автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Алгоритмическое и программное обеспечение для моделирования и управления сборочными роботами

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ II АВТОМАТИКИ

На правах рукописи.

ШТЫКОВ Александр Викторович

АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ II УПРАВЛЕНИЯ СБОРОЧНЫМИ РОБОТАМИ

Специальность 05.13.01 - Управление в технических системах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Московском институте радиотехники, электроники и автоматики.

Научный руководитель : доктор технических наук, профессор

• ШИН В. М.

Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор

МЕДВЕДЕВ B.C.

кандидат технических наук Изосииов Л.Б.

Ведушее предприятие : Московский энергетический институт

Зашита диссертации состоится "_"_ 1992 г. в _

часов на заседании специализированного совета К 063.54.03 при Московском институте радиотехники,' электроники и автоматики по адресу : 117454, г. Москва, проспект Вернадского, дом 78.

О дате зашиты будет сообшено дополнительно.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского института радиотехники, электроники и автоматики.

Автореферат разослан '■/У ^о.р- 1992 г.

Ученып секретарь специализированного —-

совета, кандидат технических наук о Х\)ЪХ)*/ Хохлов Г. И.

(

ОБШЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ . Актуальность темы. Одни» из главных направлени;: работ по ускорению научно-технического прогресса является комп;; -.оная ав-, томатизация технологических процессов на основе применения высо-^Д^йсшроизводительных станков, машин и механизмов, робототехники. В настоящее время наименее роботизированным является сборочное производство, хотя его комплексная роботизация обеспечивает не только повышение качества собираемых изделий, но, что не менее важно, снижает их себестоимость и обеспечивает возможность быстрой смены номенклатуры изделий.

Создание роботизированных сборочных комплексов ( РСК ) является сложной научно-технической задачей, требующей от разработчиков понимания не только технологии сборки, но и навыков программирования, глубоких знаний как в области робототехники, так и в сфере вычислительной техники. Это определяет интерес к разработке комплексов программных средств, позволяющих автоматизировать процесс создания и эксплуатации РСК.

Специфика технологии роботизированных сборочных процессов (СП) предъявляет к сборочным роботам •( СР ) высокие технические требования. Использование в РСК роботов со сложными кинематическими схемами не всегда оправданно. В ряде случаев более эффективно применение в РСК роботов с простой кинематикой, оснащенных сменными рабочими инструментами. При выборе робота для РСК необходимо учесть не только Физические характеристики детален, но и технологию сборки, организацию внешней для робота среды. Процессы разработки технологии сборки изделия и проектирования РСК взаимозависимы и требуют постоянного контакта специалистов-технологов и разработчиков РСК. В реальных условиях промышленного производства создание творческих коллективов, куда входили бы технологи, специалисты в .области робототехники, инженеры-программисты высокой квалификации, крайне сложно. Это определяет актуальность создания программных средств, позволяющих произвести обоснованный выбор типа робота по заданной технологии СП.

Олной из особенностей сборочных производств является сложность собираемых деталей и узлов. В силу этого методы разработки программ управления сборочным роботом, основанные на его непосредственном обучении, находят ограниченное применение, так как требуют использования реального оборудования на стадии создания программ. Использование для разработки программ управле-

ния роботоориентированного языка программирования ( РОЯП ) предполагает привлечение программистов высокой квалификации, которые должны также обладать глубокими знаниями в областях робототехники и технологии СП. Использование при разработке управляющих программ системы автоматизированного программирования ( САПр ) робота, позволяющей, в частности, осуществить моделирование процесса сборки изделия, даст возможность избежать указанных недостатков, свойственных традиционным подходам. Для того, чтобы синтезированная программа управления роботом могла быть использована с различными роботами, необходимо, чтобы САПр формировала программу управления в терминах языка управления роботом.

