ИССЛЕДОВАНИЕ  ВХОДНЫХ  ЯЗЫКОВ  ПРОМЫШЛЕННЫХ  РОБОТОВ  НА  ОСНОВЕ  ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО  ПОДХОДА

Тугелов  Данияр

9  «а»  класс,  школа  №  6,  РФ,  г.  Новый  Уренгой

Ратникова  Инна  Эдуардовна

научный  руководитель,  учитель  русского  языка  школа  №  6,  РФ,  г.  Новый  Уренгой

Латышев  Виктор  Александрович

научный  консультант,  канд.  тех.  наук,  доцент  кафедры  ЕНОТД  филиала  Тюменского  государственного  нефтегазового  университета,  РФ,  г.  Новый  Уренгой

E-mail: 

Введение.

В  настоящее  время  во  всех  продвинутых  странах  мира  набирает  силу  «четвертая  индустриальная  революция».  Считается,  что  первые  три  промышленные  революции  произошли  в  результате  механизации,  электрификации  и  компьютеризации  производства.  Сейчас  внедрение  в  производственную  сферу  цифровых  и  информационно-коммутационных  технологий  (в  частности,  «интернета  вещей  и  услуг»),  применения  новых  материалов  и  робототехники,  открывает  эру  четвертой  промышленной  революции.  Лидерами  являются  США,  некоторые  страны  ЕС  и  Китай.  России  важно  не  отстать  от  эпохального  процесса  и  найти  достойную  нишу  в  этом  процессе.  Проблема  выбора  профессии  всегда  стоит  перед  выпускником.  Получение  инженерного  образования  дает  возможность  участия  в  реализации  перспективных  научно-технических  направлений  индустриальной  революции.  Одним  из  критериев  качества  инженерного  образования  является  практическая  подготовка  школьников  и  выпускников  с  учетом  современных  требований  производства,  которое  определяется  уровнем  автоматизации  с  использованием  систем  автоматического  управления  на  основе  средств  вычислительной  техники  и  промышленных  роботов.  Применение  промышленных  роботов  приводит  к  повышению  производительности  труда,  сокращению  количества  обслуживающего  персонала  и  улучшению  качества  выпускаемой  продукции,  обеспечивая  высокую  точность  ведения  технологических  процессов.  На  первом  этапе  изучения  и  применения  робототехники  необходимо  ознакомиться  с  наиболее  простыми  —  цикловыми  системами  управления  промышленных  роботов.  Поэтому  я  сформулировал  цель  своей  работы:  показать  практическое  применение  лингвистического  подхода  к  изучению  входных  языков  промышленных  роботов.

Задачи:

1.  Ознакомиться  с  техническими  характеристиками  цикловых  систем  управления  промышленными  роботами.

2.  Изучить  режимы  работы  цикловых  систем  управления  промышленными  роботами  и  основы  программирования.

3.  Составить  программу  работы  робота.

4.  Выполнить  анализ  грамматики  команды  входного  языка.

Методы:  теоретический,  наблюдение,  описательный  и  анализ.

Цель  исследования:  разработать  надежную  программу  управления  промышленным  роботом.

Объект  исследования:  промышленный  робот  МП-9С.

Основная  часть.

Система  циклового  управления  (СЦУ)  промышленного  робота  МП-9С  предназначена  для  управления  манипулятором  с  позиционированием  по  конечным  выключателям  —  упорам  [2]. 

Основные  технические  характеристики: 

·     число  управляемых  звеньев  манипулятора  —  до  4,

·     число  звеньев  управляемых  по  упорам  -  путевому  принципу  —  до  4,

·     число  технологических  команд  —  до  6,

·     число  кадров  программы  —  до  30.

Пульт  управления  предназначен  для  оперативного  управления  устройством  и  отображения  состояния  робота.  Переключатели  пульта  управления  обеспечивают  задание  четырех  режимов  работы:  РУЧНОЙ,  КОМАНДА,  ЦИКЛ  и  АВТОМАТ.

  Управление  подвижными  органами  манипулятора  и  контроль  положения  исполнительных  органов  (звеньев)  при  помощи  табло  индикации  возможно  в  режиме  РУЧНОЙ.  В  режиме  КОМАНДА  устройство  обеспечивает  отработку  одного  кадра  программы,  набранной  на  панели  программ.  Режим  ЦИКЛ  предназначен  для  однократного  исполнения  всех  кадров  программы.  В  режиме  АВТОМАТ  устройство  обеспечивает  многократную  отработку  программы  цикла  робота.

