|
ПРЕДИСЛОВИЕ
В материалах XXVI съезда КПСС, в специальных решениях дирек» тивных инстанций неоднократно отмечалось и подчеркивалось, что современный этап развития производительных сил в нашей стране настоятельно требует перевода народного хозяйства преимущественно на интенсивный путь развития. Совершенствование существующих и создание принципиально новых технологических процессов, последовательное проведение линии на широкое внедрение средств механизации и автоматизации производства позволят резко поднять производительность труда, значительно увеличить объем продукции на одного работающего. Эффективное средство достижения указанной цели — применение в различных отраслях народного хозяйства роботов и робототехнических систем.
Одно из важных направлений автоматизации процесса производства в промышленности — автоматизация сборочных операций. В решении этой проблемы на долю промышленных роботов выпадает большая роль. Использование роботов в комплексе с другим технологическим оборудованием позволяет резко сократить затраты ручного труда, часто к тому же тяжелого, монотонного и утомительного. Яркий пример успешной роботизации сборки — применение промышленных роботов-манипуляторов в часовой промышленности при сборке механизмов часов, где производительность труда на сборке удалось поднять в шесть раз.
При использовании роботов на сборке в процессе производства массовой продукции в больших объемах при относительном постоянстве номенклатуры выпускаемых изделий возможно и целесообразно разбиение процесса сборки на последовательность несложных операций и использование сравнительно простых по конструкции, дешевых и точных манипуляторов.
В то же время для сборочных операций более сложного характера в случае невысокой серийности и возможности существенного изменения номенклатуры собираемых изделий целесообразно создание более развитых роботизированных сборочных комплексов с электронной системой управления, снабженных в меру необходимости теми или иными средствами очувствления (датчики положения, датчики сил и моментов, системы технического зрения и др.).
Включение вычислительных управляющих средств (мини- или микро-ЭВМ) в контур управления движением таких сборочных ROM-г. плексов сообщает им принципиально новые свойства. Становится возможным производить на одном сборочном комплексе большой Цикл разнородных сборочных операций, сборку целых узлов изделий машиностроения, подобно тому как применение станков типа «обрабатывающий центр» позволяет производить на одном станке с одной установки последовательно большое число различных операций по обработке изделия.
Развитое программное обеспечение открывает возможность быстрой переналадки сборочного комплекса на другое изделие. Это обеспечивает высокую степень гибкости в использовании оборудования при изменении параметров или типа изготовляемой продукции, что имеет важнейшее значение при создании высокоавтоматизированных гибких производств.
Настоящий сборник посвящен некоторым актуальным вопросам использования роботов для автоматизации сборочных процессов. Рассматриваются проблемы использования роботов в качестве легко переналаживаемых сборочных средств. Основными затрагиваемыми вопросами являются:
организация рассредоточенной сборки с помощью специализированных роботов и организация концентрированной сборки посредством универсальных роботов («сборочный центр»);
разработка специализированных сборочных головок (сменных «кистей» робота) и реализация рабочих движений посредством соответствующего управления многофункциональной кистью;
использование силовой обратной связи и применение пассивной податливости кисти робота для реализации сборочных процессов;
разработка специальных питающих и ориентирующих устройств, организующих среду, и использование развитых средств очувствления (в частности, технического зрения), позволяющих роботу работать с неориентированными деталями;
создание алгоритмов и программных комплексов, обеспечивающих эффективное выполнение сборочных операций и упрощающих программирование робототехнических систем.
Отражен опыт практического использования роботов в сборочных процессах в промышленности. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, связанных с разработкой аппаратных и программных средств автоматизации сборочных процессов.
Сборник рассчитан на специалистов в области робототехники и технической кибернетики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Глушков В. М., Рыбак В. И. Проблемы построения активных систем восприятия внешнего мира робота.— В кн.: VI Всесоюз. симпоз. по теории и принципам устройства роботов и манипуляторов, Тольятти, 1976: Тез. докл. Тольятти: АвтоВАЗ, 1976, секция 1, с. 29—32.
2. Гимелъфарб Г. Л., Рыбак В. И. Комплексная обработка яркостной и даль-ностной информации об объемной сцене.— В кн.: Вопросы теории роботов, и искусственного интеллекта. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1976, с. 66—75.
3. Рыбак В. И., Болдырев А. II., Басюков А. Н., Гиммельфарб Г. Л., Рычя-еовВ. Б. Разработка модели автономного робота типа «глаз — рука».— Вкн.: Всесоюз. совещ. по робототехническим системам, Владимир, окт. 1978 г.: Тез. докл. М.: Наука, 1979, с. 197—198.
4. Рыбак В, II.. Ланбин В. С., Крот В. М., Дзюба В- Л. Модуль ввода телевизионных изображений системы описания внешнего мира роботов.— В кн.: Вопросы теории роботов и искусственного интеллекта. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1979, с. 87—93.
5. Рыбак В. И. Методологические вопросы и технические и математические средства автоматизации проектирования систем восприятия внешнего мира ро-бота-манппулятора.— Кибернетика, 1979, № 5, с. 66—72.
6. Морозов К. Е. Математическое моделирование в научном познании. М.: Мысль, 1969. 212 с.
7. Болдырев А. И. Построение модели объемных тел, ограниченных плоскостями и поверхностями второго порядка, для описания пространственных сцен.— В кн.: Автоматизация обработки математических текстов и вопросы создания роботов. Киев: Пн-т кибернетики АН УССР, 1979, с. 63—76.
8. Болдырев А. И. Аппроксимация пространственных точек дальностного изображения плоскостями и поверхностями второго порядка в системе моделирования роботов типа «глаз—рука»: Методы и алгоритмы решения.— В кн.: Вопросы теории роботов и искусственного интеллекта. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1980, с. 13—27.
