Системные принципы создания гибких автоматизированных производств, общие направления автоматизации

Задачи видеоанализа в робототехнике разделяются на двумерные (пло­ские) и трехмерные (объемные), одно- и многопредметные, статические и динамические. При многопредметной задаче в отличие от однопредметной в поле зрения видеосенсора одновременно находится несколько объектов. Цель видеоанализа состоит в получении сжатого описания изображения. Это касается геометрических и качественных характеристик, взаимного расположения объектов. С точки зрения теории информации результатом видеоанализа является резкое сокращение объема данных. Например, изо­бражение размерностью 256×256 точек занимает 8 Кбайт памяти, а размер­ностью 512×512 точек при 16 градациях — уже 128 Кбайт. Если на входе системы видеоанализа объем информации характеризуется величинами рас­сматриваемого порядка, то на выходе, например, при распознавании объек­та, присутствует всего несколько чисел или слов, указывающих на распо­знанный тип.

Анализ произвольного единичного объекта в кадре. Целью анализа является:

распознавание типа объекта независимо от его угловой ориентации, про­
странственного расположения и в заданных пределах от масштабирования;

определение пространственных и угловых координат объекта;

определение геометрических параметров объекта и контроль качества.
Такими объектами могут быть детали, части манипулятора интеграль­
ные схемы (ИС) и т. д.

Анализ нескольких объектов, находящихся в кадре одновременно.

Цели анализа в данной группе задач те же, что и в предыдущей. Вместе с тем дополнительно требуется установить место расположения каждого от­дельного объекта и определить взаимосвязь изображенных объектов. Пусть требуется взять с подающего устройства или со склада строго определен­ную деталь. В поле зрения видеосенсора находятся также части подающего устройства и другого производственного оборудования, которое необходи­мо отличать от требуемой детали. К этой группе задач относится разбор бункера и распознавание печатных текстов. Обширную подгруппу задач составляют задачи контроля. К ним относится визуальный контроль изде­лия, состоящего из нескольких компонент. Когда устанавливается положе­ние одних компонент изделия по отношению к другим, тогда выполняется визуальное определение качества печатных плат и интегральных микро­схем. Электрическое тестирование не позволяет локализовать большое чис­ло дефектов, поэтому его дополняет визуальный контроль. При производст­ве ИС визуальный контроль используется как в процессе нанесения провод­ников, так и перед окончательной заделкой кристалла в корпус. При этом требуется отличать металлизированные точки от фоновых, выделять из це­лостного изображения схемы контактные площадки, определять их коорди­наты, степень отклонения формы от заданной и т. д. Кристалл исследуется на загрязнение, трещины, относительно большие области металлизации, дефекты формы в целом и отдельных контактных площадок, а также на зна­чительное отклонение цветовых уровней.

Анализ схематических изображений. Робото-технические системы, системы автоматизированного проектирования являются компонентами ГАП, поэтому требуется также анализ изображений при вводе чертежей, схем, выполненных от руки, типографским способом или световым пером на дисплее. В этой группе задач распознавание прямых и искривленных линий, условных обозначений электрических элементов и т. д. является не­обходимым этапом. При вводе чертежей, выполненных типографским спо­собом, механическое переснятие изображений в память без распознавания предъявляет чрезмерные требования к объему памяти ЭВМ. Чертежи вво­дятся для последующего анализа, т. е. для проверки правильности схемы в соответствии с заданным эталоном, что требует логического кодирования схемы.

Трехмерное зрение. Это обычно информация относительно дальности. Она необходима по следующим причинам: печатные платы и ИС имеют важные вертикальные компоненты; манипулирование в рабочем простран­стве в основном трехмерно (разбор бункера, где требуется определить его глубину); возникает необходимость идентификации одних и тех же предме­тов в различных ракурсах, чтобы выделить отдельные предметы в рабочем пространстве и восстановить пространственную форму объектов, соотнесе­ния координатной системы видеодатчика с координатной системой робота.

Для повышения точности манипуляторов требуется увеличение их ме­ханической сложности, что связано с увеличением массы и габаритов. Более легкие и дешевые ПР при достижении заданной точности позиционирова­ния можно получить с помощью обратной видеосвязи. Такая видеосвязь позволяет корректировать движение захватного устройства по траектории, оперативно вырабатывая команды коррекции, что обеспечивает необходи­мую точность без использования различных механизмов (прецизионных).

Алгоритмы видеоанализа с точки зрения организации вычислительных процессов подразделяют на локальные и нелокальные арифметико-логические преобразования, с точки зрения функциональных этапов — на обучение и распознавание.

С точки зрения соотношения между объемами входной и выходной информации арифметико-логические преобразования подразделяют на функции предварительной обработки изображений и построения описаний. При предварительной обработке объем выходной информации равен объе­му входной (матрица изображения преобразуется в выходную матрицу). Задачами предварительной обработки являются: подавление помех, сглажи­вание, оконтуривание, разделение слипшихся объектов, выделение средин­ных линий объектов.

При построении описаний объем выходной информации значительно меньше объема информации на входе. Основные задачи при построении описаний — выделение интегральных признаков (статических, спектраль­ных и др.) и структурно-синтаксических образов (топологических, грамма­тических).

Рассмотрим локальные и нелокальные преобразования, так как они оп­ределяют аппаратную и программную реализацию вычислительных уст­ройств, осуществляющих сен­сорные функции.