  Один  кадр  программы  соответствует  одному  шагу  циклограммы  робота.  Кадр  программы  записывают  в  виде  двух  команд,  набираемых  для  каждого  шага,  на  верхнем  и  нижнем  поле  панели  программ.  Переход  к  следующему  шагу  происходит  только  после  отработки  команд  управления  звеньями  манипулятора.

  В  таблице  1  представлен  пример  программы  типового  цикла  работы  манипулятора.

Таблица  1.

Команды  программы  типового  цикла  работы  манипулятора

Суть  лингвистического  подхода  при  изучении  входных  языков  промышленных  роботов  заключается  в  следующем.  СЦУ  и  её  входной  язык  описываются  с  использованием  лингвистических  средств  (на  соответствующем  языке).  Применение  методов  теории  синтаксического  анализа,  перевода  и  компиляции  имеет  следующие  преимущества  перед  обычно  принятым  методом  алгоритмического  представления  программно-математического  обеспечения  [1]:

·     языковые  преобразования  на  уровне  трансляции  в  достаточной  мере  формализованы  и  содержат  в  себе  мощные  средства  отбора  недопустимых  ситуаций  на  уровне  лексики,  синтаксиса  и  семантики,

·     словарь  входного  языка  является  средством  отображения  функциональных  возможностей  системы  управления.

Для  задания  распознающих  грамматик  требуется  задать  алфавиты  (множества)  терминалов  и  нетерминалов,  набор  правил  вывода,  а  также  выделить  в  множестве  нетерминальных  символов  начальный.  Итак,  грамматика  G  определяется  четверкой  символов:  G  =  {  T,  N,  P,  α  },

·     Т  —  алфавит  терминальных  символов,

·     N  —  алфавит  нетерминальных  символов,

·     P  —  набор  правил  вида:  «левая  часть  »  →  «правая  часть»,  где:

  *  «левая  часть  »  —  непустая  последовательность  терминалов  и    нетерминалов,  содержащая,  по  крайней  мере,  один  нетерминал,

  *  →  символ  порождения.

  *  «правая  часть»  —  любая  последовательность  терминалов  и    нетерминалов, 

·     α  —  начальный  символ  грамматики.

В  цикловых  системах  управления  промышленными  роботами  наиболее  плодотворно  применение  автоматных  грамматик  [3].  Рассмотрим  грамматику  входного  языка,  определяющего  выполнение  команды  ВПЕРЕД  ПОДЪЕМ. 

Терминальный  алфавит:  Т  =  {9,  8,  7,  6,  5,  4,  3,  2,  1,  0}

Нетерминальный  алфавит:  N  =  {команда,  число,  цифра}

Правила:  1.  Команда  →  число

2.  Число  →  цифра  число

1. Цифра  →  0  |  1  |  2  |  3  |  4  |  5  |  6  |  7  |  8  |  9  |

Начальный  нетерминал:  Команда.

Существование  вывода  для  некоторого  слова  является  критерием  его  принадлежности  к  языку,  определяемому  данной  грамматикой.  Конечная  строка,  в  этом  случае,  полностью  состоит  из  терминалов.

1.  Команда  →  число  (Правило  1)

2.  Число  →  цифра  число  (Правило  2)

3.  Число  →  1  число  (Правило  3)

4.  Цифра→  1  1  (Правило  3)

Результат  вывода  грамматики  —  это  команда  11.

Заключение

Тестирование  программ  управления  промышленным  роботом  показало  работоспособность  предложенного  лингвистического  подхода.  Использование  формальных  методов  проектирования  входных  языков,  по  нашему  мнению,  обеспечивает  исключение  двусмысленных  толкований  описания  режимов  работы  промышленных  роботов  и  действий  операторов,  сокращает  время  изучения  правил  работы  с  клавиатурой  пультов  управления,  что  приводит  в  итоге  к  высокой  степени  надежности  эксплуатации  цикловых  систем  управления  манипуляторами.

Список  литературы:

1. Ахо  А.,  Ульман  Д.  Теория  синтаксического  анализа  и  перевода  (пер.  с  англ.)  /  Под  ред.  Курочкина.  М.:  Мир,  1978.  —  612  с.
2. Иванов  Ю.В.,  Лакота  Н.А.  Гибкая  автоматизация  производства  РЭА  с  применением  микропроцессоров  и  роботов.  Учеб.  пос.  М.:  Радио  и  связь,  1997.  —  460  с. 
3. Латышев  В.А.  Моделирование  элементов  процессорных  систем  управления  технологическим  оборудованием.  Технологические  системы,  техника.  Первая  электронная  международная  научно-техническая  конференция.  Сб.  тр.  Тула,  2002,  —  с.  375.