Повышение эффективности информационно-измерительных и управляющих систем робототехнических транспортных установок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат технических наук Резько, Антон Павлович

• Резько, Антон Павлович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Резько, Антон Павлович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ областей применения РТУ

1.2. Разработка технических требований, предъявляемых к РТУ и их компонентам

1.3. Разработка обобщенной структурной схемы ИИУС РТУ

1.4. Постановка цели и задач исследования

Выводы

Глава 2. ОПТИМИЗАЦИЯ ТРАЕКТОРИЙ ДВИЖЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК

2.1. Математическая постановка задачи оптимизации движения РТУ

2.2. Технологическое обеспечение решение задачи оптимального движения РТУ

2.3. Алгоритм решения задачи оптимального движения

Выводы

Глава 3. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМЫ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРИВОДОВ РТУ

3.1. Разработка ТТ, предъявляемых к исполнительным приводам РТУ

3.2. Разработка математических моделей исполнительных приводов РТУ

3.3. Анализ и синтез контуров положения ИИУС РТУ

Выводы

Глава 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИИУС РТУ

4.1. Пример практического решения задачи оптимизации по минимуму энергопотребления для РБТ-1

4.2. Исследование динамических характеристик ИИУС РБТ-1 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности информационно-измерительных и управляющих систем робототехнических транспортных установок»

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация производства - это процесс в развитии приборостроительного производства, при котором часть или весь комплекс операций по качественному преобразованию состояния исходного сырья, управлению и контролю, ранее выполнявшиеся человеком, передаются автоматическим устройствам и приборам.

Основная цель автоматизации производства - повышение производительности труда, улучшение качества выпускаемой продукции, создание условий для разумного использования ресурсов производства, соблюдение норм экологии, обеспечение высокого социального и культурного уровня общества [1]. Различают частичную, комплексную и полную автоматизации производства.

Частичная - автоматизация рабочего цикла машины, создание машин-автоматов и полуавтоматов

Комплексная автоматизации производства - создание автоматических участков, цехов и заводов, которые функционируют как единый взаимосвязанный автоматический комплекс. Она целесообразна в условиях высокоразвитого производства на базе прогрессивной технологии и методов организации и управления с применением ЭВМ и других надежных технических средств и оборудования, включая промышленные роботы, действующие по заданной им самоорганизующейся программе при общем контроле за работой всего комплекса со стороны человека или ЭВМ.

Полная автоматизации производства предусматривает управление комплексно-автоматизированным производством без участия человека; проводится, когда производство рентабельно, устойчиво, а при изменившихся условиях имеется научно-техническая база, позволяющая адаптироваться в автоматическом режиме на полный цикл производства по выпуску новой продукции, что характерно для гибкого автоматизированного

производства (ГАП) [2].

При определении степени автоматизации производства учитывается экономическая эффективность и целесообразность автоматизации исходя из конкретных условий производства.

Автоматизация производства претерпевает новый качественный скачок, что выражается в разработке компонент, комплексов и новых систем гибкого автоматизированного производства, основанных на использовании станков с ЧПУ, промышленных роботов, математических моделей и средств вычислительной техники.

Создание средств, станков счисловым программным управлением (ЧПУ), робототехники обусловило создание базы для автоматизации серийного, мелкосерийного и единичного производства, а также для перехода к гибкому автоматизированному производству (далее ГАП) и к массовому внедрению гибких производственных систем (далее ГПС).

Гибкое производство - это такое производство, в котором представляется возможность за короткое время и при минимальных затратах на том же оборудовании без перерыва производственного процесса и не останавливая оборудования переходить на производство других изделий произвольной номенклатуры в пределах технических возможностей и технологического назначения оборудования.

Функционирование ГПС обеспечивают две группы элементов: производственно-технические функциональные элементы ГАП, составляющие производственно-технологическую часть ГПС; электронно-вычислительные функциональные элементы ГАП, составляющие информационно-вычислительную и управляющую часть ГПС.

Основными элементами производственно-технологической частиГПС являются:

гибкий производственный модуль (ГПМ);

роботизированный технологический комплекс (РТК) и система

обеспечения.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) - это единица технологического оборудования промышленного робота и средств оснащения для производства изделий произвольной номенклатуры, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все производственные функции, имеющая возможность встраиваться в более сложную систему.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) - это совокупность единиц технологического оборудования от 3 до 10 станков ЧПУ, роторов и средств их оснащения.

Система обеспечения функционирования ГПС включает автоматические системы: транспортно-складскую, инструментального обеспечения, слежения за состоянием инструмента, обеспечения надёжности качества продукции, удаления отходов производства.

Дальнейшее развитие ГПС создало более сложные гибкие системы в виде гибких производственных комплексов (ГПК), гибких автоматизированных линий (ГАЛ), гибких автоматизированных цехов (ГАЦ) и гибких автоматизированных заводов.

Как уже отмечалось, гибкие автоматизированные производства позволяют быстро переходить от обработки одного изделия к другому, одновременно выполнять различные операции. Гибкие автоматизированные производства применяются в различных формах, определяемых требованиями производства, для обработки самых разнообразных деталей станков, двигателей, транспортных машин, турбин.

Обладая широкой гибкостью, ГАП обеспечивает высокую производительность оборудования, приближающуюся к уровню производительности автоматический линий и линий, скомпонованных из специализированных станков. Основной показатель ГАП - степень гибкости производственной системы -это неоднозначный, многокритериальный

показатель. В зависимости от конкретно решаемой задачи ГАП выдвигаются различные аспекты гибкости:

машинная гибкость - простота перестройки технологического оборудования для производства заданного большого количества изделий каждого наименования;

- технологическая гибкость - способность системы производить заданное большое количество деталей каждого наименования при различных вариантах технологического процесса;

- структурная гибкость - возможность расширения ГАП за счёт введения новых дополнительных технологических модулей, а также объединение нескольких систем в единый комплекс;

- гибкость по объёму выпуска - способность системы экономично изготавливать изделия каждого наименования при разных объёмах партий запуска и может быть охарактеризована минимальным размером партии, при котором использование системы остаётся экономически эффективным;

- гибкость по номенклатуре - способность системы к обновлению выпуска продукции, характеризуется сроками и стоимостью подготовки производства деталей нового наименования.