При локальных преобразо­ваниях (рис. 1.12) вычисляемые параметры, т. е. новое значение точки в преобразуемой

входной матрице изображения и размерность изображения ;

(. — размерность изображения), являются ариф­метико-логическими функция­ми значений точек в некоторой локальной окрестности S точки

с координатами (и, /и):

В качестве примеров локальных арифметико-логических операций приведем соотношения, определяющие: сглаживающий фильтр:

и оконтуривающий

Их работа иллюстрируется рис. 1.13.

Результат нелокального преобразования является арифметико-логичес­кой функцией всех точек изображения, т. е.:

Линейные нелокальные преобразования описываются выражением

где — анализируемый объект; — распознающий оператор;

— признак анализируемого изображения; — число распозна­ваемых объектов; S — множество точек изображения, входящих в траекто­рии линейного или полярного сканирования; к — номер признака.

Если множество 5 обра­зовано траекториями линей­ного сканирования, то в об­щем случае признаки не инвариантны к сдвигам, вра­щению и масштабированию. Один из способов получения инвариантного описания со­стоит в организации поляр­ного сканирования (см. рис. 1.14).

Рассмотрим пример воз­можного подхода к построе­ нию инвариантного описания, состоящего из двух операций: вычисление центра тяжести (ЦТ) объекта Q в кадре и выполнение одномерных преобра­зований Фурье по семейству концентрических окружностей с началом ко- > ординат в центре тяжести,

Обоснованность такого подхода определяется тем, что амплитудная характеристика преобразования Фурье не зависит от угловой ориентации и пространственного положения объекта, а также в определенной степени и от масштабирования. Используемое число концентрических окружностей зависит от сложности внутренней структуры объекта, числа распознавае­мых объектов и требуемой помехозащищенности. Информация, содержа­щаяся в фазовой характеристике преобразования, определяет угловую ори­ентацию. Координаты центра тяжести характеризуют положение объекта на плоскости.

Общие требования, предъявляемые к сенсорным системам в РТК и ГАП:

построение на модульной основе;

распознавание должно быть в реальном масштабе времени в соответст­
вии с производственным ритмом (не более 1 с);

распознавание должно быть помехоустойчивым (т. е. не более заданно­
го процента искажений);

надежность должна сочетаться с низкой стоимостью;

реализация динамических задач осуществляется с помощью специаль­
ных аппаратных средств.

Выбор вычислительного устройства зависит от многих факторов, из которых отметим следующие. Тип архитектуры определяется быстродейст­вием, гибкостью и экономичностью машинного времени. ЭВМ, работающая с видеоинформацией, должна обладать большой памятью и высокоскорост­ным механизмом пересылки видеоданных. Для увеличения быстродействия полезно выделить класс типовых, наиболее часто используемых алгорит­мов, которые целесообразно реализовать аппаратно. При этом гибкость дос­тигается за счет возможности комбинирования выделенного набора основ­ных алгоритмов. Последовательность функционирования этих алгоритмов должна определяться аппаратным способом.

По реализации видеосенсорных задач в наибольшей степени отвечают специализированные вычислительные системы (СВС) или возможно ис­пользование универсальных ЭВМ.

Использование универсальных ЭВМ предполагает наличие некоторого дополнительного аппаратного обеспечения, которое включает, как правило, платы визуализации (видеоввод и видеовывод), платы аппаратурной реали­зации некоторых основных функций по обработке изображений,

Рассмотрим в качестве примера одну из основных вычислительных операций, выполняемых при предварительной обработке изображений. Эта операция является некоторой локальной арифметической функцией, в ре­зультате которой выходное изображение имеет вид:

( — нечетно),

где — входное изображение; — весовое окно.

В процессе линейного сканирования окно размерностью по-

строчно пробегает все изображение размерностью В каждой точке

изображения (и, т) вычисляется сумма произведений значений (яркости) точек изображения на весовые коэффициенты заданной матрицы окна.

Рассматриваемая локальная арифметическая фильтрация (локальная свертка) в зависимости от выбора окна реализует те или иные функции предварительной обработки (сглаживание, оконтуривание и т. д.). Локаль­ный фильтр рассматриваемого типа при программировании на универсаль­ной ЭВМ содержит три различные управляющие операции: управление циклами (Ц), пересылка данных (П), арифметические вычисления (В).

Приведем программную реализацию локальных операций:

При управлении циклами осуществляется контроль за линейным ска­нированием окна по всему изображению и по площади окна при его фикси­рованном положении. Управление рассматриваемыми циклами сканирова­ния целесообразно реализовать аппаратно. Пересылка данных включает в себя обращение к введенному аппаратно в память изображению, весовой матрице и запись данных в область памяти, где расположено обработанное изображение.

Аппаратные модули ввода-вывода видеоинформации.Известны спо­собы построения устройств ввода-вывода:

предварительная буферизация;

прямой доступ в память;

использование двухпортовой памяти.

При предварительной буферизации изображение вводится в автоном­ную память, которая соединяется с вычислительным устройством через стандартный интерфейс. Это позволяет снабжать видеовводом ЭВМ, не располагающую системной шиной. Однако такой способ снижает скорость видеоввода и приводит к дублированию аппаратуры.

При прямом доступе в память осуществляется захват внутренней ши­ны и реализуется высокоскоростной обмен данными с памятью ЭВМ, минуя центральный процессор. Способ прямого доступа в память позволяет реали-зовывать эффективные и простые контроллеры ввода-вывода изображений в реальном масштабе времени. Однако при этом способе во время ввода изображения производительность процессора снижается.

