Статья опубликована в рамках: XXVII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 16 декабря 2014 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Машиностроение

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Неустроев И.С., Федоткин Р.Э. АНАЛИЗ ГРАММАТИКИ ВХОДНОГО ЯЗЫКА ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА НА ОСНОВЕ ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО ПОДХОДА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XXVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 12(26). URL: http://sibac.info/archive/technic/12(26).pdf (дата обращения: 18.10.2019)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

 

АНАЛИЗ  ГРАММАТИКИ  ВХОДНОГО  ЯЗЫКА  ПРОМЫШЛЕННОГО  РОБОТА  НА  ОСНОВЕ  ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО  ПОДХОДА

Неустроев  Иван  Сергеевич

Федоткин  Роман  Эдуардович

студенты  3курса  кафедры  ЕНОТД  филиала  ТюмГНГУ  в  г.  Новый  Уренгой,  РФ,  Ямало-Ненецкий  автономный  округ,  г.  Новый  Уренгой

Латышев  Виктор  Александрович

научный  руководитель,  канд.  тех.  наук,  доцент  кафедры  ЕНОТД  филиала  ТюмГНГУв  г.  Новый  Уренгой,  РФ,  Ямало-Ненецкий  автономный  округ,  г.  Новый  Уренгой

E-mailviklat@yandex.ru

 

В  настоящее  время  внедрение  в  производственную  сферу  цифровых  и  информационно-коммутационных  технологий  (в  частности,  «интернета  вещей  и  услуг»),  а  также  применение  новых  технологий,  материалов  и  робототехники  открывает  эру  четвертой  промышленной  (индустриальной)  революции.  Считается,  что  первые  три  промышленные  революции  произошли  в  результате  механизации,  электрификации  и  компьютеризации  производства.  Лидерами  являются  США,  Китай  и  некоторые  страны  ЕС.  Российской  Федерации  важно  не  отстать  от  продвинутых  в  этом  вопросе  стран  и  найти  достойную  нишу  в  эпохальном  процессе.  Проблема  выбора  профессии  и  места  работы  всегда  стоит  перед  выпускником  технического  вуза.  Получение  инженерного  образования  дает  возможность  участия  в  реализации  перспективных  научно-технических  направлений  индустриальной  революции.  Одним  из  критериев  качества  инженерного  образования  является  практическая  подготовка  школьников,  студентов  и  выпускников  вузов  с  учетом  современных  требований  производства,  которое  определяется  уровнем  автоматизации  с  использованием  процессорных  систем  автоматического  управления  на  основе  средств  вычислительной  техники  и  применением  промышленных  роботов.  Промышленный  робот  —  это  автоматическая  машина,  состоящая  из  исполнительного  устройства  в  виде  манипулятора,  имеющего  несколько  степеней  подвижности,  и  системы  программного  управления,  которые  служат  для  выполнения  в  производственном  процессе  двигательных  и  управляющих  функций.  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  конструкциями  пневматических  промышленных  роботов,  оснащенных  программными  системами  управления  [4,  с.  33].

Цель  работы:  разработать  надежную  программу  управления  промышленным  роботом  типа  MП-9C.

Задачи:  1)  Ознакомиться  с  функциональными  возможностями  манипулятора  промышленного  робота;  2)  Изучить  режимы  работы  цикловой  системы  управления  и  основы  программирования;  3)  Составить  программу  работы  робота;  4)  Выполнить  анализ  грамматики  команды  входного  языка.

Система  управления  промышленного  робота  МП-9С  относится  к  категории  программных  систем  управления,  функционирующих  по  заранее  заданной  программе,  и  предназначена  для  управления  манипулятором  с  позиционированием  по  путевым  выключателям  —  упорам  [2,  с.  37].