Следует отметить, что одним из важнейших процессов в ГПС является процесс перемещения грузов, от которого во многом зависит производительность всей системы.

Перемещение грузов на предприятиях происходит в двух связанных между собой зонах - изготовления и хранения продукции. Под зонами изготовления продукции понимаются площади производственных подразделений (участков, линий, цехов), на которых размещено оборудование для выполнения технологических операций. Зоны хранения продукции (механизированные склады) обычно организуются в составе крупных производственных подразделений (цехов, групп смежных цехов) и служат для приема и выдачи готовых изделий, материалов, инструмента и др.

Зоны изготовления и хранения связаны между собой грузопотоками и снабжаются соответствующими подъемнотранспортными средствами [1]. Характер перемещения грузов для тех и других зон имеет определенные специфические отличия. Так, в зонах изготовления грузы перемещаются в основном в горизонтальных направлениях, а расстояния перемещений относительно велики, грузопотоки по расположению мест загрузки-разгрузки и по виду грузов достаточно разнообразны. Зоны хранения современных крупных предприятий, оснащенные преимущественно высотными стеллажами, требуют перемещения грузов в равной мере по вертикали и горизонтали, имеют стабильные места разгрузки-загрузки и сравнительно ограниченную номенклатуру грузов по их массе и форме (обычно это поддоны, контейнеры и т. п.).

Особенности перемещения грузов в различных зонах определяют разнообразие применяемых в них подъемно-транспортных средств. В зонах изготовления используются надземные (мостовые и другие краны, монорельсовые тележки с электроталями, подвесные конвейеры) и наземные (конвейеры, рельсовые и безрельсовые тележки) машины. В зонах хранения находят широкое применение так называемые стеллажные краны-штабелеры. В современных условиях, когда проявляется устойчивая тенденция перехода к гибким автоматизированным производствам, важнейшее значение приобретает роботизация технологических процессов перемещения грузов в зонах изготовления и хранения продукции [2].

К основным направлениям такой роботизации относятся: совершенствование подъемно-транспортных машин путем дополнительного оснащения устройствами автоматики или их замена специальными подъемно-транспортными роботами;

установка ПР в местах загрузки-разгрузки конвейеров, платформ, транспортных тележек;

использование автоматических средств, рельсового и безрельсового

напольного транспорта, главным образом, робокаров; применение программно-управляемых стеллажных кранов-штабелеров на складах.

Рассмотрим подробнее сущность этих направлений роботизации.

Большинство грузоподъемных кранов, применяемых для выполнения подъемнотранспортных операций, относится к кранам с гибким подвесом груза, т.е. их грузоподъемное устройство (обычно крюк), расположенное на свободном конце канатного грузового полиспаста, при работе крана может совершать колебания относительно вертикальной оси. Если рассматривать кран как манипуляционную систему, то последняя обеспечивает три переносные степени подвижности (перемещение крана вдоль пути, перемещение грузовой тележки вдоль моста крана и подъем-опускание крюка), позволяющие установить крюк в любую точку рабочего пространства. Автоматическое позиционирование крюка в заданную точку рабочего пространства обеспечивается достаточно отработанным способом -размещением по степеням подвижности датчиков (например, бесконтактных индукционных), подающих сигналы в систему управления о фактических положениях крюка в пространстве. Для автоматической зацепки-отцепки груза крюк можно оборудовать навесным захватным устройством. Учитывая невысокую точность позиционирования, снижаемую также возможными отклонениями крюка на канатах, в качестве навесных захватных устройств можно использовать электромагниты, пневмозахваты и, в меньшей степени, некоторые типы механических захватов [3].

Расширению функциональных возможностей кранов роботов с гибким подвесом груза препятствует трудность реализации ориентирующих степеней подвижности. В этом смысле более перспективными являются краны с жестким подвесом груза - специальные краны-роботы.

Широко используемые для подъемно-транспортных операций монорельсовые тележки с электроталями имеют тоже гибкую подвеску груза, что резко снижает их манипуляционные возможности и затрудняет (хотя не

исключает) применение в качестве автоматизированных средств перемещения грузов. Учитывая эту особенность тележек с электроталями, а также их сравнительно небольшую грузоподъемность, при роботизации технологических процессов перемещения грузов их стремятся заменить специальными транспортными ПР. Базой для последних являются подвесные монорельсовые тележки, к которым снизу ("вниз головой") прикрепляют манипулятор с переносными и ориентирующими степенями подвижности, что расширяет возможности захватывания и укладки грузов. Управление такими транспортными роботами производится с пульта, на котором оператором задаются "адреса" мест приема и укладки грузов.

Узкими местами в транспортных потоках всегда являлись узлы перегрузки продукции с одного транспортного средства на другое -с конвейера на транспортную тележку и наоборот, укладка поступающих по конвейеру грузов в тару, а также другие перегрузочные операции. Во многих случаях эти операции до сих пор выполняются вручную [4, 5].

При роботизации в таких узлах устанавливаются перегрузочные ПР, не требующие обычно специальной конструкции. Для перегрузки пригодно большинство универсальных ПР. Рабочий процесс роботов, занятых перегрузкой, в значительной мере соответствует процессу вспомогательных ПР, т.е. он заключается в переносе груза с одной позиции (позиции захвата) -ч на другую (позицию установки) без особых промежуточных манипуляций,

что позволяет считать процесс достаточно простым.