При использовании двухпортовой памяти производительность процес­сора не снижается, кроме того, обеспечивается требуемая пропускная спо­собность памяти при изменении формата обращения.

Одно из основных направлений в развитии видеопроцессорных вычис лительных устройств — создание архитектуры двухмерной матрицы про цессорных элементов. Если формат процессорной матрицы меньше

чем формат изображения , то изображение обрабатывается поблочно. I этом случае имеют в виду локально-параллельное вычислительное устрой ство, а при — полнопараллельное.

Локально-параллельные видеопроцессоры. Рассмотрим типичнун структуру локально-параллельного видеопроцессора с единичным процес сорным элементом ЭВМ (рис. 1.15), где обращаются непосредственно к на бору данных изображений в любой локальной области и к результатам ло кальных вычислений. При вычислении каждой основной функции со скоро стью 1 мкс на точку время обработки изображений 512×512 составляет I,’. с. Это вычислительное устройство имеет: двухкадровую память изображе ния (. — размерность изображения), допускающую различные режимь обращения; память, содержащую два локальных окна ( — размерност] окна).

Например, N = 128, W = 5. Последняя память используется в качест ве высокоскоростной буферной памяти между памятью изображения i арифметико-логическим устройством. Память локальных окон допускас различные режимы адресации: линейное и полярное сканирование ш заданной траектории. При наличии динамически перестраиваемой сие темы микропрограммирования, позволяющей комбинировать основные операции, возможно выполнение широкого круга задач по предвари тельной обработке изображений, таких, как вычисление поля градиен тов, фильтрация, сжатие, оконтуривание, выделение топологически) признаков и т. д.

Полнопараллельные видеопроцессоры. В локально-параллельном ви­деопроцессоре процессорная матрица имела размерность значительно меньше размерности изображения (4×4 « 512×512). Полнопараллельные видеопроцессоры (ППВП) характеризуются тем, что в них размерность процессорной матрицы равна размерности изображения.

Рассмотрим типовую архитектуру ППВП (рис. 1.16), имеющую процес­сорную матрицу, содержащую 128×128 процессорных элементов. Последо­вательный контроллер — это быстродействующая последовательная ЭВМ, выполняющая арифметические и логические функции. Основная задача этой ЭВМ — хранение и чередование программ. Последовательный кон­троллер связан с процессорной матрицей через набор регистров обмена, которые предназначены для пересылки команд, параметров и констант в процессорную матрицу и возвращения их в последовательный контроллер. Последовательный контроллер обеспечивает связь с периферией и другими внешними ЭВМ. Процессорная матрица содержит 16384 микропроцессора, реализованных на основе технологии БИС и образующих решетку размер­ностью 128×128. Последовательный контроллер передает команду к про­цессорной матрице, которая выполняется одновременно всеми микропро­цессорами. Каждый микропроцессор работает с данными, содержащимися в собственной области памяти.

Процессорная матрица и буферная память соединяются высоко­скоростной шиной ввода-вывода. Буферная память выполняет функ­ции буфера данных между процессорной матрицей и внешней средой. Она получает данные от обычной и специализированной периферии. Снабжение буферной памяти внутренним контроллером для измене­ния формата данных позволяет процессорной матрице обрабатывать данные более эффективно. Буферная память получает по заданному адресу набор из 16384 элементов данных и передает его в процессор­ную матрицу. При этом память каждого микропроцессора получает только один элемент.

Конфигурация набора данных, получаемых процессорной матрицей, определяется программно. Например, если К является адресом набора, то данные поступают из следующих ячеек буферной памяти:

Параметры (и, т) и к задаются программно. Обращение к набору дан­ных буферной памяти, содержащему 128×128 элементов с началом в точке (х, у) изображения размерностью 512×512, иллюстрируется рис. 1.17. Сис­темы команд ППВП делят на три группы: последовательные, параллельные и команды обмена.

Последовательные команды аналогичны командам любой последо­
вательной ЭВМ — это команды загрузки, хранения, арифметических дейст­
вий, логических операций, прерываний и т. д. Они выполняются только по­
следовательным контроллером и используются для управления ходом про­
граммы и вычисления отдельных параметров и констант, которые переда­
ются процессорной матрице.

Параллельные команды также состоят из команд загрузки, хранения,
арифметических и логических операций, т. е. аналогичны последователь­
ным командам, за исключением команды прерывания. Параллельные ко­
манды, как и последовательные, хранятся в памяти последовательного кон­
троллера, который, находя в процессе выполнения программы параллель­
ную команду, передает ее через регистр обмена в процессорную матрицу,
где эта команда реализуется одновременно всеми процессорами.

Таким образом, параллельная операция ППВП функционально эквива­лентна последовательной операции, выполняемой 16384 раза в последова­тельном аппаратном контуре. Но так как в ППВП параллельная операция выполняется за один временной такт, то процессорная матрица обрабатыва­ет данные в 16384 раза быстрее, чем последовательная ЭВМ с тем же вре­менным циклом. Эта фундаментальная форма параллелизма обеспечивает огромную вычислительную мощность ЭВМ этого типа «одна команда — много данных» при решении специализированных задач. Такие ЭВМ не

могут обладать параллельным преры­ванием. Это обусловлено тем, что каж­дый процессор в процессорной матри­це работает с собственным набором данных, а поэтому каждый процессор снабжается собственным регистром состояний и либо выполняет, либо иг­норирует полученную команду в зави­симости от состояния его собственного условного кода. Рассматриваемое свой­ство «непрерываемое™» существенно упрощает программирование.