В настоящее время разработано достаточно большое количество РОЯП, однако, в большинстве своем они являются исследовательскими и не носят прикладного характера. С середины семидесятых годов стали активно развиваться и внедряться в различные отрасли промышленности специально для них созданные языки программирования роботов. Это создало для пользователей робототехнической продукции ряд неудобств, связанных с тем, что им необходимо владеть несколькими языками программирования, так как программа, написанная для одного робота не подходит для робота другого типа. Таким образом, разработка роботоориентированного языка программирования для сборочных роботов, синтаксис которого не должен зависеть от вида кинематической схемы робота, в настоящее время является одной из актуальных задач робототехники.

Целью работы является разработка' алгоритмического и программного обеспечения, обеспечивающего повышение эффективности проектирования РСК и его перенастройки на выпуск новой продукции. Для достижения поставленной цели необходимо решить, в частности, следующие задачи :

- создать модель сборочного процесса, адекватно отражающую особенности технологии роботизированной сборки;

- разработать эффективный алгоритм, позволяющий произвести выбор типа робота по информации, представленной в модели СП;

- разработать алгоритмы для синтеза траекторий движения роботов, учитывающие организацию РСК, а также особенности кинематической схемы робота и его системы управления;

- разработать алгоритм интерполяции траектории движения робота, учитывающий требования технологии СП;

- определить требования к языку управления СР, обусловлен-

ные особенностями СП, и реализовать его на практике.

Методы исследования. В процессе выполнения работ;. ..спользо-вакы теория графов, теория множеств, нетопы аналитической механики, аналитической геометрии и векторного анализа. При создании программного обеспечения использованы методы теории Формальных языков, теория ' структур данных, а также методы структурного программирования и построения диалоговых систем машинной графики. Исследование эффективности разработанных алгоритмов и программ осуществлялось с помощью вычислительных экспериментов, а достоверность созданных моделей проверялась на РСК, в котором , использован робот MENTOR, имеющий ангулярную кинематическую схему и управлявши от персональной ЭВМ.

Научная новизна работы заключается в следующем :

1. Предложена концептуальная модель СП, построенная относительно движений робота при сборке изделия, которая учитывает особенности СП и является основой для созданной САПр роботов.

2. Разработан алгоритм обоснованного выбора типа робота для заданного сборочного процесса.

3. Создан алгоритм синтеза траектории движения роботов, кинематические схемы которых не обладают избыточностью. Алгоритм позволяет найти оптимальную траекторию движения робота в изменяющейся во времени среде.

4. Предложена модификация алгоритма синтеза траектории лля роботов с кинематической схемой произвольной степени сложности, которая обладает большей вычислительной эффективностью по сравнению с базовым алгоритмом.

5. Разработан синтаксис роботоориентированного языка программирования сборочных роботов, обладающий Функциональной законченностью и возможностью его дальнейшего развития и совершенствования. В состав операторов языка включен набор команд, позволяющих управлять качеством движения робота по траектории, выполнять "типовые" сборочные операции.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в разработке комплекса программных средств, позволяющего произвести обоснованный выбор типа робота и автоматизировать процесс создания для него управляющих программ. Использование в качестве входного языка системы языка описания цели движения, ориентированного на описание технологии сборки печатных плат электронной техники, позволило уменьшить трудоемкость разработки

программ управления роботом. Созданный комплекс программны* средств может использоваться при разработке алгоритмического ъ программного обеспечения для моделирования и управления роботом.

Внедрение работы. Разработанная версия комплекса программных средств для обоснованного выбора и автоматизированного программирования сборочного робота использована на Заводе Технологического Оборудования при разработке плана технического переоснащения сборочного производства; внедрена в научно-исследовательском институте точного машиностроения при разработке программногс обеспечения по НИР "Осада ОСЬ 1/1" и ОКР "Основа 91" , а также используется в учебном процессе на кафедре "Проблемы управления" МИРЭА в курсах "Моделирование манипуляционных систем", "Систем! управления роботами" и "Основы конструирования роботов и манипуляторов", вошло в состав базового программного обеспечен^ экспериментальной учебной лаборатории "Гибкое автоматизированное производство", созданной на кафедре "Проблемы управления" i соответствии с Указанием Гособразования СССР N 15 от II.5.1989.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на : Пятой Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых и специалистов "Проблемы совершенствовани: устройств и методов приема, передачи и обработки информации' ( г. Звенигород, 1988 г.), Пятом всесоюзном совещании по робото-техническим системам ( г. Геленджик, 1990 г. ), а также н; научно-технических конференциях МИРЭА 1987 - 1992 гг.