Однако в отличие от ряда процессов вспомогательныхПР работа перегрузочных роботов осложняется нестабильностью расположения позиций захвата и установки грузов, поскольку последние приходится брать с непрерывно движущихся конвейеров, укладывать в разные места по объему тары и т.п. Для нормального функционирования ПР в этих случаях в систему его управления должна поступать четкая информация о положении грузов на взаимодействующих с ПР устройствах - конвейерах, таре, столах,

кантователях и т.д., что может потребовать их оборудования датчиками той или иной конструкции [6].

Следует отметить, что при погрузочно-разгрузочных работах с транспортными средствами общего назначения (грузовые автомобили, железнодорожные вагоны и др.) использование промышленных роботов в автоматическом режиме затруднено, поэтому в таких случаях более целесообразным является применение манипуляторов, по структурной схеме напоминающих МС роботов, но управляемых вручную со специальных пультов. Для удобства контроля захвата грузов органы управления этими манипуляторами могут располагаться непосредственно на рабочем органе.

Для перемещения грузов на значительные расстояния (например, в пределах цеха или из одного цеха в другой) и по различным трассам в последние годы все шире используются роботизированные транспортные устройства (РТУ), в особенности безрельсовые автоматические тележки -робокары, заменяющие обычные сопровождаемые водителями электрокары и электропогрузчики. Робокара представляет собой самоходную безрельсовую тележку, автоматически движущуюся по заданной трассе и останавливающуюся в местах загрузки-разгрузки с помощью специальных устройств маршрутослежения - механических, оптических, индукционных и

ДР-[7].

На трассе движения робокары намечаются и кодируются характерные узловые точки - места остановок, перекладок, ответвлений, трассы и др. - и оборудуются светоотражающими, электромагнитными, либо иными информационными устройствами, с которыми взаимодействуют при подходе к ним датчики внешней информации робокары. В результате сигналы от датчиков направляются в управляющую компьютерную систему, где на основании программы с учетом текущей информации обратных связей формируются команды управления дальнейшими действиями робокары. Задание программы осуществляется с помощью клавишного пульта,

установленного на робокаре. При большом числе робокар и сложной разветвленной трассе управление их согласованными движениями осуществляется со стационарного центрального пульта Последний оборудуется средствами программирования, а также световым табло, отражающим схему трассы и положение робокар на трассе в каждый данный момент [8].

Как упоминалось ранее, современные зоны хранения (склады) оборудуются высотными стеллажами, имеющими до нескольких десятков горизонтальных и вертикальных рядов ячеек, в которых размещаются грузы (обычно в поддонах, контейнерах и другой подобной таре). С целью экономии общей площади, занимаемой складом, проходы между стеллажами делаются минимальными. В таких условиях наиболее эффективно для перемещения грузов использование стеллажных кранов-штабелеров, которые по своей общей конструктивной схеме существенно отличаются от других грузоподъемных кранов, оборудованы системой программного управления и являются, по существу, кранами-роботами. Они имеют низкую двухколесную ходовую балку, перемещающуюся по наземному рельсу, установленному в проходе между стеллажами. На ходовой балке установлена высокая колонна, в верхней части которой смонтированы горизонтальные ролики, контактирующие со специальными направляющими. Вдоль колонны перемещается грузоподъемник (каретка), оборудованный захватом для груза Кран связан кабелем управления со стационарным пультом, который включает в свой состав компьютерное! устройство, позволяющее оператору программировать работу крана [9].

Работа крана заключается в захвате груза с исходной позиции (единственной для данного крана) и размещении груза в одной из заданных программой ячеек или в перемещении груза из какой-либо ячейки на исходную позицию. Подача грузов на исходную позицию из цеха (зоны изготовления) и обратно производится другими подъемно-транспортными

средствами - конвейерами, робокарами и т.п. Стеллажный кран-штабелер оборудуется системой датчиков, информирующей систему управления о положении захвата относительно ячеек стеллажей.

а основании вышеизложенного можно отметить следующее [10]:

робокары позволяют оперативно изменять транспортно-технологические маршруты при перестройке и реконструкции на предприятии; освободить производственные площади от транспортных устройств. Применение робокаров снижает затраты на погрузочно-разгрузочные и транспортно-складские работы. Выход из строя одного робокара не выводит из строя всей системы, а прокладка трассы для него в 10 и более раз дешевле, чем сооружение конвейера. Робокары снижают затраты на погрузочно-разгрузочные и транспортно-складские работы, уменьшают долю затрат на эти виды работ в себестоимости готовой продукции.

Учитывая важность РТУ, становится понятным внимание к ним со стороны как потребителей так и производителей такой техники - фирм «Интрансмаш» (НРБ — ВНР), «Daifuku» (Япония), «ErnstWagner» (ФРГ), «DIP» (Италия), «Roela» (Финляндия), «JungheinrichSmelt» (ФРГ— СФРЮ), «Cisa» (Италия), «VanNelle» (Нидерланды), «ChristianDior» (Франция), «Coca Cola» (США) и т.Рассмотрим еще одну важную проблему, связанную с применением РТУ.

В настоящее время удаленное управление мобильным внутрицеховым транспортом зачастую производится оператором в супервизорном режиме. Как показал отечественный и зарубежный опыт разработки и использования мобильных роботов (РТУ), системы супервизорного дистанционного управления имеют ряд принципиальных недостатков и ограничений, основными из которых являются следующие [6, 11]:

— к каналу связи предъявляются повышенные требования по надежности, обусловленные необходимостью непрерывного участия человека-оператора в процессе управления;

— радиус действия дистанционно управляемого РТУ ограничен зоной уверенного радиообмена между пультом и объектом управления:

— существует возможность зашумления радиоканала,

— создаваемый навигационный маршрут не является оптимальным.