3. Набор команд обмена, которые управляют движени­ем данных между параллель­ными и последовательными частями, имеют набор боль­шинство ЭВМ типа «одна команда — много данных», последовательный контрол­лер может передавать кон­станты и параметры каждому процессору в процессорной матрице с помощью специ­альных версий параллельных команд. Обратная пересылка осуществляется различными способами. Один из них состоит в том, что каждый процессор получает собственный идентификационный номер. Специальная команда выбирает для работы процессор с наименьшим идентификационным номе­ром, позволяя ему сообщаться с последовательным контроллером. Эту ко­манду объединяют с логическими операциями.

В результате обслуживаются только процессоры, удовлетворяющие за­данным логическим условиям. Так как подмножество процессоров задается набором команд, то выбранные процессоры образовывают произвольную последовательность несмежных элементов.

Рассмотрим два примера реализации алгоритмов обработки и анализа изображений с помощью полнопараллельных видеопроцессоров.

Пример нелокального преобразования. При выполнении нелокальных преобразований

данные вводятся в процессорную матрицу таким образом, что все расчеты пре­образования, связанные с одной точкой ,

т. е. поступают в память

соответствующего процессора (рис. 1.18).

При такой организации за один цикл из 16384 умножений-сложений вычисляется все линейное преобразование, т. е. 16384 отсчетов:

Для реализации локальных преобразо­ваний процессорные элементы в количестве 128×128 соединяются в решетку, в которой каждый процессор взаимодействует с че-

тырьмя соседними (рис. 1.19). То обстоятельство, что процессорная матрица двухмерна, позволяет работать с ней в терминах языков высокого уровня таких, как PACKAL, FORTRAN и т. д. При этом массив /'(128×128) органи­зуется таким образом, чтобы элемент массива Р(х, у) хранился в микропро­цессоре (х, у). В результате отсчет, взятый в Р(х 1, у), находится в микро­процессоре, расположенном справа от микропроцессора (х, у).

Для реализации локального преобразования в общем случае требуется, чтобы все микропроцессоры одновременно получали данные от соседних процессоров. Этот параллелизм указывается в записи программы специаль­ным символом в виде , Это соответствует тому, что каждый микропроцессор получит команду считывания данных и пересылки их к микропроцессору, расположенному на расстоянии п шагов от него. Локаль­ное вычисление может быть записано, например, в следующем виде:

Эта запись соответствует вычислению следующего математического выражения:

Пример типичной программы для вычисления локальной свертки:

Заключение

Высокопроизводительные, полнопараллельные видеопроцессоры де­лают возможным создание визуальных систем, работающих в реальном масштабе времени, которые основаны на динамическом взаимодействии между интеллектуальной командной системой принимающей решения, и подсистемой, способной осуществлять анализ изменяющихся во времени изображений.

Робот — автономно функционирующая машина-автомат, предназна­ченная для воспроизведения двигательных функций человека во время про-

изводственных операций без его участия и наделенная для этого способно­стями человека (силой, памятью и т. д.), а также способностью к обучению для работы в комплексе с другим оборудованием и приспособлением к про­изводственной среде.

Для выполнения своих функций ПР имеет:

манипулятор с набором исполнительных механизмов (захват, свароч­ная головка, зонд и т. д.), позволяющий в автоматическом цикле выполнять требуемые функции;

систему управления, обеспечивающую выдачу команд на исполнитель­ные механизмы манипуляторов в зависимости от положения рабочих орга­нов и от состояния внешней среды (ориентация детали, ее размер, масса, температура и т. п.).

Классификация ПР представлена на рис. 1.20. По степени универсаль­ности ПР делятся на специальные, специализированные и универсальные.

Специальные ПР предназначены для выполнения какой-либо одной операции, обслуживания одного типа оборудования (автооператор). Мани­пулятор таких роботов прост по конструкции, обладает несколькими степе­нями подвижности, система управления (СУ) имеет узкий диапазон перена­ладок и работает по жесткой программе. Специальные ПР используются для загрузки, перемещения и манипуляций полупроводниковыми пластинами в элионных установках: установках полного легирования, ионноплазменного и плазмохимического травления, нанесения тонких пленок и др. Ввиду ста­бильности формы объекта манипулирования (меняется лишь диаметр пла­стины в пределах 60—450 мкс) и траекторий движения манипулятора не требуется корректировки системой управления.

Универсальный ПР обладает манипулятором, который имеет не менее семи степеней свободы: три линейных, три угловых и одно для удержания объекта манипулирования. Универсальные ПР обслуживают оборудование различного технологического назначения, выполняют различные операции с широкой но­менклатурой полуфабрикатов, их легко можно перепрограммировать и пере­ключить на другую работу в пределах технических возможностей робота.

Специализированные ПР служат для выполнения операций одного вида или обслуживания оборудования одного назначения. К ним предъявляют ряд особых требований, которые и обусловливают специализацию роботов (например, требования к массе объектов манипулирования, точности мани­пулирования, к среде, в которой робот работает, и к возмущениям, которые он вносит в эту среду).

