Reja: Sanoat robotlarining elementlari va fuktsonal sxemasi

Sanoat robotlarining boshqaruv tizimi va fuktsional sxemalari.

Reja:
1. Sanoat robotlarining elementlari va fuktsonal sxemasi.

2. Robotlarni boshqarish usullari
3. Аdaptir va dasturlashtirilgan robotlar.
4. Dasturlashtirilgan robotlar.
5. Intellektual robotlar.

1.1 Sanoat robotlarining asosiy elementlari.

Sanoat roboti ikkita asosiy qismdan iborat:
1. Ijro qismi, u manipulyator va robotning harakatlanish qurilmasida tashkil topadi;
2. Boshqarish qurilmasi, boshqarish pul`tidan, xotira qurilmasidan, hisoblash qurilmasidan va yuritmalarni boshqarish qurilmasidan tashkil topadi. Boshqarish qurilmasi uchun manipulyator va robotning harakatlanish qurilmasi boshqarish obe`kti hisoblanadi .
2.1-Rasmda robotning funksional sxemasi keltirilgan

M- manipulyator; HQ- harakatlanish qurilmasi; BQ- boshqarish qurilmasi; BP-boshqarish pul`ti; XQ-hotira qurilmasi; His.Q-hisoblash qurilmasi; YuBQ-yuritmalarni boshqarish qurilmasi.
Robotning manipulyatori koʼp zvenoli mexanizm boʼlib, u burilish va ilgarilanma harakatlanuvchi zvenolardan tashkil topadi hamda bir necha harakat darajasiga ega boʼladi. Manipulyatorning zvenolari bir-birlari bilan kinematik juftlar yordamida bogʼlanadi. Harakatlanish qurilmasi sifatida gʼildirakli, gusinisali, qadamlovchi va boshqa qurilmalar ishlatiladi.
Boshqarish pul`ti robotning hotira qurilmasiga turli xil ma`lumotlarni va dasturlarni kiritish uchun qoʼllaniladi. Hotira qurilmasi robotni boshqarish dasturlarini va zarur ma`lumotlarni saqlashga xizmat qiladi.
Hisoblash qurilmasi robotning ishlash algoritmini shakllantiradi.
Yurimalarni boshqarish qurilmasi robot manipulyatorining yuritmalarini boshqaradi.
Robot (4.1-rasm) avtomatik tarzda harakatlanuvchi mashina boʼlib oʼzida ishchi va informatsion hislatlarini birlashtiradi. Rivojlangan robotlar xuddi insonga oʼxshab tashqi muxit bilan oʼzaro munosabatda boʼlib sunʼiy intellektga ega boʼlishi mumkin.

4.1-rasm. Robotning funktsional sxemasi.

Аvtomatlashtirish vositasi sifatida robotlar boshqa shu kabi vositalaridan oʼzinig koʼp funktsiyaligi (unversaligi) va boshqa operatsiyalarga epchil tarzda oʼta olishi bilan ajralib turadi. Unversallik deganda robot ishchi organlari va uning harakatlari universalligi tushuniladi.
Robotlar unversalligi inson tomonidan bajariladigan har qanday operatsiyalarni avtomatlashtirish imkonini beradi. Robot yordamida avtomatlashtirilgan tizim (sistema)larni robotlashtirilgan deb yuritiladi.
Robotlar asosiy vazifani bajarishga moʼljallangan robotlashtirilgan tizim va majmualarni robototexnik deb ataladi.
Robotlar koʼproq mashinasozlikda qoʼllanib kelingan. Mashinasozlikdan boshqa mexanizatsiyalashtirish va avtomatlashtirish vositalari qoʼllaniladigan soha pochta aloqasi boʼlib hisoblanadi. Shuning uchun ushbu sohadagi ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirishda robototexnika vositalaridan foydalanish imkonini qidirib topish dolzarb masala boʼlib hisoblanadi.
Robototexnika vositalaridan foydalanishga oid olib borilgan tadqiqotlar va bu sohadagi mavjud tajribalar yaʼni, yuklash, transport va ombor operatsiyalariga oid ishlar pochta aloqasiga ham bevosita tegishlidir.

Umumiy maʼlumotlar va tushunchalar.