— скорость реакции оператора может превышать опасные допустимые пределы реагирования и ниже скорости реагирования автоматизированных систем.

Поэтому дальнейшее развитие автоматизации процесса маршрутизации мобильных роботов, связано с повышением автономности РТУ за счет передачи функций, выполняемых человеком-оператором, бортовым средствам. Такая «интеллектуализация» РТУ требует комплексного решения бортовыми средствами следующих основных задач:

— дистанционное определение геометрических и опорных характеристик зоны маневрирования;

— определение текущих координат и ориентации РТУ;

— формирование оперативной (локальной) и тактической (глобальной) моделей внешней среды с учетом оперативной (показания бортовых датчиков и сенсоров) и априорной (картографические данные) информации о районе маневрирования;

— планирование целенаправленных траекторий движения на оперативном и тактическом уровнях;

— отработка планируемых траекторий движения;

— контроль и диагностика программно-аппаратных средств бортовой системы управления и двигательной установки.

При дистанционном управлении РТУ они двигаются только повторяя

движения управляющих механических сигналов от оператора. Применяют их

14

в основном для работы в экстремальных условиях. Но при этом человек не свободен от напряженного ручного труда, что приводит к быстрой его утомляемости и медленному выполнению операций.

Устранить недостатки дистанционного управления МР позволит применение интерактивных систем. Существуют три основных типа интерактивных систем управления: автоматизированные, супервизорные и диалоговые.

В автоматизированных системах происходит расчленение выполняемых операций: часть их осуществляется РТУ автоматически, а другая часть выполняется человеком.

Важным для практического применения на промышленных предприятиях видом автоматизированных систем являются системы, в которых автоматические режимы управления (программные или адаптивные) чередуются с копирующими. В такой комбинированной системе оператор выполняет две функции:

1) включает и переключает программы режимов управления РТУ;

2) переключает на режим управления в экстремальных ситуациях (например, попадание в аппарат посторонних предметов, поломка оборудования и т.п.).

При супервизорном режиме управления оператор руководит РТУ, способным самостоятельно выполнять по определенным программам (жестким или адаптивным) отдельные элементы операций. Поэтому оператор, наблюдая за обстановкой (например, на экране дисплея) и зная общую задачу, оставляет за собой анализ ситуации и принятие решения, соответствии с этим он подает команды или включает те или иные программы, которые затем выполняются МР в автоматическом режиме.

Диалоговый режим [6,10] предполагает более совершенную систему управления роботом. Если в супервизорном режиме робот выполняет команды оператора, то в диалоговом режиме организуется активное взаимодействие робота с человеком. Все движения исполнительного устройства робота осуществляются автоматически, но планирование этих движений производится ЭВМ совместно с оператором.

Автоматические системы управления различаются средствами очувствления, принципами адаптации и уровнем развития элементов искусственного интеллекта [6,11].

В автоматических системах управления функции оператора состоят в обучении, запуске и периодическом наблюдении за работой РТУ.

Под маршрутизацией понимают автоматизированное геометрическое моделирование траектории движения МР в пространстве или на плоскости. Исходная информация об окружающей среде представляется моделями, а алгоритмы решения задач представляются в виде программ.

Вопросами маршрутизации различных транспортных устрйств занимается много фирм и организаций.

Однако, несмотря на такой интерес и огромное количество конкретных образцов РТУ, много конкретных вопросов проектирования как самих РТУ, так и для их элементов остались нерешенными.

В первую очередь это касается задач определения оптимальных по какому-либо критерию (быстродействию, точности, энергоэффективности и др.) траекторий движения робокар, во многом определяющих эффективность их применения[11].

Во вторую очередь это касается электроприводов РТУ, входящих в состав их информационно-измерительных и управляющих систем (ИИУС),

определяющих энергетические, скоростные и точностные характеристики РТУ [12].

Решение этих задач изложено в 4-х главах, заключении, библиографическом списке и приложениях.

В первой главе проведен обзор схем существующих РТУ с анализом их технических характеристик, разработана обобщенная функциональная схема ИИУС РТУ и технические требования, предъявляемые к ней и ее компонентам, сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе сформулирована технологическая и математическая задача оптимизации движения РТУ а также разработан алгоритм решения задачи оптимального движения.

В третьей главесформулированы техническиетребования, предъявляемые к исполнительным приводам РТУ. Разработаны их математические модели в виде структурных схем. Проведен анализ основных динамических характеристик контуров положения электроприводов при контурном режиме работы. Также проведено исследование работы взаимосвязанной ИИУС РТУ.

В четвертой главе проведен анализ работы некоторых практических разработок ИИУС РТУ. Разработан алгоритм наладки системы электроприводов, обеспечивающий одинаковость их добротностей.

В заключении изложены основные результаты работы, научные и практические.

В Приложении приведены принципиальная электрическая схема электропривода ПРШ-102 (аналоговый вариант) и представлен акт внедрения результатов работы.

Заключение диссертации по теме «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)», Резько, Антон Павлович

Выводы

1. С помощью предложенного метода оптимизации траекторий движения, основанного на методе парных замещений, достигается существенное улучшение показателей РТУ (либо экономии электроэнергии, либо повышение быстродействия).

2. Технические показатели РБТ-1 полностью соответствуют предъявляемым к такому классу устройств требованиям по быстродействию и точности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.На основании анализа известных ИИУС РТУ выявлены основные тенденции развития ИИУС роботизированных транспортных устройств, заключающиеся в использовании замкнутых по положению электроприводов совместно с управляющим вычислительным устройством, осуществляющим решение различных транспортных и оптимизационных задач.

2. Разработана обобщенная структура ИИУС РТУ, позволяющая адекватно определять как состав системы, так и взаимодействие отдельных элементов системы и их влияние на общие показатели качества всего РТУ.