По массе и размерам объектов манипулирования различают ПР боль­шой — (более 60 кг), средней (5—60 кг) и малой (менее 5 кг) грузоподъем­ности. В отдельную группу выделяют ПР для манипулирования миниатюр­ными изделиями с массой менее килограмма (40%). По требованию к точ­ности манипулирования различают роботы нормальной точности с погреш­ностью позиционирования в зависимости от грузоподъемности 0,1—5 мм, прецизионные роботы с погрешностью 5 мкм и ультрапрецизионные робо­ты с погрешностью до 0,03 мкм.

Роботы нормальной точности применяют для манипулирования транспортными или технологическими кассетами, перекладки полупровод­никовых пластин из кассеты в кассету, на химических операциях. Прецизи­онные роботы манипулируют пластинами или кристаллами на операциях посадки кристалла, разводки выводов, герметизации корпусов, а также ин­тегральными схемами на операциях контроля и разбраковки. Ультрапреци­зионные роботы с погрешностью 0,03—1 мкм манипулируют пластинами на операции литографии.

По требованиям к окружающей среде различают роботы, которые могут работать в масляном и безмасляном вакууме, существенно не изменяя его па­раметров, чистые роботы, которые не ухудшают атмосферу чистых комнат соответствующих классов, и обычные роботы, к которым не предъявляют ни­каких специфических требований по герметичности, газо- и пылевыделениям.

Для работы в чистых комнатах разрабатывается поколение роботов, цель применения которых — устранить контакт человека с обрабатываемы­ми изделиями. Именно человек является основным источником загрязнений поверхности полупроводниковых структур. Для таких роботов необходим специальный привод с минимальным числом пар внешнего трения, мини­мальным выделением продуктов износа, паров масел, отсутствием зон, спо­собствующих накоплению пыли, препятствующих общему ламинарному потоку воздуха в помещении. Так, робот ALPHA одет в одежду из специ­альной ткани, что сделало его пригодным для работы в помещениях первой категории. Робот PUMA фирмы Vnimation оснащен встроенным в руку вен-

тилятором, создающим в зоне захвата ламинарный всасывающий поток воз­духа, способствующий дополнительной локальной очистке воздушной сре­ды в зоне манипулирования.

Роботы первого поколения работают по жесткой программе. Эти робо­ты не способны воспринимать внешнюю информацию об ориентации дета­ли, ее размерах, массе, усилиях зажима. Они не способны адаптироваться к изменяющейся внешней среде. Такие роботы используются на простых опе­рациях (транспортно-перегрузочные, окраска, гальванопокрытие, сушка). Управление этими роботами осуществляется от механических или пневма­тических командоаппаратов, специализированных и универсальных кон­троллеров, построенных на микропроцессорной основе. Программирование цикла технологических операций осуществляется перенастройкой командо­аппаратов, перекоммутацией штекерной панели, составлением и записью в ОЗУ алгоритма управления или обучением.

При обучении робот управляется вручную, система управления следит и запоминает порядок движений рабочих органов и таким образом форми­рует в ОЗУ алгоритм управления.

Роботы второго поколения (адаптивные) работают по гибкой про­грамме, их реакция определяется не только состоянием робота, но и состоя­нием внешней среды, для чего они снабжены датчиками внешней информа­ции: искусственными зрением, слухом, осязанием и другими устройствами, позволяющими выделять необходимую информацию об ориентации детали, ее размерах и других свойствах. Система управления такими роботами строится на базе микроЭВМ, для перепрограммирования в ней используют­ся специальные диалоговые языки, близкие к естественному и не требую­щие от пользователя никакой подготовки по программированию. Иногда программирование осуществляется обучением. Некоторые операции при производстве интегральных схем (фотолитография, посадка кристаллов, сварка выводов) невозможно провести, если при управлении технологиче­скими процессами не учитывать состояние внешней по отношению к обо­рудованию информации о параметрах полуфабрикатов и внешней среды: размерных погрешностях, температуре влажности и т. п. Управление таки­ми операциями должно быть адаптивным и выполняться адаптивными ПР.

Роботы третьего поколения или интеллектуальные только разрабатыва­ются и не вышли из стен лабораторий. Особенностью этих ПР является высокая приспособляемость к внешним условиям. Они могут выбирать нужные детали из навала, ориентировать их для выполнения последующих операций, оптими­зировать результаты своей работы, самообучаться. Столь высокая адаптация приведет к повышенной автономности робота. При своей работе он будет тре­бовать минимальное число команд от системы управления высшего уровня.

Система искусственного интеллекта обеспечит минимальную трудоем­кость программирования робота, ему будет сообщаться лишь цель его работы, что нужно сделать и какие обеспечить параметры. А как это сделать, т. е. како-

вы должны быть последовательность и параметры каждой из операций, робот решит сам.

При этом он постоянно будет самообучаться, т. е. совершенствовать алгоритм своего управления так, чтобы активизировать результат работы. Интеллектуальные ПР — универсальны, их работа в составе ГАП (РТК) автоматически обеспечит гибкость технологических систем, так как робот сам сможет подбирать оптимальные технологические процессы. В этом ро­боту будет помогать централизованная система управления комплексом.

Основная тенденция развития роботостроения — стремление к универ­сальности, автономности и адаптации к внешней среде.

К манипуляторам ПР, используемых в ГАП, и их захватам предъявля­ется ряд требований, определяемых необходимой точностью позициониро­вания, средой, в которой должен работать робот, и другими параметрами (температурой, давлением, траекторией и скоростями перемещения). Исхо­дя из требований, определяется тип привода и его конструктивное исполне­ние. С учетом малой грузоподъемности применяют пневматический и элек­тромеханический приводы. Пневмопривод — для манипуляторов, рабо­тающих при позиционном управлении и обрабатывающих небольшое число точек позиционирования, координаты которых определяются установлен­ными упорами. Для позиционирования пневмопривода в нескольких точках последовательно подключают несколько пневмоцилиндров, использование двух пневмоцилиндров дает четыре точки позиционирования.