9. Perkins W. А. Region segmentation of images by expansion and contraction of edge points.— In: Prepr. NIJCAI-79, Tokyo, 1979. Stanford: Stanford Univ. press., p. 699—701.
10. Oshima .М., Shirai Y. A scene description.— Pattern Recogn., 1977, vol. 11, p. 9—17.
11. Хорн Б. Определение формы по данным в полутонах.— В кн.: Психология машинного зрения. М.: Мир, 1978, с. 137—184.
12. Хо.ченок А. В. Универсальный фильтр для обработки яркостных н дально-стных изображений.— В кн.: II Всесоюз. совещ. по робототехническим системам, Минск, 1981: Тез. докл. Минск: БЕЛНИИТИ, 1981, ч. 1, с. 117— 119.
13. Ykimovsky Y. Boundary and object detection in real world images.— 1. ACM, 1976, vol. 23, V 4, p. 599—618.
14. Рыбак В. И., Хо.ченок А. В. Выделение контуров на изображении с использованием их локальных свойств.— Вкн.: Вопросы теории роботов и искусственного интеллекта. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1977, с. 23—29.
15. Рыбак В. И., Попов Г. М. Один вариант использования минимаксного метода для аппроксимации наборов точек кривыми второго порядка.— В кн.: Автоматизация обработки математических текстов и вопросы создания роботов. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1979, с. 87—93.
46. Шор И. 3., Шабашова Л. П О решении минимаксных задач методом обобщенного градиентного спуска с растяжением пространства.— Кибернетика, 1972, Л» 1, с 84-88.
17. Гиммелъфарб Г. Л., Крот В. М Использование спрямляющего пространства при подборе кривой линии или поверхности, аппроксимирующей заданную совокупность точек.— В кн.: Вопросы теории роботов и искусственного интеллекта. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1976, с. 52—65.
18. Делоне В. П., Райков Д. А. Аналитическая геометрия. М.: Гостехнздат, 1949. 456 с.
19. Пшеничный Б. Н., Данилин Ю. М. Численные методы в экстремальных задачах. М.: Наука, 1975. 319 с.
20. Болдырев А. И Имитационное моделирование изображений сцен, составленных из объектов, ограниченных плоскостями и поверхностями второго порядка.— В кн.: Вопросы роботов и искусственного интеллекта. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1977, с. 30—44.
21. Болдырев А. И. Построение «зашумленных» дальностных изображений методом имитационного моделирования.— В кн.: Автоматизация обработки математических текстов и вопросы создания роботов. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1979, с. 76—80.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие... 3
1. СБОРОЧНЫЕ РОБОТЫ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Роботизированные сборочные системы... 5
II. I. Митяшин, A. H. Кацнельсон, О. Н. Вертоградов
Некоторые вопросы автоматизации сборочных производств в приборостроении ... 16
О. II. Вертоградов, II. П. Мптяншн
Опыт разработки н внедрения робототехнического комплекса для
сборки наручных часов... 29
Е. Г. Вайсман, Я. Г. Гринштейн, II. Н. Львов
Вопросы создания сборочных роботизированных участков на базе промыншенных роботов серии PC..... 45
Е. В. Пашков, А. Г. Карлов, В. С. Наймушин, В. В. Кузьмин,
B. Е. Цветков
Сборочные и ориентирующие манипуляторы на базе цифровых пневмоприводов... 53
А. Г. Карлов, Е. В. Пашков, Б. В. Погорелов
Роботы первого поколения на сборке... 58
A. С. Силкин, А. Б. Тулинов, Г. Н. Лебедева
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СБОРОЧНЫЕ СИСТЕМЫ
Исследование многооперационнон сборки е помощью экспериментальной робототехнической системы... 61
Д. Е. Охоцимский, А. К. Платонов, 10. П. Смольянов,
C. И. Гримайло, С. С. Камынин, Е. И. Кугушев
Лабораторный макет сборочного робота ... 88
Ю. П. Смольянов, В. В. Вахлин, А. В. Волков, С. И. Гримайло, В. Е. Донцов, Е, И. Кугушев, С. М. Соколов
Программное обеспечение сборочного робота... 103
С. И. Гримайло
Цифровые следящие системы для управления движением роботов 123
Д. Е. Охоцимский, К). П. Смольянов, Т. Ф. Барбашова,
С. И. Гримайло, С. С. Камынин, Е. И. Кугушев,
B. С. Ярошевский
Манипуляторы для сборочных работ... 137
Н. А. Лакота, Л. Н. Петров
Автоматическая многооперационная сборка с помощью промышленных роботов... 153
Д. Е. Охоцимский, С. С. Камынин, В. А. Карташев.
Е. И. Кугушев
3 ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ОЧУВСТВЛЕНИЯ
Организация сборочных роботизированных комплексов... 174
A. С. Силкян, Т.Н. Лебедева .
Задачи механики в автоматической сборке с применением промышленных роботов... 185
С. Н. Колпашников, А. И. Полевой, В. М. Стоянов,
И. Б. Челпанов
Разработка алгоритмов и приводов робота, осуществляющего сопряжение деталей изделий машиностроения ... 189
И. Н. Егоров, А. А. Кобзев
Использование визуальной информации в задачах автоматической сборки... 196
Д. Е. Охоцимский, С. И. Гримайло, С. С. Камынин,
Е. И. Кугушев, С. М. Соколов, В. Г. Толстоусова
Распознавание промышленных деталей ограниченной номенклатуры с использованием управляемой подсветки... 228
B. И. Рыбак, В. Б. Марченко
Алгоритмы обработки визуальных данных в системах зрительного восприятия манипуляционных роботов... 235
В. И. Рыбак, А. И. Болдырев, А. В. Хоменок
|