Oʼz vazifasini bajarish uchun har qanday robot quyidagilarga ega boʼlishi kerak:
1) Boshqaruv tizimi (kompʼyuter yordamida ishlovchi):
2) Ishchi organiga ega boʼlgan ish bajaruvchi mexanizm yaʼni,manipulyatorlar:
Manipulyator toʼgʼridan-toʼgʼri, masofaviy yoki avtomatik tarzda boshqariladigan boʼlishi mumkun. Mexanik qoʼl, yoki avtooperator (bikir dasturlangan robot) yordamchi va transport operatsiyalarini bajaruvchi qurilma. Robotlarning birinchi avlodi bikir dastur asosida ishlaydi. Birinchi avlod robotlariga juda keng tarzda qoʼllaniluvchi mexanik qoʼllar va raqamli dastur bilan boshqariluvchi tizimli robotlar kiradi. Ushbu robotlar tashqi muhit sharoitiga moslashaolmaydi. Shuning uchun ushbu robotlarni nisbatan oddiy boʼlgan ishlab chiqarish jarayonlarida (detallarni tashish, joylash, payvandlash,boʼyash va h.k)qoʼllaniladi. Bunda tizimga kirishda qatʼiy tartib hamda mudofaa choralarini koʼrishga toʼgʼri keladi.
Hozirgi vaqtda epchil dastur asosida ishlay oladigan ikkinchi avlod yaʼni,adaptiv-moslashuvchan robotlar yaratilgan. Ushbu robotlar sezgi datchiklari bilan jixozlangan boʼladi. Chunki ular ancha murakkab boʼlgan ishlab chiqarish jarayonlarini boshqarishda qoʼllaniladi.
Zamonaviy masalalarni xal etishda integral yoki intellektual robotlar uchinchi avlod robotlari deb ataladi.Ular har qanday ish va ishlab chiqarish sharoitiga moslashaoladigan boʼlib sunʼiy intellekt bilan jihozlangan boʼladi.Uchinchi avlod robotlari kompʼyuterlar tizimi yordamida boshqariladi va evristik dasturlash usullari qoʼllaniladi.
Mashina-avtomat sifatidagi sanoat robotlari harakatining aniqligi va tezligi boʼyicha inson bajaradigan ishlarni bajarish qobilyatiga egadir.

2.1 Robotlarni boshqarish usullari.

Sanoat robotining boshqarish sistemasi boshqarish qurilmasidan, boshqarish ob`ekti boʼlgan manipulyatordan, harakatlanish qurilmalaridan va boshqa sanoat roboti tarkibiga kiruvchi qurilmalardan tashkil topadi.
Sanoat roboti boshqarish sistemasining asosiy vazifasi robot harakatlarining mantiqiy ketma – ketligini shakllantirish, ishchi qurilmalarning avtomatik ishlashini ta`minlash, robot va u xizmat qiladigan jihozlarni berilgan programmaga mos ravishda boshqarishdan iborat.
Sanoat robotlarining boshqarish sistemalari boshqarish turiga qarab quyidagi guruhlarga boʼlinadi: programmali, adaptiv va intellektual. Bunday boʼlinishning asosini robotlarni boshqarish uchun zarur informatsiya olish usuli, sanoat roboti harakatini boshqarish prinsipi tashkil qiladi.
Harakatni boshqarish prinsipi boʼyicha robotlarning boshqarish sistemalari programma asosida boshqariladigan sistemalarga, tashqi muhit haqidagi informatsiya boʼyicha ishlaydigan boshqarish sistemalariga va aralash sistemalarga boʼlinadi.
Programmali boshqarish sistemalari sanoat robotlarini boshqarish sistemalari ierarxiyasida past oʼrinda turadi. Bunday boshqarish sistemalari robotning va tashqi muhitning toʼla aniq boʼlishini va ishlash sharoitining oʼzgarmasligini talab qiladi.
2.2– rasmda sanoat robotining boshqarish sistemasining funksional sxemasi keltirilgan. Bu sistemaning ishlashi quyidagi parametrlar bilan xarakterlanadi:
- boshqarish ob`ektining holatini xarakterlovchi vektor (ishchi qurilmalar harakat darajalarining koordinatalaralari); - berilgan ta`sir, boshqarish programmasi shaklida boʼlib, boshqariladigan kattalik ning berilgan oʼzgarish qonuni boʼyicha informatsiyani oʼz ichiga oladi va programma- vaqt qurilmasiga kiritiladi. Ushbu (t)= b(t) tenglikka rioya qilinsa, programmaning aniq bajarilishi amalga oshiriladi va shunga mos ravishda robot ishchi qurilmalarining kerakli siljishlari amalga oshiriladi, ya`ni har bir yuritma oʼziga taalluqli harakat darajasiga mos keluvchi (t) programmani bajaradi va natijada toʼliqligicha kerakli harakat amalga oshiriladi.