Схемы механизмов поворота рабочих органов с использованием пнев­мопривода приведены на рис. 1.21—1.24.

Реечный привод обеспечивает поворот на любой угол (больше чем 360°) и создает высокую плавность хода, поскольку использование двух пневмоцилиндров позволяет одному из них при повороте играть роль тор­моза и выбирать зазор в зацеплении (рис. 1.21).

Кривошипный привод имеет высокую нагрузочную способность, но обеспечивает поворот на угол 120°. Он используется для поворота массив­ных элементов манипулятора при ограниченных углах поворота (рис. 1.22).

Пластинчатый привод компактен, но не обеспечивает достаточно больших моментов. Здесь поворот происходит за счет подачи давления в одну из полостей, образованных в цилиндрической расточке корпуса под­вижной и неподвижной пластинами, уплотненными эластичными манжета­ми. ПР с таким приводом используется для ротации зажима (рис. 1.23).

Для работы в контролируемой среде или высоком вакууме используют­ся манипуляторы, выполненные на основе гибких герметичных трубчатых элементов (ГГТЭ). Простейший ГГТЭ представляет собой трубку эллипти­ческого сечения, согнутую в незамкнутое кольцо. При подаче давления в полость трубки она немного разгибается, при снятии давления вследствие упругости возвращается в прежнее положение. Используя набор таких од-нозвенных механизмов, можно скомпоновать манипулятор с необходимым числом степеней подвижности.

На рис. 1.24 изображен манипулятор на ГГТЭ с двумя степенями под­вижности рабочего органа. При подаче давления в трубку / осуществляется поворот руки манипулятора в горизонтальной плоскости. Трубчатые эле­менты 2 и 4 формируют перемещение захвата 3 в вертикальной плоскости. Захват состоит из двух ГГТЭ, при подаче напора внутрь которых происхо­дит разжим губок, сжимаются губки при снятии давления от действия сил упругости.

Для приводов сверхлегких манипуляторов, работающих в контроли­руемой среде, применяются эластичные звенья, деформация которых опре­деляется подачей давления в их внутренние полости. Манипулятор такого типа содержит несколько трехкамерных участков, расположенных по длине звена. В каждом участке имеется три полости (канала). Набрав несколько

таких участков и соединив необходимым образом их полости, можно, подав давления Р_х, Р₂, Л, добиться требуемых перемещений»* рабочего ор­гана в достаточно широком диапазоне (рис. 1.25). Основной проблемой, возникающей при конструировании таких манипуляторов и ма­нипуляторов на основе ГГТЭ, является борьба с колебаниями, возникающими на участках раз­гона и торможения рабочих органов. Для борь­ бы с этими колебаниями используются элек­тро- и магнитореологические жидкости с управляемой вязкостью. Так, ма­нипулятор / заключается в эластичную трубку 3, между стенками которой залита магнитореологическая жидкость 4, управляемая магнитным полем, создаваемым катушками 2 (рис. 1.26).

При подаче тока в катушки в конце перемещения вязкость жидкости резко возрастает, что приводит к демпфированию возникающих колебаний. В вакуумных манипуляторах также используются металлические сильфоны, герметичные волновые передачи и другие механизмы, осуществляющие передачу движения через упругодеформируемую стенку, применяются и вводы движения в вакуум.

Захватывающие приспособления, используемые в манипуляторах элек­тронной техники, применяют для захвата пластин, кристаллов, корпусов ИС. При удержании пластин и кристаллов основным требованием является минимальное взаимодействие пластины (кристалла) и схвата. Поэтому ис­пользуются вакуумные или струйные схваты.

Вакуумные схваты обеспечивают высокую жесткость удержания, но приводят к нагружению пластины атмосферным давлением и к некоторой ее деформации. Возможны повреждения поверхности со стороны зоны вакуу-мирования, поэтому часто недопустим зажим пластины вакуумным схватом с рабочей стороны (рис. 1.27).

Струйный схват является бесконтактным и применяется при манипу­лировании наиболее ответственными деталями при захвате со стороны ра­бочей поверхности (рис. 1.28). Канал 2, подводящий сжатый воздух, заканчива-

ется наклонным соплом 5, кото­рое формирует плоский поток в зазоре между торцом захвата / и пластиной в направлении окна, образованного двумя ограничи­тельными стенками 4. Благодаря разряжению, возникающему в зазоре при истечении потока воздуха, пластина захватывается и удерживается на некотором расстоянии от торца захвата, причем зазор устанавливается автоматически из условия равновесного по­ложения изделия.

Произвольно захваченная пластина под действием потока перемещает­ся в направлении ограничительных стенок и поворачивается так, что оказы­вается прижатой торцом к ограничительным стенкам 4. Ориентация и бази­рование детали в процессе захвата при отсутствии механического контакта повышает производительность, снижает брак от механических повреждений и позволяет отказаться от дополнительных ориентирующих устройств.

Информационные связи в ГАП имеют древовидную структуру подобно АСНИ и АСУ ТП. Главной характерной особенностью таких систем являет­ся автоматизированное управление процессами в реальном масштабе вре­мени, особенно на нижних уровнях управления.

