Чтобы использовать эти показатели для сравнения вариантов решений РТК, необходимо для каждой комбинации искомых параметров уметь определять количественные значения показателей эффективности, т. е. необходимо установить функциональную зависимость показателей эффективности от заданных и искомых параметров РТК. Определение такой зависимости является весьма сложной задачей. Кроме того, необходимо иметь в виду следующее: при близких во всех сравниваемых вариантах решений РТК производительности, общей организации работы близкими оказываются также и большинство составляющих показателей эффективности.
Исключением является составляющая, отражающая дополнительные капитальные затраты в роботы. Эти капитальные затраты в различной степени зависят от тех или иных параметров роботов. Так, по мере убывания степени влияния параметров роботов на дополнительные капитальные затраты эти параметры могут быть ранжированы следующим образом:
1. количество роботов, количество и протяженность ходов степеней подвижности;
2. сложность кинематики;
3. количество точек позиционирования;
4. скорости перемещения;
5. вылеты схватов относительно центра робота.
После введения исходных и исковых параметров н критериев задача проектирования РТК сводится к следующему. При заданных исходных данных и ограничениях необходимо найти такую комбинацию искомых параметров РТК, которая обращает показатель эффекта в максимум. Подобные задачи в теории исследования операции решают различными методами математического программирования. Но применение этих методов к решению задачи проектирования РТК оказывается затрудненным из-за большой их размерности, а также сложности ограничений, функциональных связей и целевой функции (ограничения, связи и целевые функции имеют форму нелинейных выражений, логических функций, алгоритмов и т.п.).
Задача проектирования РТК существенно упрощается, если отыскивать приближенное решение, отличающееся от точного следующим:
– рассматриваются не все возможные решения, а только те из них, которые соответствуют типовым организационным н компоновочным решениям, применяемым в практике робототехники;
– выбираются решения не по общему критерию, а по частным ранжированным критериям: минимизации количества роботов, числа степеней подвижности роботов и их ходов, скоростей, количества точек позиционирования, вылетов и т. д. Причем значимость всех критериев меньшего ранга предполагается малой по сравнению с критериями более высокого ранга.
Эти допущения позволяют значительно облегчить решение задачи выбора компоновки РТК за счет уменьшения количества рассматриваемых вариантов.
В целом в результате решения задачи проектирования РТК в данной постановке можно найти количество и параметры роботов, обеспечивающие автоматизацию технологического процесса наилучшим образом по тому или иному критерию. Затем найденные параметры сравнивают с характеристиками выпускаемых промышленностью моделей роботов и выбирают наиболее подходящие из них для роботизации рассматриваемого производства. Так же определяют необходимый объем модернизации роботов для приспособления к специфике данного применения.
Возможны и другие постановки задачи проектирования. Например, выбор по какому-то критерию роботов из числа существующих без учета возможностей их модернизации или создания новых моделей: использование в качестве критериев сравнения решений наибольшей производительности при ограничении допускаемых затрат на автоматизацию технологического процесса.
Задача проектирования РТС является весьма сложной из-за необходимости выбора большого количества зависящих друг от друга параметров. Поэтому проектирование РТК строится следующим образом. Всю проектируемую систему разбивают на отдельные части, которые можно затем решать последовательно или параллельно. Такая декомпозиция задачи позволяет во многих случаях свести ее к более простому линейному проектированию. Однако из-за ярко выраженной взаимосвязи различных частных задач полностью линейное проектирование РТК осуществить весьма сложно. Поэтому по мере необходимости используют итеративные методы решения, когда в процессе выполнения очередных этапов проектирования необходимо возвращаться к пересмотру ранее принятых решений. Следует также максимально использовать накопленный опыт робототехники; сначала выбрать из числа известных типы решений РТК и только затем по соответствующим этим типам решений зависимостям определять числовые параметры РТК.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.