3. Для повышения качества РТУ были определены технические требования, которым должны удовлетворять ИИУС РТУ, выбрана структура и метод настройкиконтуров положения электроприводов.

4. Разработана математическая модель электропривода, входящего в состав ИИУС РТУ, позволяющая получить оптимальный по критерию быстродействия и точности контур положения, с учетом перспектив расширения области их применения.

5. Разработана математическая модель системы из 2-х электроприводов, входящих в состав ИИУС, позволяющая учитывать ограниченную емкость аккумуляторной батареи.

6. Предложен метод определения оптимальных по какому-либо критерию (обычно быстродействию или энергозатратам) траекторий движения РТУ, использующий математический аппарат теории графов с соблюдением принципа парных замещений.

7. Разработана методика, реализующая предложенный метод определения оптимальных траекторий движения РТУ.

8. Предложен конкретный тип регулятора положения, обеспечивающий настройку контура положения на симметричный оптимум, реализованный в аналоговом и цифровом виде.

9. Проведены конкретные расчеты траекторий движения РТУ типа РБТ-1, оптимальных по энергозатратам и быстродействию, для исследований, проводимых на опытной площадке ОАО «ЦНИТИ».

10. Проведены испытания контуров положения электроприводов, входящих в состав ИИУС РТУ типа РБТ-1, подтвердивших повышение точности не менее чем в 2 раза.

11. Проведены исследования влияния ограниченной емкости аккумуляторной батарей на показатели качества ИИУС РТУ типа РБТ-1, показано, что разряде батареи более чем на 20% необходимо ограничивать токи электродвигателей, или, что тоже самое, ускорение перемещения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Резько, Антон Павлович, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Белянин П.Н. Промышленные роботы и их применение. - М.: Машиностроение, 1983. - 311 с.

2. Асфаль Р. Роботы и автоматизация производства/ Пер. с англ. М.Ю. Евстигнеева и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 446 с.

3.Бурдаков С.Ф., Дьяченко В. А., Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов. М.: Высш. шк., 1986. - 264 с.

4. Власов С.Н., Позднеев Б.М., Черпаков Б.И. Транспортные и загрузочные устройства и робототехника: Учебник для техникумов по специальности «Монтаж и экусплуатация металлообрабатывающих станков и автоматических линий». - М.: Машиностроение, 1988. - 144 с.

5. Гавриш А.П., Ямпольский Jl.С. Гибкие робототехнические системы. Киев: Вища школа, 1989. - 497 с.

6.Воротников С.А. Информационные устройства робототехнических систем: учеб.пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению "Механотроника и робототехника". - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005.-382 с.

7. Бурдаков С. Ф., Мирошник И. В., Стельмаков Р. Э. Система управления движением колесных роботов. СПб. Наука, 2001. - 228 с.

8. Галактионов А.И. Представление информации оператору (Исследование деятельности человека - оператора производственных процессов). - М.: Энергия, 1969. - 136 с.

9. Гданский Н.И., Мальцевский В.В., Засед В.В., Михайлов A.A. Автономная идентификация положения и ориентации мобильных объектов во вредных и опасных средах // Химическое и нефтегазовое машиностроение. №12, 2006.-с. 34-36.

10. Информационные и управляющие системы роботов. Сборник научных трудов под ред. Д.Е. Охоцимского. М.: Институт математики им. М.В. Келдыша АН СССР, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 1982. - 211 с.

11. Гданский Н.И., Мальцевский В.В., Засед В.В. Маршрутизация мобильных средств в автоматизированных транспортных системах химических производств // Труды IV Международной научно-практической конференции. 2007,- с. 267-276.

12. Системы цифрового и адаптивного управления роботов: Учеб.пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Роботы и робототехн. системы" А. В. Тимофеев, Ю. В. Экало; М-во образования Рос. Федерации.С.-Петерб. гос. ун-т аэрокосм, приборостроения СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та , 1999 - 247 с.

13. Робот. Компьютер. Гибкое производство: [Сб. ст.]/ АН СССР; [Ред.-сост. И авт. Предисл.И.М. Макаров]. - М.: Наука, 1990. - 168 с.

14.Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9 кн. / Под ред. И. М. Макарова. - М. :Высш. шк., 1986-. - 20 см. [Кн.] 7: Гибкиеавтоматизированныепроизводства в отраслях промышленности / [И. М. Макаров и др.]. - М. :Высш. шк., 1986. - 175 с. : ил.

15. Мехатроника / Т. Исни, И. Симояна, X. Инодэ и др. М.: Мир, 1988. -550 с.

16. Мехатроника, автоматизация, управление = Mechatronics, automation, controlMechatronics, automation, control: первая Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием, Рос. Федерация, г. Владимир, Владим.гос. ун-т, 28-30 июня 2004 г.: труды [Редакторы: В. Ф. Коростелев, Н. Б. Филимонов] М. : Новые технологии , 2004 (ВООО ВОИ ПУ Рост - 508 с.

17. Кузьмин С. Т.Основные направления автоматизированных процессов с применением промышленных роботов: Труды семинара "Опыт и перспективы применения ПР и манипуляторов на предприятиях отрасли". М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986,- с. 11-12.

18. Каталог подъемно-транспортных машин и складского оборудования, выпускаемого предприятиями бывшего СССР. Составители H.H. Торубаров, A.C. Обручников. Фонд научно-технической, инновационной и творческой деятельности молодежи России. 1993. - 124 с.

19. Комплексная автоматизация производства в приборостроении ни базе робототехнических станков с ЧПУ, гибких производственных модулей и роторных линий/ Всесоюзный науч.-исслед. и техн. Ин-т приборостроения. ВНИИ проибор. МНПО «Темп», труды. Вып. 10./ Редкол. АА. Нестеров./- М.: 1987,- 175 с.