Публикации. По теме диссертационной работы автором опубликовано семь печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит и: введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Обший объем работы составляет 192 стр., включая 126 стр, машинописного текста, 30 рисунков и фотографий на 26 стр., список литературы из 115 наименований на 13 стр., 6 приложений на 20 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирован! цель и основные задачи работы, приводятся обшие характеристик полученных результатов и краткое содержание глав диссертации.

В первой главе диссертационной работы проведен анализ осо бенностей СП и методов их моделирования. В результате проведен ного анализа определены основные положения, составившие основ;

концептуальной модели СП,среди которых можно выделить ледуюшие: робот является основным активным элементов РСК; опре^ллна сфера Функционирования роботов; расположение собираемых „.сталей и узлов упорядоченно; роботы, входящие в состав РСК могут быть оснащены сменными рабочими инструментами (РИ); основные требования к роботу определяются процессами взятия детали из накопителя и ее установки в изделие; многоопераиионный характер СП.

Так как робот является основным активным элементом РСК, модель СП целесообразно строить относительно движений его рабочего инструмента. Сборочный процесс рассматривается как множество последовательно выполняемых сборочных операций. Траекторию движения исполнительного элемента СР при выполнении сборочной операции можно разбить на три участка, соответствующие взятию детали из накопителя, ее Переносу и установке в изделие.

Траектории движения, соответствующие взятию и установке детали зависят от типа сочленения между деталью и накопителем или между деталью и изделием. Требования к виду и параметрам качества траектории движения детали определены действующими нормативами и ГОСТами. Эти траектории будем называть "типовыми".

Траектория, соответствующая переносу детали от накопителя к рабочей позиции, технологией сборки, как правило, не определена. В ряде случаев для нее могут быть заданы параметры качества, например, если деталь должна переноситься без изменения ее ориентации в пространстве.

Предлагается каждый из участков траектории качественно охарактеризовать, определив состав элементарных движений, необходимых для его реализации ( прямолинейные поступательные и вращательные движения относительно осей базовой системы координат ), и параметры качества движения. Пополнительно, каждому участку траектории приписываются два условия : условие начала выполнения движения и условие его окончания.

Предложенные для характеристики СП элементарные движения не зависят от вида кинематической схемы робота, а их совокупность и параметры позволяют определить требования к нему и содержат всю необходимую информацию для синтеза участков траектории, которые не определены ( или определены частично ) технологией сборки.

На основании предложенной концептуальной модели СП разработан алгоритм обоснованного выбора робота. Выбор типа робота для заданного технологического процесса производится в три этапа.

На первом этапе производится анализ выполняемых роботом при сборке типовых траекторий с целью определения необходимых для их реализации элементарных движений и параметров качества этих движений. Из базы данных выбираются те роботы, параметры которых отвечают сформированному в результате анализа "типовых" траекторий вектору требований.

На втором этапе производится проверка реализуемости роботами, выбранными на первом этапе анализа, тех участков траекторий, которые однозначно определены технологией сборки и используемых в ней типами сочленений ( траектории взятия детали из накопителя и ее установки в изделие ). Реализуемость траекторий проверяется путем решения обратной залами кинематики в точках траектории.

Третий этап выбора заключается в синтезе программных траекторий движения рабочего инструмента робота с учетом ограничений его рабочей зоны и конструкции робота.

В результате применения данного алгоритма может быть произведен выбор нескольких роботов, отвечающих требованиям технологии сборки. В этом случае окончательное решение принимает разработчик РСК исходя из эффективности и перспективности применения робота данного типа, условий его технического обслуживания и ряда других критериев, которые не могут быть жестко Формализованы.

Более высокая эффективность с вычислительной точки зрения разработанного алгоритма опеределяется тем, что наиболее сложные процедуры - моделирование движения робота и синтез траектории движения .его звеньев - выполняются на заключительном этапе выбора для относительно небольшой группы роботов.

