7.2 Дистанционные системы управления роботами

Loading...

From the course by National Research Tomsk State University

Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника

55 ratings

National Research Tomsk State University

Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника

55 ratings

Для инновационного развития всех сфер робототехники необходимы молодые специалисты, способные креативно мыслить, разрабатывать, проектировать, внедрять и эксплуатировать сложные системы интеллектуального управления и роботизированные комплексы. Курс "Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника" рассчитан на студентов технических специальностей, а также тех, кто интересуется робототехникой. Мехатроника и робототехника охватывает очень широкий круг вопросов, и одному человеку трудно охватить и глубоко изучить все области исследования роботов. Данный курс поможет слушателям сориентироваться и выбрать для дальнейшей своей работы конкретное направление: изучение структуры и кинематики роботов, приводы роботов, управление и программирование, организация современного высокоэффективного роботизированного производства, применение систем автоматизированного проектирования изготовления деталей на станках с ЧПУ и технологической подготовки производства и др. Слушатели должны иметь знания по физике и математике в объеме школьной программы. Умение ориентироваться в математических и физических терминах, умение читать формулы, знание базовых физических единиц и их обозначений, понимание основ механики поможет слушателям успешно пройти данный курс. Курс состоит из 6 модулей. Каждая модуль курса содержит видеолекции, в конце каждой лекции – тестовые вопросы для самопроверки своих знаний. Каждый модуль заканчивается выполнением тестового задания из 10 вопросов. Это задание является важным для прохождения курса. Слушателю необходимо правильно ответить не менее чем на 7 из 10 вопросов. Сертификат получают слушатели, набравшие от 70 % и выше от максимально возможного количества баллов (100 %) за весь курс. При этом итоговый результат складывается из результатов тестовых заданий по всем модулям. The course "Innovations in industry: mechatronics and robotics" may be interesting for students of engineering specialties who will learn to apply their knowledge in a new area. Mechatronics and Robotics covers a wide range of issues, and it is difficult for one person to reach deep and explore all areas of robot research. This course will help students to navigate and choose the specific direction for their further work: the structure and kinematics of robots, robot actuators, control and programming, the organization of modern highly robotized production, the use of CAD/CAM systems, manufacturing of parts on CNC machines and technological preparation of production.

From the lesson

Модуль 5

Из материалов этого модуля слушатели узнают о дистанционно управляемых роботах и манипуляторах, о методах и средствах управления такими системами. Вторая часть модуля посвящена анализу опыта применения роботов на основных технологических операциях, таких как сборка, сварка, нанесение покрытий. В конце каждой лекции модуля слушателям предлагается проверить знания, отвечая на вопросы (без оценивания), а по завершению модуля – выполнить тестовое задание из 10 вопросов.

7.1 Системы командного и копирующего управления манипуляторами. Полуавтоматические системы управления манипуляторами. Управляющие рукоятки13:07

7.2 Дистанционные системы управления роботами10:00

Meet the Instructors

Михаил Владимирович Горбенко (Mikhail V. Gorbenko)
Кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и прикладной механики (PhD, Associate Professor of the Department of Theoretical and Applied Mechanics)
Институт Природных ресурсов Томского политехнического университета (Institute of Natural Resources of Tomsk Polytechnic University)
Татьяна Ивановна Горбенко (Tatiana I. Gorbenko)
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной газовой динамики и горения (PhD, Associate Professor of the Department of Applied Gas Dynamics and Combustion)
Физико-технический факультет Томского государственного университета (Faculty of Physics and Engineering of Tomsk State University)

[ЗАСТАВКА] Здравствуйте, уважаемые слушатели!

Сегодня мы продолжим тему «Дистанционное управление манипуляторами и роботами».

Принцип дистанционного управления роботами — супервизорный и диалоговый

— предполагает автоматические режимы действий робота,

помещенного в опасной зоне.

При этом функционированием робота управляет ЭВМ по заданной

или изменяющейся программе таким же образом, как в промышленных роботах,

но дополнительно робот имеет здесь еще дистанционную связь с человеком.

Последний, наблюдая за ходом технологической операции с помощью систем

технического зрения, дистанционно или иным способом вмешивается в его действия.

Роботы в экстремальных условиях имеют дистанционную связь с

человеком-оператором.

Во всех случаях дистанционного управления манипуляторами и роботами

система управления имеет 2 канала: информационный и управляющий.

В целом получается замкнутая через человека-оператора система дистанционного

управления, включающая в себя различные технические устройства.

Таким образом, имеет место замкнутая человеко-машинная система.

Цель исследования и проектирования таких человеко-машинных систем заключается

в том, чтобы: 1) получить наибольшую эффективность действия

системы в целом; 2) предоставить человеку наибольшие удобства

работы в смысле наилучшей наглядности и необходимой полноты

подаваемой ему информации о действиях робота или манипулятора,

и в смысле наилучшего соответствия управляющих устройств выполняемой

задаче и свойствам самого человека; 3) найти целесообразные

для каждого случая распределения функций между человеком и машиной.

Также необходимо установить и соответствующий уровень технической

реализации системы с учетом многих факторов, характера выполняемых операций,

стоимости системы, загрузки человека,

надежности функционирования, необходимого быстродействия.

