1. Цель работы

1.1. Оценить изменение возможностей робототехнической системы при придании роботу адаптивных свойств.

1.2. Изучить устройство индикаторных датчиков очувствления и исполнительных механизмов технологического оборудования робототехнической системы штамповки.

1.3. Закрепить навыки программирования СУ робота с опросом датчиков очувствления.

2. Теоретические сведения

Из курса «Основы мехатроники и робототехники» студентам известно деление роботов и робототехнических систем на три поколения, которые дополняют друг друга. Адаптивные роботы относятся ко второму поколению.

Реализация принципа адаптивности в робототехнических системах придает им множество достоинств. При управлении сложными объектами - гибкими производственными модулями, линиями или участками, состоящими из многих единиц оборудования, резко возрастает количество внешних и внутренних факторов, оказывающих воздействие на работу объектов управления. Среди них могут быть ошибки позиционирования заготовок и даже их отсутствие, износ обрабатывающего инструмента, раскачивание деталей на конвейере в момент их захвата роботом, выход из строя одного из компонентов робототехнической системы (PC) и другие подобные факторы, требующие адаптации управляющей системы, те ее самонастройки, приспособления к реальным условиям эксплуатации, перехода на другую технологическую программу. Как известно, только интеллектные PC обладают возможностью принимать решения и планировать свои действия в распознаваемой ими неопределенной или меняющейся обстановке, чтобы суметь выполнить заложенное в память задание. Адаптивные же роботы и PC способны распознавать лишь строго фиксированные (заранее определенные оператором количественно и содержательно) вариации окружающей среды и реагировать только на такие предопределенные ситуации.

В случае изменения параметров окружающей среды, не предусмотренных заранее, адаптивный робот оказывается беспомощным в отличие от интеллектного. Возможны следующие варианты адаптации: алгоритмическая, параметрическая и структурная. В первом случае предусматривается переход при изменении условий функционирования робота на другой алгоритм управления. Во втором - изменение параметров подсистем робота (усиления, скорости и т.п.). В третьем - изменение структуры подсистем робота (например, включение дополнительных динамических звеньев в систему управления, смена инструмента). Адаптация роботов возможна при использовании различных информационных устройств для определения параметров окружающей робот среды, в том числе объекта манипулирования. Возможны три принципиальных варианта размещения датчиков адаптации: непосредственно на роботе, на технологическом оборудовании и автономно (применяется редко и в основном в сложных системах). Расположение датчиков на технологическом оборудовании имеет ряд преимуществ. Исполнительный механизм робота становится проще, облегчается кинематическая связь звеньев. Разместить датчики на технологическом оборудовании, как правило, легче, больше возможностей выбора различных вариантов конструкционных решений.

Однако размещение средств адаптации на технологическом оборудовании «привязывает» робот к этому оборудованию, частая замена которого становится неэффективной. Помещение такого робота в новую технологическую среду лишает его средств очувствления. Поэтому при выборе места размещения информационных устройств следует подробно анализировать все возможные условия эксплуатации робота.

Простейшим средством адаптации является контроль над наличием заготовок и деталей, с которыми должен работать робот. Такое очувствление реализуется на базе простейших индикаторных датчиков положения и обеспечивает алгоритмическую адаптацию PC, если подготовлены программы действий робота при отсутствии (при окончании) заготовок: запроса новой порции, переноса готовых деталей на транспортную (загрузочно-разгрузочную) позицию и т. п. В данной работе используется учебно-имитационная PC листовой штамповки, очувствленная индикаторными датчиками, расположенными на технологическом оборудовании - столиках для заготовок и готовых деталей.