Вторая глава диссертационной работы посвящена разработке алгоритмов синтеза программной траектории ( СПТ). Результаты проведенного обзора алгоритмов СПТ, результаты которого приведены в этой главе, показывают, что существующие алгоритмы либо, отличаясь высокой вычислительной эффективностью, не позволяют полностью учесть ограничения, обусловленные кинематической схемой робота и объектами его рабочей зоны, либо обладают низкой эффективностью, что ограничивает их применение на практике. На основе проведенного анализа особенностей технологии роботизированной сборки и возможностей существующих алгоритмов СПТ показана целесообразность разработки алгоритмов, учитывающих особенности кинематических схем роботов.

В диссертационной работе предложены два алгоритма СПТ,

первый из которых позволяет произвести синтез оптима:. г ой по времени траектории для роботов, кинематические схемы i:. ,орых не обладают избыточностью, а второй - СПТ для роботов с кинематической схемой произвольной степени сложности.

Так как кинематические схемы роботов, работающих в прямоугольной и цилиндрической системе координат, не обладают избыточностью, то есть каждой точке декартова пространства соответствует одна точка в пространстве их обобщенных координат, то при движении РИ СР в плоскости процедура СПТ сводится к поиску пути изображающей робот точки в двухмерном пространстве R(x,y), в которое отображаются все объекты рабочей зоны робота.

Пространство R(x,y) дискретизируется с шагом с, величина которого определяется максимальной погрешностью представления какого-либо объекта рабочей зоны робота. Если в рабочем пространстве робота есть не только статические, но и динамические объекты, процесс СПТ рассматривается в трехмерном "пространстве-времени" Rt(x,y,t), где х и у коордннаты пространства R(x,y), а t - время. При представлении модели среды в памяти ЭВМ пространство R1" дискретизируется во времени t с шагом ôt, величина которого определяется : <5t=c/V__„, где V„„ максимальная скорость

шах ГЛаХ

сближения робота и какого-либо объекта его рабочей зоны.

Для СПТ предложено использовать метод, основанный на поиске пути минимальной стоимости на ориентированном графе. Время, необходимое для нахождения пути существенно зависит от количества вершин графа и дуг, соединяющих эти вершины. Множество вершин MG графа G определяется по следующим рекуррентным соотношениям :

| SC0) }, t=0; | SCtï j-, t=T;

-j^ г j ( x j, y j, t ) : V ( г j, M ( t-St ) ) = 1 j, 16 ] 0, T/2I ; { rjtxj.yj.tî : V(гj,M(t+5t))=1 j, te[T/2,T[. MG = [J Mit)

Mit) =

t=0

Здесь S(0) и S(T) - исходное и целевое положение РИ робота; r^.y^tj) точка пространства R1" ; V - функция, реализующая условие видимости точки rj из какой-либо точки множества M(t);

из пространства R** исключены точки, принадлежащие препятствиям.

Условие видимости V определяется исходя из расположения объектов в рабочей зоне робота и ограничений на значения обобщенных координат, скоростей и ускорений его звеньев.

Из анализа множества MG можно судить о возможности или невозможности СПТ. Так, траектория не существует, если выполняется хотя-бы одно из условий :

а) V(S(0),M(T))=0;

б) V(S(T),Н(0))=0;

в) если хотя бы одно из множеств H(t) для tel5t,T-5tl является пустым;

г) если для всех rjeM(T/2-5t) выполняется VCгj,МСТ/2))=0.

Для существования траектории достаточно, чтобы хотя бы для

одной rjeM(T/2-<5t) выполнялось V(гj, 1-ИТ/2)) = 1.

Граф видимости G( MG, DG ) имеет множество вершин MG и множество дуг DC, сформированных с учетом монотонного _ возрастания времени t и включающего в себя все отрезки'прямых для

точек которых выполняется : V(г^,) = I, r£eM(k*5t).

