № 3; затем опускание; сборка объекта № 1 и № 2; разжатие и, наконец, вывод робота в нулевое положение. Таким образом, наличие системы технического зрения в составе учебного сборочного робота позволяет решить задачу о контроле наличия деталей, идентификации деталей и ее перемещения в заданную точку пространства. Обобщая все вышесказанное, для обеспечения надежности и точности поступающей информации о внешней среде робототехнические комплексы целесообразно оснащать бесконтактными датчиками разного типа. Уважаемые слушатели, проверьте свои знания, ответьте на вопросы. На следующей лекции мы рассмотрим с вами системы контактного типа. До свидания. [ЗАСТАВКА] [ЗАСТАВКА]