20. Заединов Р.В. Управление роботами на основе быстроменяющейся информации:Дис. канд. техн. наук. - М., 2003. - 249 с.

113

21. Управление роботами и робототехническими системами : Учеб.пособие Е.И. Юревич; М-во образования Рос. Федерации. С.-Петерб. гос. техн. ун-т, Центр, науч.-исслед. и опытно-конструкт. ин-т робототехники и техн. кибернетики СПб. : Изд-во СПбГТУ , 2001 - 167с.

22. Управление роботами: Основы упр. манипуляц. роботами : Учеб.для студентов вузов, обучающихся по специальности "Роботы и робототехн. системы" C.JI. Зенкевич, A.C. Ющенко М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2000 - 399 с.ил.,24 см. - Библиогр.: с. 384-388. - Указ.. - ISBN 5-7038-1339-5

23. Юревич Е.И. Основы робототехники: Учебник для втузов. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1985. -271 с, ил.

24. AutonomousrobotvehiclesI.J. Сох, G.T. Wilfong, ed. ;Forew. byT. Lozano-PerezNewYorketc. : Springer , Cop. 1990 - XXVI, 462 c.

25. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям / В.Г. Градецкий, В.Б. Вешняков, СВ. Калиниченко, Л.Н. Кравчук. М.: Наука, 2001. - 359 с.

26. Предко Майк, Устройства управления роботами: схемотехника и программирование : [архитектура микроконтроллеров PICmicro, упр. исполн. устройствами, подключение периферийн. устройств, датчиков, детекторов] Майк Предко; [пер. с англ. Земскова Ю. В.] Пер.:.-New York [ect.], [2003] (сор.) 0-07-140851-7 (англ.)

27. Кузьмин С. Т.Основные направления автоматизированных процессов с применением промышленных роботов: Труды семинара "Опыт и перспективы применения ПР и манипуляторов на предприятиях отрасли". М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986,- с. 11-12.

28. Кулаков Ф.М. Супервизорное управление манипуляционными роботами. М.: Наука, 1980. - 448 с.

29. Комплексная автоматизация производства в приборостроении ни базе робототехнических станков с ЧПУ, гибких производственных модулей и роторных линий/ Всесоюзный науч.-исслед. и техн. Ин-т приборостроения. ВНИИ проибор. МНПО «Темп», труды. Вып. 10./ Редкол. АА. Нестеров./- М.: 1987,- 175 с.

30. Корнеев И.Г. Система управления с переменной структурой для мобильного робота. В сб. тезисов докладов восьмой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», т.2, -М., из-во МЭИ, 28 февраля-01 марта, 2002, 224 е., с.88-89.

31. Заединов Р.В. Управление роботами на основе быстроменяющейся информации: Дис. канд. техн. наук. - М., 2003. - 249 с.

32. Кулаков Ф.М. Супервизорное управление манипуляционными роботами. М.: Наука, 1980. - 448 с.

33. Пол Р. Моделирование, планирование траекторий и управление движением робота-манипулятора. -М.: Наука. 1976. - 103 с.

34. Предко Майк, Устройства управления роботами: схемотехника и программирование : [архитектура микроконтроллеров PICmicro, упр. исполн. устройствами, подключение периферийн. устройств, датчиков, детекторов] Майк Предко; [пер. с англ. Земскова Ю. В.] Пер.:.-New York [ect.], [2003] (сор.) 0-07-140851-7 (англ.)

35. Системы цифрового и адаптивного управления роботов: Учеб.пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Роботы и робототехн. системы" А. В. Тимофеев, Ю. В. Экало; М-во образования Рос. Федерации. С.-Петерб. гос. ун-т аэрокосм, приборостроения СПб. : Изд-во С.-Петерб. унта , 1999 - 247 с.

36.ГОСТ 28336-89. Системы производственные гибкие. Робокары. Основные параметры.

38. Пшихопов В.Х. Позиционное, субоптимальное по быстродействию управление мобильным роботом. В журнале национальной Академии наук Украины «Искусственный интеллект», 2001, № 3, с. 490-497.

39. Рейнгольд Э., Нивергельт Ю., Део Н. Комбинаторные алгоритмы. Теория и практика. Пер. с англ. - М.: Мир. 1980. - 476 с.

40. Реклейтис Г. и др. Оптимизация в технике. В 2 кн.. Пео. с англ. В.Я. Алтаева, В.И. Моторина. - М.: Мир. - 1986, - 22 см.

41. Софиева Ю.Н., Цирлин A.M. Условная оптимизация. Методы и задачи. -М.: Едиториал УРСС, 2003. - 144 с.

42. Управление ГПС: Модели и алгоритмы/ Под общ. Ред. Академика АН ССР СВ. Емельянова. - М.: Машиностроение, 1987. - 368 с, ил.

43. Фоке А., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. -М.: Мир, 1982. — 304 с.

44. Цирлин A.M. Методы усредненной оптимизации и их приложения. М: Наука; Физматмет, 1997. - с. 304.

45. Proceedings of the 2000 IEEE International symposium on intelligent control : Held jointly with the 8th IEEE Mediterranean conf. on control & automation, July 17-19, 2000, Univ. of Patras, Greece Ed.: Peter P. Groumpos [et al.] Patras : Lab. for automation & robotics. Dep. of electrical a. computer engineering.Univ. ofPatras , [2000] - XVIII, 24, 393.

46. Ермолов И. JI. Синтез движений технологических роботов для операций с движущими объектами на основе метода компьютерной алгебры: Дис. ... канд. техн. наук: 05.02.05. - М., 1997. - 190 с.

47. Ильин В. А. Алгоритм планирования поведения интегральных роботов в условиях неполной информации о структуре внешней среды/ Сиб. физ.-

техн. Ин-т им. В.Д. Кузнецова. Под ред. A.M. Корикова. - изд-во Томск, унта, 1990.-269 с, ил.