Если необходимо синтезировать траекторию минимальной длины, то задачу СПТ можно рассматривать как задачу нахождения на графе G пути наименьшей стоимости, если в качестве веса дуги,.соединяющей точки г1 и Н графа, указать расстояние между ними. Для синтеза траектории, реализация которой потребует наименьшего времени, использован Метод "золотого сечения". Если таких траекторий несколько, из них выбирается траектория с минимальным суммарным весок дуг.

Данный алгоритм эффективен при СПТ для роботов с простыми кинематическими схемами. СПТ для роботов с кинематическими схемами произвольной степени сложности разработан модифицированный алгоритм, основанный на использовании геометрического подхода к решению обратной задачи кинематики и представлении среды робота с помощью стимулов, характеризуемых модальностью, весом, координатами в пространстве и вектором воздействия. Стимулами с положительной модальностью описывается целевое положение робота, а отрицательными - ограничения его рабочей зоны.

Алгоритм СПТ является итерационным, где на каждой итерации определяется приращение положения звеньев робота за некоторый интервал времени 6t, величина которого зависит от положения робота по окончании предыдущей итерации и ограничений его

п

конструкции и рабочей зоны. Направление и величина перемещения робота в декартовом пространстве определяются величиной суммарного воздействия на пего стимулов. Вычисление прирашения значений обобщенных координат манииулг.тора производится путем минимизации Функционала Р :

! О "

где бя - вектор прирашения положения обобщенных координат манипулятора = .... ), бг^-желаемое приращение по-

ложения робота, 5г^ - приращение положения 1-го звена робота, вызванное изменением значения ^ — п обобщенной координаты.

В качестве решения при минимизации Функционала Г выбирается первое приближение, получаемое нетолом покоординатного спуска ( см.рис. ). При вычислении значении обобщенных координат звеньев учтены ограничения кинематической схемы робота.

Среди отличительных особенностей предложенного алгоритма по сравнению с базовым можно выделить следующие : время задано как параметр траектории в явном виде, что дает возможность учесть наличие в рабочей зоне робота динамических объектов; формирование базового пространства, образованного векторами бг ^, на котором минимизируется вектор прирашения положения 1-го звена манипулятора бг1, учтены ограничения на значения обобщенных координат, скоростей и ускорений звеньев робота, а также требования технологии сборки; изменен алгоритм Формирования множества звеньев, которые участвуют в минимизации Функционала Р, что увеличило эффективность СПТ для целевых положений робота, заданных несколькими положительными стимулами.

1

8 г;

8г;

Третья глава диссертационной работы посвяшена созданию комплекса программных средств для автоматизации программирования СР. В качестве входного языка системы использован язык описания цели движения, ориентированный на задание технологии сборки печатных плат электронной и вычислительной техники. Данная САП позволяет произвести обоснованный выбор типа робота лля заданной технологии СП, синтезировать программные траектории движения звеньев робота, осуществить моделирование процесса сборки изделия. Результатом работы созданного программного комплекса является программа управления выбранным CP, синтезированная в терминах РОЯП.

Для выбора робота и синтеза программных траекторий использованы алгоритмы, описанные в первых двух главах диссетраиионной работы. Так как синтезированная траектория задается множеством точек, число которых избыточно, для генерации программы управления роботом предложен алгоритм интерполяции траектории, выделяющий на ней опорные точки. При интерполяции траектории учитываются требования по точности траектории, обусловленные технологией сборки изделия.

Разработанная система автоматизированного программирования сборочных роботов написана на языке программирования С++ и предназначена для эксплуатации на персональной ЭВМ типа PC KT/AT. Использование в качестве языка программирования С++ позволяет без существенных изменений в исходных текстах программ создать версию программного комплекса для ЭВМ-других серий ( PDP, VAX ).

В четвертой главе диссертационной' работы рассмотрены современные РОЯП промышленных • роботов, выявлены их сравнительные достоинства и недостатки с точки зрения удобства разработки программ для СП. Исходя из анализа возможностей языков программирования и требований, предъявляемых к ним технологическими особенностями СП, делается вывод о необходимости создания РОЯП сборочных роботов, синтаксис которого должен отвечать следующим •требованиям : независимостью от типа робота и его системы управ-управления; поддержкой систем очувствления; наличие развитых операций ввода-вывода; наличием средств синхронизации выполнения программы; возможностью управления качеством движения робота; возможностью расширения языка.