Основные  технические  характеристики:

·     число  управляемых  звеньев  манипулятора  —  до  4,

·     число  звеньев,  управляемых  по  упорам  -  концевым  выключателям  —  до  4, 

·     число  программируемых  выдержек  времени  —  1,

·     диапазон  регулирования  выдержки  времени,  с  —  0…7,

·     число  кадров  программы  (определяется  размерами  панели  программ)  —  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  контрольположения  исполнительных  органов  (звеньев)  при  помощи  табло  индикации  возможно  в  режиме  РУЧНОЙ.  B  режиме  КОМАНДА  устройство  обеспечивает  отработку  одного  кадра  программы,  набранного  на  панели  программы.  Режим  ЦИКЛ  предназначен  для  однократного  исполнения  всех  кадров  программы.  В  режиме  АВТОМАТ  устройство  управления  обеспечивает  многократное  повторение  программы  цикла  манипулятора.

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.

Программа  типового  цикла  работы  манипулятора

Номер  шага

Код  кадра

Наименование  команды

0

00

Исходное  состояние

1

05

Открытие  захватного  устройства

2

11

Подъем.  Вперед.

3

09

Выдержка  времени

4

06

Закрытие  захватного  устройства

5

20

Движение  исполнительного  устройства  назад

6

02

Движение  вниз

7

30

Поворот  вправо

8

01

Вперед

9

05

Открытие  захватного  устройства

10

09

Выдержка  времени

11

06

Закрытие  захватного  устройства

12

20

Движение  исполнительного  устройства  назад

13

04

Поворот  влево

14

01

Вперед

15

98

Переход

 

Суть  лингвистического  подхода  при  изучении  и  анализе  входных  языков  промышленных  роботов  заключается  в  следующем.  Система  программного  управления  манипулятора  и  её  входной  язык  описываются  с  использованием  лингвистических  средств  (на  соответствующем  языке).  Применение  лингвистических  средств  (методов  теории  синтаксического  анализа,  перевода  и  компиляции)  имеет  следующие  преимущества  перед  обычно  принятым  методом  алгоритмического  представления  программно-математического  обеспечения  [1,  с.  25]:

·     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)  терминальных  и  нетерминальных  символов,  набор  правил  вывода,  а  также  выделить  во  множестве  нетерминальных  символов  начальный.  Итак,  грамматика  G  определяется  четверкой  символов:

G  =  {  T,  N,  P,  α  },

где:  Т  —  алфавит  терминальных  символов,

N  —  алфавит  нетерминальных  символов,

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

*  «левая  часть  »  —  непустая  последовательность  терминальных  и  нетерминальных  символов,  содержащая,  по  крайней  мере,  один  нетерминальный  символ,

*  →  символ  порождения.

*  «правая  часть  »  —  любая  последовательность  терминальных  и  нетерминальных  символов,

α  —  начальный  символ  грамматики.

В  программных  системах  управления  промышленными  роботами  наиболее  плодотворно  применение  автоматных  грамматик  [3  с.  375].  Рассмотрим  грамматику  входного  языка,  определяющего  выполнение  команды  ВЫДЕРЖКА  ВРЕМЕНИ.

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

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

Правила:  1.  Команда  →  число  (команда  состоит  из  чисел)

2.  Число  →  цифра  число  (число  содержит  одну  или  две  цифры)

  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  →  0  число  (Правило  3)

4.  Цифра  →  0  9  (Правило  3)

Результат  вывода  грамматики  —  это  команда  09  —  ВЫДЕРЖКА  ВРЕМЕНИ.

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  и  циклов  работы  манипулятора  и  действий  оператора,  сокращает  время  изучения  правил  работы  с  клавиатурой  пультов  управления,  что  приводит  в  итоге  к  высокой  степени  надежности  эксплуатации  программных  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.
  4. Макаров  И.М.,  Топчеев  Ю.И.  Робототехника:  История  и  перспективы.  М.:  Наука;  Изд-во  МАИ,  2003.  —  349  с.

 

Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

Оставить комментарий