Общение человека-оператора с роботом осуществляется на ограниченном естественном языке в диалоговом режиме. Существуют алгоритмы, определяющие степень сложности задач, которые робот может решать без участия человека-оператора.

Для автономного функционирования в условиях большой неопределенности и изменчивости объекта и внешней среды применяют роботы с интеллектуальным управлением. При интеллектуальном управлении наряду с решением задач по управлению перемещениями манипулятора производится моделирование внешней среды, выполняется логический анализ сложных заданий и планируются собственные действия. Интеллектуальные роботы обладают способностью обучаться понятиям и распознавать сигналы и объекты, а также накапливать наиболее удачные программные действия и синтезировать из них новые программы.

В процессе выполнения технологического процесса указанные элементы искусственного интеллекта робота тесно взаимодействуют и определяют режим работы адаптивной системы управления движением. Система управления интеллектуального робота имеет многоуровневую иерархическую структуру.

В структуре управления выделены два главных уровня управления: стратегический и тактический. На стратегическом уровне решаются задачи по принятию решений и планирование поведения робота, а также задачи распознавания и моделирования среды. На тактическом уровне производится планирование и программирование движений, а также синтезирование алгоритмов адаптивного управления приводами исполнительных механизмов, обеспечивающие фактическое осуществление программного движения.

Read the rest of this entry »

При работе робота в условиях, когда они заранее неизвестны и изменяются непредсказуемым образом в широком диапазоне, тема управления должна оперативно контролировать внешнюю обстановку, свое внутреннее состояние и при необходимости соответственно корректировать программу своей работы вплоть до перехода к новым оперативно синтезированным программам. Для этого робот должен быть оснащен необходимым набором датчиков и адаптивной системой управления.

Для адаптивного управления роботами, обладающими способностью автоматически приспосабливаться (адаптироваться) к заранее неизвестным и меняющимся условиям эксплуатации, необходима разработка алгоритмов управления и реализация их на ЭВМ, а также информационная система быстрого и точного измерения параметров внешней среды и внутреннего состояния робота. Алгоритмы решения задач автоматического управления роботами в условиях неопределенности в настоящее время достаточно хорошо разработаны и аппаратно реализуются в виде специализированных устройств управления отдельными приводами.

С целью обеспечения нормального функционирования робота по определенному алгоритму осуществляется централизованный контроль различных подсистем робота в виде программных тестов. При обнаружении сбоев или неполадок производится либо самонастройка (саморемонт) неисправной подсистемы в зависимости от имеющихся в распоряжении системы управления средств, либо обращение к человеку-оператору.

В настоящее время возросла сложность задач, которые выполняют промышленные роботы. Сделать работу робота и технологической системы более гибкой, легко переналаживаемой, придать дополнительные возможности общения человека-оператора с роботом в диалоговом режиме позволяет использование в системе управления мини- и микро ЭВМ. Управляющая система с ЭВМ выполняет формирование и редактирование программ движения, вычисления и генерацию управляющих сигналов «а приводы манипуляторов.

Промышленные роботы с программным управлением успешно работают только в строго определенных и неизменных на протяжении всего процесса управления внешних условиях работы.

Для организации таких условий требуется существенное упорядочение рабочей среды, что ведет к большим дополнительным затратам на изготовление накопителей, ориентирующих и защитных устройств.

Жесткий характер закона управления, не учитывающий динамическую информацию о состоянии робота и окружающей его среды, приводят к тому, что при незначительных отклонениях от заданных условий возникает потеря работоспособности, а появление препятствий приводит к аварии. Все это существенно влияет на эффективность работы робота и сужает область его применения.

Одновременно происходит запись в запоминающем устройстве данных о состоянии чувствительных элементов манипулятора, что и составляет программу управления. При переключении системы управления на рабочий режим обеспечивается выполнение записанной программы при автоматическом ее воспроизведении.

При автоматическом воспроизведении программных движений информация считывается с запоминающего устройства и сравнивается в управляющем устройстве с сигналом о текущем положении манипулятора робота, поступающим по цепи отрицательной обратной связи от чувствительных элементов (датчиков) манипулятора. Сигналы рассогласования между требуемыми и действительными характеристиками движения манипулятора преобразуются в управляющем устройстве во входные воздействия, поступающие на приводы манипулятора.

Управляющее устройство помимо рассмотренных функций решает задачу синхронизации работы робота и внешнего оборудования. Синхронизация работы робота с внешним оборудованием может сопровождаться изменением порядка считывания из запоминающего устройства команд в зависимости от внешних условий. В ряде случаев управляющее устройство робота непосредственно управляет внешним оборудованием. Например, команда из системы управления роботом подается в систему управления станком на зажим заготовки в патроне после того, как заготовка перенесена из магазина к станку.

Реализация перечисленных операций с точки зрения работы системы управления, состоит в разработке и автоматическом воспроизведении программных перемещений. Итак, система программного автоматического управления промышленных роботов обеспечивает перемещение манипулятора и захвата по заранее заданной траектории в рабочей зоне робота.

Работа системы управления может происходить в режиме программирования и автоматического воспроизведения программных движений. Режим программирования состоит в том, что производится расчет координат точек требуемой для выполнения работы траектории захвата манипулятора. Полученная информация через устройство считывания вводится в запоминающее устройство системы. Для данного метода программирования характерна пассивная роль самой системы управления робота, так как кроме устройства ввода и запоминающего устройства остальные части системы в работе участия не принимают.

Для программирования в некоторых системах управления роботами используется метод обучения. Основная идея метода обучения заключается в организации с помощью оператора однократно образцового выполнения программируемых перемещений с одновременной записью в запоминающее устройство сигналов о текущих значениях координат звеньев манипулятора. В этом случае оператор вручную или с помощью системы кнопочного управления перемещает захват манипулятора по необходимой траектории в рабочей зоне робота.