Исследования показывают, что для верхних уровней ГАП с характер­ным объемом данных 10⁶—10¹⁰ бит/с можно использовать ЛВС со скоро­стью 1—10 Мбит/с и длиной 1—5 км. Однако для нижних уровней ГАП характерны следующие параметры:

большое число элементов управления, распределенных по группам;

интенсивность обмена 10²—10³ бит/с;

время выработки управляющего воздействия 10—1000 мс;

размещение элементов управления групп оборудования на расстоянии
20—200 м.

Поэтому применение традиционной техники локальных сетей связи на нижних уровнях ГАП экономически не оправдано. На этих уровнях исполь­зуют малые локальные сети связи типа 1²С и D²B фирмы «NV PHILIPS».

Малая локальная сеть типа 1²С длиной до 10 м служит для объединения интегрально-схемных сборок в небольшие модульные микросхемы. Малая локальная сеть типа D²B длиной до 150 м имеет более эффективной прото­кол передачи данных и характеризуется высокой помехоустойчивостью. Она позволяет объединить до 50 терминалов, причем каждый может быть построен на базе ЛВС типа 1²С.

Технология создания ЛВС позволяет сформулировать требования к сети:

гибкость структуры с возможностью наращивания;

подключение разнообразных терминалов и соответствующие средства
согласования протоколов;

средства сопряжения с ЛВС и ИВС;

надежность не хуже телефонной сети;

небольшая стоимость.

Количественные значения характеристик ЛВС (скорость передач, на­дежность и др.) определяются областью ее применения и могут изменяться в широком диапазоне. Например, скорость передачи для диалогового поис­ка информации — 20 К бит/с, для передачи файлов — 10М бит/с, для взаи­модействия прикладных ЭВМ в распределенной вычислительной системе — 20 М бит/с.

В настоящее время созданы ЛВС с разной топологией (шина, кольцо, дерево и др.), с разными методами доступа (передача права, случайный и др.), с разными средствами передачи (витые пары, коаксиальные кабели и др.). Большое разнообразие вариантов вызывает появление разных несо­вместимых ЛВС с мало отличающимися характеристиками.

В рамках Международной организации по стандартизации (ISO) ведут­ся работы по стандартизации ЛВС. Проекты ISO базируются на стандартах ЕС МА. Анализ первых разработанных стандартов на ЛВС позволяет выде­лить две базовые топологии — типы и кольца. При этом в качестве прото­типов для топологии шины используется сеть ETHERNET, а для топологии кольца сеть — CAMBRIDGE RING.

ГАП создаются на базе ЛВС различных типов. Автоматизированное моделирование и проектирование ГАП, при которых требуется большой объем разноплановой информации, частые обращения к автоматизирован­ным БД и библиотекам, требуют пересылки информации длинными пакета­ми. Для таких систем целесообразно применение ЛВС ETHERNET.

Автоматизированное управление и оперативное планирование круп­ным производством не требует пересылки информации крупными недели­мыми блоками. Хотя объемы передаваемой информации велики, ее источ­ники располагаются в ограниченном регионе. Для таких подсистем ГАП целесообразно применение сетей типа CAMBRIDGE RING.

На нижнем уровне автоматизации управление стационарными и мо­бильными роботами, станками с ЧПУ и другими автоматическими установ­ками — наиболее целесообразно применение малых ЛВС.

Эффективность ЛВС исследуется введением физически измеряемых критериев эффективности с учетом природы взаимодействия сети на раз­личных функциональных уровнях. Особое значение имеют физическое со­держание и характеристики системы передачи данных и сети.

Исследование эффективности глобальных вычислительных сетей (ГВС) опирается на концепцию теории сетей передачи данных. При этом конкретное содержание сети отходит на второй план, первенство приоб­ретает способ оценки вклада системы передачи данных в работу сети ЭВМ.

Моделирование ГВС проводится на основе использования теории сис­тем, теории оптимизации, теории массового обслуживания, теории графов, теории надежности, методов исследования операций. Результаты таких ис­следований распространяются в основном на макромодели по сети передачи данных как сложной многометрической системы.

В ЛВС обычно проблем маршрутизации не существует. Поэтому ис­пользование концепции моделирования ГВС при моделировании ЛВС с жестким соединением абонентов приводит к неоправданным сложностям, не учитывающим конкретные технические характеристики микропроцес­сорной элементной базы устройств сопряжения (т. е. моделирования ЛВС проводят упрощенным методом). Упрощение достигается введением кон­кретного физического содержания, критерия эффективности — пропускной способности ЛВС, сужения ее структуры и построения иерархической сис­темы моделей среды с физически измерительными характеристиками эле­ментной базы интерфейсов сети.

Основная цель моделирования ЛВС — это ее структурный анализ и синтез архитектуры. При анализе выявляется изменение пропускной способности системы передачи данных (СПД) при использовании эле­ментной базы интерфейсов с заданными техническими характеристика­ми, а при синтезе архитектуры определяются характеристики элемент­ной базы интерфейса для достижения заданной пропускной способности как основного показателя качества ЛВС.

Моделирование на функциональном уровне осуществляется в таком порядке:

определяются связи между элементами уровня функционального объекта;

находятся параметры блоков алгоритма уровня функционального объ­
екта как функции от характеристик его элементов;

определяется способ вычисления или измерения многочисленных ха­
рактеристик.