BQ- boshqarish qurilmasi; PVQ– programma-vaqt qurilmasi; YuBQ–yuritmalarni boshqarish bloki; BO– boshqarish obʼekti (sanoat robotining ishchi qurilmalari).
Programmali boshqariladigan sanoat robotlarida kerakli boshqarish sifatini ta`minlash uchun lokal teskari aloqalar boʼlishi mumkin (ichki informatsiya datchiklari), ammo tashqi muhit boʼyicha informatsiya boʼlmaydi.
Sezuvchi robotlarda tashqi muhit holati boʼyicha informatsiya asosida boshqarish prinsipi amalga oshiriladi. Sezuvchi robot boshqarish sistemasi sanoat robotining ishchi qurilmalari va ishchi organi harakatini ma`lum sensor qurilmalardan olinadigan tashqi muhit holati boʼyicha informatsiya asosida boshqarishni amalga oshiradi. Programmali boshqarish sistemalaridan farqli bu boshqarish usulida sanoat roboti harakati jarayonida boshqarish ta`sirini doimiy ravishda oldindan aniqlash lozim boʼladi.
Mukammal sanoat robotlarida ham programmali, ham tashqi muhit boʼyicha informatsiya asosida boshqarish usullari qoʼllaniladi. Аralash boshqarish usulida robot harakatlanish jarayonida ishchi qurilmalar harakatini oʼz vaqtida korrektirovka qilish va aprior informatsiyani maksimal ishlatish hisobiga boshqarish sifatini oshirish imkoniyati boʼladi. Bu usul sezuvchi robotlarni boshqarishning ilgʼor usulidir.
Programmali robotlarga qaraganda adaptiv va intellektual sezuvchi robotlar yanada mukammal boshqarish strukturasiga ega boʼladilar.
Аdaptiv boshqarishli robotlarda noadaptiv boshqariladigan robotlardan farqli tashqi muhit oʼzgarganda zarur boshqarish algoritmining avtomatik oʼzagarishi amalga oshiriladi. Robotning adaptiv boshqarish sistemasining funksional sxemasi ikkita boshqarish qurilmalari BQ1 va BQ2 ni oʼz ichiga oladi. (2.3 - rasm). BQ1 boshqarish qurilmasi robot ishchi qurilmalari yuritmalarini boshqarishni amalga oshiradi. Yuritmalar bu sistemaning boshqariluvchi obʼektlari (BO) hisoblaniladi. BQ2 – adaptiv boshqaruv qurilmasi boʼlib boshqarish obʼektining holati , tashqi muhit va berilgan ta`sir boʼyicha informatsiyaga bogʼliq ravishda boshqarish qurilmasi BQ1 ning parametrlarini oʼzgarishini amalga oshiradi. Keltirilgan ma`lumotlar asosida BQ2 boshqarish qurilmasi BQ1 boshqarish qurilmasining boshqarish algoritmini qayta qurib, boshqarishning sifatini tanlangan mezon boʼyicha oldindan baholaydi. Masalan, pozitsiyalanish aniqligi korreksiyani amalga oshirish boʼyicha mezon boʼlishi mumkin. Shuni ta`kidlash lozimki, robotning boshqarish strukturasini kengaytirish robotning programma ta`minotiga qoʼshimchalar qilish va apparaturasining murakkablashuvi hisobiga amalga oshiriladi.
Robotlarni intellektual boshqarish eng mukammal hisoblanadi, ular tashqi muhit boʼyicha informatsiyani qabul qilib, uni modellashtirish masalalarini yechishga qodir, hamda qaror qabul qilish va robotning harakatlanish faoliyatini rejalashtirish imkoniyatiga egadi Manipulyator mexanik zvenolari harakatlarni shakllantirish usuli boʼyicha sanoat robotlari diskret va uzluksiz boshqariladigan guruhlarga boʼlinadi.

2.3. rasm. Sanoat robotini adaptiv boshqarishning funksional sxemasi.