48. Лаздынь C.B., Секирин А.И. Совершенствование методов управления автоматизированными технологическими комплексами механообработки на основе объектно-ориентированного подхода и генетических алгоритмов.// Научные труды Донецкого государственного технического университета. Серия: Вычислительная техника и автоматизация, выпуск 38. - Донецк: ДонГТУ, 2002.

49. В.М. Кутрейчик Генетические алгоритмы. - Таганрог: Изд. ТРТУ, 1998. - 242с.

50. О.М. Калин, С.Л.Ямпольский, Л.В.Песков - Моделирование гибких производственных систем. - К: Техника, 1991 - 180 с.

51. Пупков К.А., Коньков В.Г. Интеллектуальные системы. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003.- 348 с.

52. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики. Учебное пособие для вузов.- 3-е издание. -М.: Энергоатомиздат, 1987.- 496 с.

53. Михалевич B.C., Кукса А.И. Методы последовательной оптимизации. -М.: Наука, 1983.-208 с.

54. Овчаров Л.А. Прикладные задачи теории массового обслуживания. -М.: Машиностроение, 1969. - 342 с.

55. Дроздов Е.А. Оптимизация структур цифровых автоматов. М.: «Сов. Радио», 1975.-352 с.

56. Вентцель Е.С Введение в исследование операций. М. : Наука. - 1964. -184 с.

57. Горшков А.Ф. Метод замещений. - М.: КноРус, 2004.- 184 с.

58. Горшков А.Ф., Гуров А. К. Методика синтеза алгоритмов управлениягибкими производственными модулями роботизированных комплексов / Техническая кибернетика, 1990, №6. С. 225-232.

59. Кнауэр И.Б., Руабхи Н., В.В.Слепцов, Минимизация времени сборки в РТК. Ж. "СТИН", №9, 1999г., с. 3-5.

60. Слепцов В.В., Руабхи Н., Слепцов Т.В. Метод «замещений» в задачах оптимизации структурно- функционального синтезаробототехнических комплексов. Ж-л«Информационные технологии», №3,1999г., с. 18-22.

61. Слепцов В.В., Бекасова Л.Н. Исследование показателей качества следящих электроприводов универсального промышленного робота РПМ-25. Известия Высших Учебных Заведений «Приборостроение», ХУЛ, №2, изд. ЛИТМО, 1984 - с.26-29.

62. В.Б. Амурский, В.К.Гарипов, В.В.Слепцов, А.Г.Полываный. Электрические машины и электропривод. Учебное пособие. М.: Новый Центр, 2007.-100 с.

63. Слепцов В.В., Баранов А.Г., Глейзер Л.Я. Устройство позиционирования исполнительных органов робота. Авт. свидетельство №1068889, 1983 г.

64. Слепцов В.В. Техническое обслуживание, наладка и ремонт электромеханических промышленных роботов (учебное пособие).Москва, «Машиностроение», 1989, -48 е..

65. Слепцов В.В. Электрические машины в приборных устройствах. Конспект лекций (учебное пособие). Москва, МГАПИ, 1997,- 46с..

66. Терехов В.М. Системы управления электроприводов: Учебник для студентов высших учебных заведений - М.: Издательский центр «Академия», 2005.-304 с.

67. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов: Учебное пособие для ВУЗов. - Челябинск: Издательство ЮУРГУ, 2001. - 358 с.

68. Электроприводы промышленных роботов. Концепция проектирования. / В.В. Слепцов, В.И. Картавцев, A.A. Лукин. Под ред. Слепцова B.B. М.: 2003.-76 с.

69. Обрабатывающее оборудование нового поколения. Концепция проектирования. / B.JI. Афонин и др.; Под ред. B.JI. Афонина. М. Машиностроение, 2001. - 256 с.

70. Теория систем автоматического регулирования. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Изд. «Наука», М., 1972, 768 с.

71. ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА. Теория автоматического регулирования. Книга 1. Математическое описание, анализ устойчивости и качества систем автоматического регулирования. Под ред. В. В. Солодовникова. Изд.»Машиностроение», 1967, 770 с.

72. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов: Учебное пособие для ВУЗов. - Челябинск: Издательство ЮУРГУ, 2001. - 358 с.

73. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер A.C. Теория автоматизированного электропривода. - М.: Энергия, 1979. - 616 с

74. РуабхиНасир, Слепцов В.В. Методика проектирования электроприводов для гибких производственных систем. Сборник научных трудов «Приборы, контрольно-измерительные системы автоматизации и управления». М.: МГАПИ, 1999. - С. 18-28.

75. Т.И. Андреев, A.M. Лебедев, И.А. Гачик, В.М. Козин, Ф.Д. Кочубиевский, Ю.К. Пестряков. Комплектные следяще-регулируемые электроприводы постоянного тока для автоматизированных станков и машин. /В кн. Автоматизированный электропривод. Под общ. Ред. И.И. Петрова, М.М. Соколова, М.Г. Юнькова. М.: Энергия, 1980. - с. 245-249.

76. А.Т. Баранов, Г.К. Боровин, В.В. Слепцов. Моделирование на ЭВМ следящих электроприводов промышленного робота РПМ-25. Препринт №15 за 1985 г. ИПМ АН СССР им. М.В.Келдыша, Москва. - 26 с.

77. Система управления электроприводов. Учебник для вузов. Осипов О.И., Терехов В.М. - М.: Академия, 2005 г. - 304 с.

78. Промышленная робототехника / A.B. Бабич и др. Под ред. Я.А. Шифрина. - М.: Машиностроение, 1982 - 415 с.

79. Картавцев В.П., Климентьева C.B. Регулируемый по скорости электропривод с идентификатором состояния вместо датчика скорости. Труды XII международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», Алушта, МЭИ, 2003. - с. 215 - 216.