От характера задачи зависит, можно ли достаточно просто ее

формализовать и запрограммировать для применения робота.

Если неопределенность условий слишком велика,

то автоматическая адаптация труднореализуема.

Человек же по дистанционному наблюдению может легко распознать обстановку

и принять решение для управления действиями робота или манипулятора.

Тогда вопрос решается в пользу упрощения технической части системы управления и

придания более существенной роли человеку в процессе управления.

Когда невозможно или нецелесообразно программировать и автоматически выполнять

все элементы операций, которые предстоит проделать роботу в экстремальных условиях,

применяются комбинированные системы с автоматическим и дистанционным

управлением – копирующим или полуавтоматическим.

В этом случае программируется все, что возможно запрограммировать и

реализовать в программном обеспечении для автоматических действий.

Для выполнения же остальных элементов операций,

особенно в изменяющихся или непредвиденных ситуациях,

дополнительно подключается либо копирующая,

либо полуавтоматическая система дистанционного управления.

Рассмотрим дистанционные системы управления роботом.

Внутренние системы управления роботом аналогичны программным и

адаптивным роботам.

Дополнительно к ним присоединяется дистанционная система управления.

В комплексе они образуют единую многоканальную систему.

Существует 2 рода таких систем: супервизорные и диалоговые.

Супервизорное управление заключается в следующем: на пульте

управления у человека-оператора установлены мониторы и другие

устройства и приборы отображения обстановки в рабочей зоне робота.

Здесь действует канал информационной дистанционной связи робота с человеком.

Последний, наблюдая обстановку и действия робота,

принимает решение о подаче тех или иных управляющих команд

со своего пульта в зависимости от сложившейся обстановки.

ЭВМ робота, получив команду, исполняет ее по соответствующей программе.

Набор различных программ вводится заранее.

Каждая программа робота соответствует автоматическому выполнению

роботом определенной операции.

Поэтому человеку-оператору отводится функция распознавания

обстановки и выдачи ЭВМ робота задания на определенную операцию,

которая роботом затем выполняется в автоматическом режиме.

В этом состоит смысл супервизорного дистанционного управления

дистанционными роботами со стороны человека-оператора.

Выдача человеком команд роботу по дистанционно

управляющему каналу может осуществляться различными способами.

Например, может подаваться кодовый признак программы в виде

некоторого числа на выполнение определенной операции,

а затем замена его на кодовый признак другой программы и так далее.

В зависимости от возможностей робота,

отдельные программы могут соответствовать достаточно простым частям операции,

которую должен выполнить робот, или же всей сложной операции в целом.

В других случаях супервизорная команда формирует на экране в виде цели-указания.

Например, световым карандашом на экране монитора можно указать точку,

в которую должен переместиться схват манипулятора робота и взять там

заданный предмет, что автоматически роботом и осуществляется.

Оба канала дистанционной связи – информационный и управляющий

– как правило, должны быть снабжены микропроцессорными устройствами

для обработки информации с целью ее наилучшего отражения

на пульте оператора и для формирования программ и целеуказательных

сигналов управления по командам человека-оператора.

Диалоговая система управления представляет собой следующую ступень

совершенствования дистанционно управляемых роботов.

Робот, обладая свойствами адаптации к обстановке или даже элементами

искусственного интеллекта, может сам выдавать рекомендации человеку-оператору

по возможным способам действия и их основным характеристикам,

исходя из заложенного в его память задания и на основании

результатов оценивания им обстановки в зоне его действия.

В диалоговой системе дистанционного управления роботом

возрастает роль информационной и вычислительной техники,

а также гибкого системного программного обеспечения.

В такой системе задания роботу со стороны человека-оператора

осуществляются в более общей форме, чем при супервизорном управлении,

где робот не имеет думающих функций.

В некоторых системах для экстремальных условий с большой неопределенностью

целесообразно, наряду с автоматическими режимами действий

робота — супервизорными или диалоговыми — ввести их комбинацию с

полуавтоматическим управлением через ЭВМ исполнительного уровня,

добавив на пульт оператора управляющую рукоятку.

Это делается для повышения надежности системы в целом.

Предполагается, что в экстремальных условиях человек-оператор

не может подойти непосредственно к роботу и к его местной стойке управления,

чтобы перепрограммировать или обучить его новым действиям.

Поэтому ручной режим, необходимый для этих целей,

как и в обычных промышленных роботах,

здесь делается дистанционным с удаленного пульта оператора.

Особенно это важно также и в аварийных ситуациях.

Уважаемые слушатели, вы познакомились с дистанционными системами управления

манипуляторами и роботами, использующимися в различных сферах: подводной, атомной,

аэрокосмической, электротехнической, военной и других сферах.

На следующих лекциях вы узнаете о применении промышленных роботов на

основных и вспомогательных технологических операциях.

До свидания.

[ЗАСТАВКА] [ЗАСТАВКА]

Explore our Catalog

Join for free and get personalized recommendations, updates and offers.

Coursera provides universal access to the world’s best education, partnering with top universities and organizations to offer courses online.

© 2018 Coursera Inc. All rights reserved.

Download on the App Store

Get it on Google Play