3.1 АDАPTIV VА DАSTURLАShTIRILGАN ROBOTLАR

Аdaptiv robotlar, ular tashqi muhit oʼzgarishlariga moslasha oladi. Аdaptiv robotlarning birinchi avlod programmali robotlarga qaraganda funksional imkoniyatlari keng boʼladi. Tashqi muhit boʼyicha informatsiyani olishda turli xil sensor qurilmalardan foydalaniladi. Masalan, sun`iy koʼz sistemalari, taktil sensorlar, lokatsion datchiklar va h. Аdaptiv robotning struktura sxemasi 2.4- rasmda keltirilgan

Аdaptiv robot dasturlashtirilgan robotlarga qaraganda tashqi muhit oʼzgarishlariga moslashi oladi, ularda adaptasiya tashqi muhitdan sensor qurilmalari orqali olingan informasiya asosida boshqarish amalga oshiriladi. Аdaptiv robotlarning dasturiy ta`minotlari 1- avlod robotlariga nisbatan mukammal tuzilgan
Dasturlashtirilgan robotlar.
Dasturlashtirilgan robotlarga avtomatik ishlovchi programmali boshqariladigan robotlar kiradi, ularda manipulyatsion operatsiyalarning xarakteriga qarab programmalash va mexanik qurilmalarining ishlashi nisbatan oson moslashtiriladi. Bunday robotlarda boshqarish qurilmasi sifatida programmali boshqarish qurilmasi yoki komp`yuter ishlatiladi. Birinchi avlod robotlari yetarli darajada universal va koʼp imkoniyatlarga ega hisoblanadi. Mavjud avtomatlashtirish vositalariga qaraganda birinchi avlod sanoat robotlari yangi topshiriqlarni bajarishga tez va yaxshi moslashadi.
Dasturlashtirilgan robotning struktura sxemasi 2.5 rasmda keltirilgan

2.5 Rasm Dasturlashtirilgan robotning struktura sxemasi.
Dasturlashtirilgan robotda adaptiv robotdagi sensor qurilmalar boʼlmaydi, ularda faqat xolat, tezlik va kuch datchiklari qoʼllaniladi. Masalan , konveerda detal kelayotgan boʼlsa va agar detal tugab qolsa, dasturlashtirilgan robot detal yoʼqligini sezmaydi, adaptiv robot esa oʼzining sensor qurilmalari yordamida detal yoʼqligi boʼyicha informasiya olib, oʼz dasturini oʼzgartiradi. Shunday qilib, adaptiv robot ishlash jarayonida tashqi muhitga moslasha oladi .

4.1 Intellektual robotlar.

Intellektual robotlar tashqi muhitni oʼzida aks ettira oladi, avtomatik ravishda bajarilishi kerak boʼlgan harakatlar boʼyicha qaror qabul qilish imkoniyatiga ega. Intellektual robotlar odamga oʼxshash turli intellektual va oldindan rejalashtirilgan harakat funksiyalarini bajaradi. 2.6-rasmda intellektual robotning struktura sxemasi keltirilgan.

BQ - boshqarish qurilmasi, TIS - taʼminot ijro sistemasi, TM – tashqi muhit; - informatsion oʼzaro taʼsir, , - material-energetik oʼzaro taʼsir va aloqalar.
Intellektual robotning boshqarish qurilmasi (BQ) robotga intellektuallik xususiyatini ta`minlaydi va tashqi muhit bilan faol va maqsadli informatsion oʼzaro ta`sirlarni bir necha komp`yuterlar asosida amalga oshiradi.
BQ si quyidagilardan tashkil topadi: sensor qurilmasi (6), u tashqi muhit va robotning holati boʼyicha informatsiya bilan ta`minlaydi; muloqot qurilmasi (7) robotning operator bilan va tashqi muhitdagi funksional qurilmalar bilan dialogi uchun xizmat qiladi; sun`iy intellekt (5) obrazlarni bilish, ma`lum predmet sohasidagi bilimlarni yigʼish va ishlatishga xizmat qiladi; hisoblash qurilmasi (4) boshqarish programmalarini shakllantiradi; programmalarni oʼzgartirish qurilmasi (3) boshqarish programmalarini oʼzgartiradi va manipulyator yuritmalarini, harakatlanish qurilmasini, tashqi muhitdagi texnologik jihozlarni boshqarish uchun kerakli holga keltiradi; tashqi muhit (9) – real mavjud fizik muhit, robot u bilan informatsion va energetik oʼzaro ta`sirda boʼladi. Аgar robot ishlab chiqarish sharoitida ishlatilsa, unda robotning tashqi muhitiga operator, boshqa robotlar, texnologik jihozlar, texnologik jarayonlar, transport sistemalari, energiya ta`minoti sistemalari va boshqalar kiradi.
Hozirgi vaqtda jahonda intellestual robotlarning ayrim turlari yaratilgan. Masalan, АQShninhg “Sheyki” va Yaponiyaning “Xivip” roborlari. Ular maʼlum predmet saohasida tashqi miuhitni oʼzining sensor qurilmalari yordamida qabul qiladi, axborotlarni qayta ishlab qaror qabul qiladi va tashqi muhitga moslashib, ayrim intellestual masalalarni echa oladi.