80. Электропривод летательных аппаратов: Учебник авиационных вузов/В.А. Полковников и др. Под ред. В.А. Полковникова. - М.: Машиностроение, 1990 - 352 с.

81. Г.К. Боровин, В.В. Слепцов, В.К. Гарипов. Исследование методом математического моделирования показателей качества электроприводов постоянного тока с преобразователями серии ПРШ. Препринт №189 за 1988 г. ИПМ АН СССР им. М.В.Келдыша, Москва, 24 с.

82. РуабхиНасир, Слепцов В.В. Применение идентификаторов состояния в следящих системах промышленных роботов. Сборник научных трудов «Приборы, контрольно-измерительные системы автоматизации и управления». М.: МГАПИ, 1999. - С. 29-36.

83. Проектирование следящих систем двустороннего действия / Под ред. В.С.Кулешова.- М., Машиностроение, 1980.-300 с.

84. Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ./ Под ред. В.С.Медведева.- М.: Машиностроение, 1979.-367 с.

85. Метод корневого годографа в теории автоматических систем. Удерман Э.Г. Изд.-во «Наука», М., 1972. 448 с.

86. Кулешов B.C., Дакота H.A. Динамика систем управления манипуляторами. М., «Энергия», 1971. 304 с.

87. Сафонов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов. М.: Энергоатомиздат, 1990.- 179 с.

88. И.С.Аршинов, А.В.Бирюков, О.В.Слежановский и др. Унифицированные цифровые и цифро-аналоговые средства и системы управления автоматизированными электроприводами. В ^.»Автоматизированный электропривод». М.: «Энергия», 1980,- с.193-198.

89. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров. М.: Радио и связь, 1983.- 752

с.

90. Сидоров К.Т., Пирогов В.В. Математическое моделирование динамики транзисторного сервопривода с двигателем постоянного тока.- В кН. «Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем: сборник статей.-Пенза: ПГТУ, 1996, с.41-44.

91. Справочник по автоматизированному электроприводу./ под ред. В.А.Елисеева, А.В.Шинянского. -М.: Энергоиздат, 1983.-616 с.

92. Г.Олссон, Д.Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. СПб.: Невский Диалект, 2001.- 260 с.

93. Следящие приводы. / Е.С.Блейз, Ю.А.Данилов и др., М.: Энергия, кн.2, 1976-384 с.

94. ГОСТ 27803-91. Электроприводы регулируемые для металлообрабатывающего оборудования и промышленных роботов. Технические требования.

95. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями./ О.В.Слежановский, Л.Х.Дацковский и др. М.: Энергоатомиздат, 1989 -256 с.

121

96. Микропроцессорное управление программами движения взаимосвязанных электроприводов. А.И.Беляев, А.Ф.Курмашев, О.А.Соколов. Автоматизированный электропривод / Под ред. Н.Ф.Ильинского, М.Р.Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990.- с.324 - 328.

97. Электропривод летательных аппаратов: Учебник авиационных вузов/В.А. Полковников и др. Под ред. В.А. Полковникова. - М.: Машиностроение, 1990 - 352 с.

98. Сапрыкин Л.Т., Миленький М.Н. Лазерные машины серии МЛ -новое поколение технологических комплексов для обработки материалов. Ж. «Высокие технологии», №4, 2002, с.4-12.

99. Хрущев В.В. Электрические микромашины. М.: Энергия, 1969.- 286 с.

100. В.В.Слепцов, В.Г.Лукашкин, В.К.Гарипов, А.Е.Аблаева, С.О.Мелкова. Информационно-измерительные и управляющие системы лазерных технологических установок. Концепция проектирования. М.: МГУПИ.- 104 с.

101. ГОСТ 28336-89. Системы производственные гибкие. Робокары. Основные параметры.

102. ГОСТ 959 2002. Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия.

103. В.Г.Лукашкин, В.К.Гарипов, А.Г.Полываный, В.В.Слепцов. Современные автоматизированные средства измерений, контроля и управления. М.: МГУПИ, МКВИ, 2011,- 688 с.

104. В.Г. Каган. Электропривод с предельным быстродействием для систем воспроизведения движений. М. : Энергия, 1975. - 240 с.

105. В.В.Слепцов, В.К.Гарипов. Распределенные информационно-измерительные системы в гибких автоматизированных производствах. Концепция проектирования. М.: МГУПИ, 2004.-150 с.

106. Гарипов B.K. Принципы построения распределенных информационно-измерительных систем./ Измерительные приборы и системы. М.: МГАПИ, 2003,- с.121-134.

107. Зерний Ю.В. Основы точности и управления качеством в приборостроении. Учебное пособие. М.: МГАПИ, 2004, - 188 с.

108. Каталог ОАО «Текон». [e-mail]

109. Г.К.Боровин, В.К.Гарипов, В.В.Слепцов. Математическое моделирование электропривода с положительной обратной связью по скорости. Препринт №143, М.: ИПМ им. М.В.Келдыша АН СССР, 1980, 27 с.

110. Лукашкин В.Г., Гарипов В.К., Полываный А.Г., Слепцов В.В. Современные автоматизированные средства измерений, контроля и управления. М.: МГУПИ, МКВИ, 2011.-688 с.

111. Бирюков A.B., Богданов A.B., Кутлер Н.П. и др. Дискретные датчики систем управления электроприводами. В кн. Автоматизированный электропривод. М.: Энергия, 1980 с 198 - 206.

112. Высокоточные преобразователи угловых перемещений / Э.Н. Асиновский,

113. Устройства и элементы систем автоматизированного проектирования и управления. Техническая кибернетика. Книга 1/Под ред. В.В. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1973 - 671 с.

114.35. Бриндли К. Измерительные преобразователи. Справочное пособие. Пер. с англ. -М.: Энергоихдат, 1991.