Наш коллега - робот

К профессиям промышленных очувствленных роботов недавно добавилась еще одна — дегустатор питьевой воды. В Берлине сейчас установлены шесть таких роботов, которые через определенные промежутки времени берут из водопроводной сети пробы воды и в считанные секунды проводят ее анализ. Данные анализа тут же сообщаются на центральный диспетчерский пункт водного хозяйства столицы ГДР.

Как мы уже говорили, роботы первого поколения не умеют «брать» заготовки, лежащие в беспорядке, «навалом», специальная же укладка деталей в определенном порядке — операция ручная, она снижает общий уровень производительности труда. Кроме того, в используемой для этого специальной таре с ячейками детали, как правило, должны укладываться в один слой, а это требует увеличения тары и объемов складов.

Вот если бы можно было поставить перед роботом ту же тару, которой пользуются на заводе! Для этого, однако, надо решить довольно сложную задачу распознавания образов — «узнавания» — и последующего ориентирования деталей. Экспериментальные «умные» роботы справляются с этой работой хорошо, однако до «прописки» в цехе им еще далеко. Производственную деталь вообще распознать трудно: она может быть покрыта грязью и окалиной, по-разному освещаться, неожиданно бликовать. Правда, производство — это не совсем неупорядоченная система. Во-первых, здесь оперируют деталями, часто имеющими достаточно правильную форму, во-вторых, мы вправе потребовать введения некоторых элементов порядка, которые хотя и будут носить частный характер, однако могут привести к резкому упрощению задачи.

«Иногда кибернетики, занимающиеся проблемами „очувствления“ роботов, не чувствуют особенностей производства и работают над отвлеченными проблемами, интересными с точки зрения математики, но далекими от практики. Например, сортировка деталей различной формы или размеров, уложенных в один ящик.

Но ведь такой ситуации производственники всячески избегают. Зачем смешивать то, что потом придется сортировать? Задача „узнавания“ детали тоже не слишком актуальна. На производстве всегда можно ввести в систему управления робота полные сведения о геометрии деталей, которые ему поданы, ведь и рабочему вместе с заготовками дается чертеж. Правда, есть разновидность этих задач, имеющая практический смысл, — определение положения известной детали», — говорит ведущий конструктор ЭНИМС С. Житомирский.

Если форма детали известна заранее, то ее положение можно проанализировать, употребив некоторые искусственные приемы, которые позволяют обходиться более простыми алгоритмами.

Вот, например, как подошли к решению такой задачи специалисты французской фирмы «Акма»: для экспериментов были выбраны заготовки деталей подвески автомобиля — отливки сложной формы. Опыты показали, что на плоскости любая такая деталь может лежать только пятью разными способами, причем каждое положение, будучи отображенным на телеэкране, занимает разную площадь. Таким образом, получив изображение тела, по размеру его площади ЭВМ сразу «узнавала» расположение детали. Дополнительные расчеты давали достаточную информацию для того, чтобы робот мог захватить и сориентировать деталь.

Да, робот второго поколения обладает несомненно более сильным интеллектом. В чем же он проявляется?

Во-первых, в том, что робот выполняет функции, заложенные в нем при «рождении», в очень широком диапазоне условий, не снижая точности и качества работы.

Во-вторых, он всегда, при всех условиях действует в наиболее выгодных оптимальных режимах.

Рассмотрим пример из области сварки. Рабочий сваривает любые изделия из материала различной толщины, изменяя режим сварки и выбирая электроды на глазок. Опытный сварщик делает это мастерски, хотя и медленно; менее опытный может ошибаться, следствием чего явится брак. Робот первого поколения, действующий по «жесткой» программе, производит сварку намного быстрее человека, но он не меняет режимов работы.

Если толщина пришедшей к нему детали немного изменилась, он, не обладая соответствующими чувствительными элементами, просто «не знает» этого. Следовательно, быстрота операций возрастает, но с качеством дело обстоит хуже: если допуск на поступающие изделия очень широк, то доля брака может даже увеличиться.

Робот-сварщик второго поколения с помощью специальных устройств «осматривает» деталь, оценивает изменения ее внешних параметров, затем автоматически настраивается на такой режим работы, который обеспечивает наивысшее качество сварки.

Другой робот, имеющий специальность контролера, проверяет работу «сварщика». От такого объединения роботов в комплексе получается значительный выигрыш.

«Узкие места» технологического процесса довольно часто проявляются при воздействии сильных помех. Например, при изменении напряжения в сети может резко ухудшиться качество — в результате появится брак. Роботы второго поколения должны «парировать» подобные помехи. Но для этого они должны быть снабжены датчиками, сигнализирующими о тех или иных отклонениях, и логическими устройствами, обрабатывающими полученную информацию и изменяющими режим работы.