Проведенный анализ возможностей современных языков управления роботами показал, что они не отвечают перечисленным требова-

ниям, либо отвечают им не в полной мере. Так, в частности, в языках управления отсутствуют средства лля управления качество!) движения ( скоростью и ускорением движения, точностью позиционирования в точке, точностью движения по траектории и поддержания скорости движения ). Большинство языков программирования, в которых в качестве транслятора с языка используется интерпретатор, не обладают возможностью расширения.

Эти соображения послужили отправной точкой при разработке роботоориентированного языка программирования RCL ( Robot С Language ), для которого в качестве базового использован универсальный язык программирования С++.

Для удобства программирования операций сборки состав типов данных языка С++ был расширен за счет введения специализированных классов данных, которые можно условно разделить на группы :

- Классы общего применения. К этой группе данных принадлежат классы, позволяющие производить арифметические операции над векторами ( VECTOR ), матрицами ( MATRIX. 1IATRIX3, MATRIX4 ) и комплексными числами ( COMPLEX ).

- Классы для описания кинематической схемы манипулятора. Эта группа данных включает в себя классы для описания предпочтительной конфигурации манипулятора, кинематическая схема которого обладает избыточностью ( C0UFIG ), классы лля задания максимальных линейных и обобщенных скоростей и ускорений движения робота ( MAX_SPEED, LINE_SPEED, МАХ_ЛСС, LI(IE_ACC ), точности позиционирования робота ( ST_PREC ), точности движения робота по траектории ( DYH_PREC ) и точности поддержания скорости движения робота ( PD_PREC ), а также класс данных для описания непосредственно кинематической схемы робота ( R0BJITR ).

- Классы данных для описания траекторий движения робота. Эта группа данных включает в себя классы для описания координат точки в рабочем пространстве робота ( POINT ), траектории движения робота ( TRACE ), базовой и рабочей систем координат ( SK, SK_BASE, SK_W0RK ), а также классы лля задания скоростей, ускорений и точности движения по траектории, времени.

Над указанными основными классами данных определены арифметические операции и, где это необходимо, операции преобразования типов данных.

При разработке Функций управления движением CP, использован механизм перегружаемых ( overload ) Функций языка программирова-

ния С++. Благодаря этому синтаксис RCL является компактным и легко доступным для изучения.

В базовой версии RCL имеются следующие команды для управления движением робота и процессом выполнения программы :

- MOVE осуществляет движение CP к точке или по траектории;

- SET устанавливает параметры движения CP по траектории;

- CHANGE команда смены рабочего инструмента;

- СЕТ и PUT выполняют типовые операции по взятию и установке детали;

- CHECKJS СНЕСК_Е предназначены для проверки условий в процессе движения робота, организации операций асинхронного ввода-вывода;

- WAIT приостанавливает процесс выполнения программы; RESET возвращает робото в исходное состояние; STOP останавливает выполнение программы до поступления соответствующей команды от центральной ЭВМ.

В языке программирования RCL предусмотрен встроенный режим отладки программы, что позволяет провести ее верификацию без движения робота, тем самым уменьшая вероятность повреждения робота из-за ошибок в программе.

Использование в качестве базового языка программирования С++ определило возможность расширения языка программирования RCL за счет введения новых типов данных, операций над ними и функций, реализующих движение робота при выполнении им "типовых" сборочных операций.

Созданная версия языка программирования RCL прошла экспериментальную апробацию при управлении роботом Mentor, управляемого от персональной ЭВМ, совместимой с IBM PC XT/АТ/386. Благодаря модульности разработанных программных средств и особенностям синтаксиса RCL, а также тому, что в качестве базового при создании RCL был выбран язык программирования С++, являющийся в значительной степени машинонезависимым, предлагаемый язык управления сборочными роботами может быть использован совместно с роботами других типов.

В приложениях приведены результаты экспериментальных исследований разработанных алгоритмов, исходные тексты основных модулей программных средств и акты о внедрении результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ II ВЫВОДЫ

Результатами выполненных исследований являются :

1. Концептуальная модель сборочного процесса, построенная относительно движений исполнительного органа робота в процессе сборки изделия. Достоинствами использованного полхода к Формированию концептуальной модели СП является то, что модель позволяет учесть особенности технологии СП, а исходной информацией для модели являются типы сочленений деталей, параметры которых определены существующими нормативами и ГОСТами, и последовательность выполнения сборочных операций. Таким образом, формирование модели доступно пользователю, не имеющему глубоких знаний в областях робототехники и программирования.

2. Созданное алгоритмическое и программное обеспечение позволяет произвести обоснованный выбор робота по заданной техноло-логии сборки. Эффективность разработанного алгоритма обусловлена тем, что выбор робота производится в несколько этапов, когда наиболее сложные с вычислительной точки зрения операции выполняются на третьем, заключительном этапе для относительно небольшой группы роботов.

3. Предложенный алгоритм синтеза оптимальной программной траектории в среде с динамическими препятствиями для СР, кинематические схемы которых не обладают избыточностью, позволяет найти траекторию, движение по которой требует наименьшего времени и которая обладает наименьшей длиной. Эффективность алгоритма определяется предложенным способом Формирования множества вершин ориентированного графа, а так:к.е тем, что принципиальная возможность ! или невозможность ) синтеза траектории может быть определена без осуществления СПТ.

4. Модификапированный алгоритм синтеза траектории в среде с динамическими препятствиями для роботов с кинематической схемой произвольной степени сложности обладающий большей вычислительной эффективностью по сравнению с базовым алгоритмом. Отличительными особенностями созданной модификации алгоритма является то, что более полно учтены ограничения СР; улучшена сходимость алгоритма для целей, заданных несколькими положительными стимулами; время, как параметр траектории, введено в явном виде.

5. Синтаксис РОЯП, предназначенного для управления сборочными роботами. Достоинствами языка ИСЬ является значительная независимость его синтаксиса от типа СР и его системы управления,

а также то, что он ориентирован на программирование операций сборки.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях :

1. Штыков A.B. Комплекс программных средств для моделирования сборочных роботов с учетом их динамических параметров // Управление в гибких Производственных системах и робототехнических комплексах : Межвуз. сб. научн. трудов / МИРЭА. - М., 1988. - с. 121 - 125.

2. Винокуров К. Е., Штыков А. В. Комплекс программных средств для моделирования сборочных процессов и систем управления сборочных роботов // Проблемы совершенствования устройств и методов приема, передачи и обработки информации: Тез. докл. межотраслевых научных конференций, совещаний, семинаров / ВИМИ, 1988 г. -с. 90 - 92.

3. Тягунов O.A., Винокуров К. Е., Штыков A.B., Ярошенко Ю. В. Пакет прикладных программ для моделирования задач кинематики ма-нипуляционных роботов // Вопросы управления в гибких автоматизированных производствах и робототехнических комплексах : Межвуз. сб. научных трудов / МИРЭА. - М. - 1986. - с. 55 - 58.

4. Тягунов O.A., Винокуров К. Е., Мелконян П. А., Штыков A.B. Комплекс программных средств для моделирования сборочных процессов и систем управления сборочных роботов // Межвуз. сб. научных трудов / МИРЭА. - И. - 1987. - с. 67 - 69.

5. Тягунов 0. А., Винокуров К. Е., Штыков А. В. Пакет прикладных программ для исследования динамики манипуляиионных роботов // Сб. научных трудов N -I27, М.: Моск. энерг. ин-т, 1987. - с. ПО - 114.

6. Учебная гибкая производственная система. Макаров И.М., Лохин В.М., Винокуров К.Е., Штыков A.B. и др. Микропроцессорные средства и системы, N 2, 1989, стр. 71 - 75.

7. Тягунов O.A., Штыков A.B. Комплекс программных средств для моделирования сборочных проиесов // V Всесоюзное совещание по робототехническим системам. Тезисы докладов. - М.: Институт проблем механики АН СССР, ВИНИТИ АН СССР, 1990 г.- ч.I, с. 130.