При моделировании ЛВС с топологией шины и кольца наиболее тяже­лым режимом работы моноканала является использование случайных мето­дов доступа при максимальной разгрузке — максимальное число активных

станций. Но для этих сетей проблемы создания структуры третьего уровня функционального объекта не существует, так как отсутствует маршрутиза­ция сообщений по разветвленной сети каналов связи. Первые два уровня претерпевают изменения, связанные с совместным использованием монока­нала многими станциями. Первый уровень остается практически без изме­нений, так как обеспечивает логику установления, поддержания и разъеди­нения физического канала в случае предоставления доступа к каналу. Вто­рой уровень предусматривает введение двух подуровней: один из них обес­печивает доступ к моноканалу, а другой — установление логических связей между процессами станций.

На эффективность работы ЛВС влияют различные факторы: метод дос­тупа, физическая среда, число станций сети, параметры устройств сопряже­ния и др. Возможны различные подходы для выбора общего критерия каче­ства ЛВС. Однако наиболее приемлемым подходом для выбора общего кри­терия качества является оценка влияния основных параметров сети на ско­рость передачи сообщений в единицу времени от одной станции к другой.

При синтезе качества значения основных параметров могут быть при­няты на основании статистики и опыта проектирования, а при анализе каче­ства — замерены.

Для моноканальных ЛВС возможно использование следующего крите­рия качества:

где — стоимость разработки и стоимость эксплуатации оборудования абонентских станций для обработки информации пользователя; L — длина кабеля, соединяющего станции; — объем памяти, необходимый для размещения очереди передаваемых и принимаемых кадров инфор­мации; — число активных станций, подключенных к ЛВС; — стоимость разработки и эксплуатации среды передачи данных (физиче­ская среда, устройства сопряжения); — время передачи кадров ин­формации от станции отправителя к станции получателя с учетом упа­ковки блоков информации (пакетов) в кадры и обратной распаковки, ра­боты блоков сопряжения с моноканалом, задержек, связанных с обнару­жением конфликтов, и других задержек.

Очевидно, что чем лучше качество ЛВС, тем больше общий критерий качества , характеризующий аналог скорости передачи информации. Вы­бранные параметры, в основном, являются также комплексными сложными

функциями, зависящими от ряда аргументов. Кроме того, некоторые из них взаимозависимы. Так, параметр с одной стороны, испытывает влияние параметра , так как увеличение приводит к росту (число кадров, Кбайт), а с другой — увеличение возможно вследствие влияния факторов функциональной среды более высоких уровней (формирование пакетов, прикладных программ пользователя и т. д.). Однако выбранный критерий прост в определении и наиболее полно отражает изменение качества ЛВС при изменении ее основных параметров.

Основными характеристиками формализованных структур на каждом уровне функционального объекта являются временные задержки выполне­ния операций, влияющие на фактор

Одним из современных методов создания электрических цепей в РЭМ-1 (РЭМ-2) ЭВМ является применение печатного монтажа, реализуемого в виде многослойных печатных плат (МПП) с металлизацией сквозных отверстий.

Последовательность типовых технологических операций изготовления МПП полуаддитивным методом, определяющая укрупненную схему ТП, такова: нарезка заготовок слоев МПП, получение рисунка схемы слоев, травление меди с пробельных мест, удаление маски, образование базовых отверстий, прессование слоев МПП; образование металлизированных от­верстий; химическая очистка отверстий; химическая металлизация отвер­стий; гальваническая металлизация платы; получение рисунка схемы; галь­ваническая металлизация рисунка; нанесение металлорезиста на рисунок; удаление маски; травление меди с пробельных мест; оплавление металлоре­зиста; обработка платы по контуру; маркировка платы, нанесение защитно­го покрытия; окончательный контроль платы.

Указанная последовательность типовых операций группируется в ос­нове ТП производства МПП: изготовление внутренних слоев химическим методом; прессование слоев в монолитную структуру; сверление сквозных отверстий с их последующей металлизацией; образование рисунка наруж­ных слоев МПП.

ГАП (ГАЦ) изготовления МПП структурно состоит из четырех автома­тизированных технологических участков (изготовления слоев МПП, прес­сования и сверления заготовок МПП, химико-гальванической обработки заготовок МПП, фрезерования и конечной обработки МПП), образующих технологическую систему (16 групп технологического оборудования со своей системой управления и контроля) и автоматизированной транспорт­ной системы (транспортные роботы (ТРМ-100), транспортно-накопитель-ные комплексы (ТНК), буферные накопители, рольганги).

Склады (химических реактивов, фотошаблонов, готовой продукции), заготовительный участок, инструментальная кладовая, контрольно-измери­тельный центр, участок подготовки химических растворов и химическая лаборатория в структуру ГАЦ не входят.

Структурная схема ГАЦ изготовления МПП приведена на рис. 2.2. В цех изготовления МПП со склада поступают фотошаблоны; со склада мате­риалов — сухой пленочный фоторезист, заготовки стеклотекстолита и про-

кладочной кабельной бумаги, полиэтиленовая пленка; со склада химикатов — флюс, химические реактивы; с участка приготовления растворов — раство­ры химических реактивов; из инструментальной кладовой — фрезы, сверла, алмазные круги; со склада готовой продукции — пустая тара; из химиче­ской лаборатории — специальные химические добавки. Из цеха изготовле­ния МПП на склад фотошаблонов перевозятся фотошаблоны; на склад гото­вой продукции — готовые МПП; на очистные сооружения — отработанные растворы; на склады химических предметов — пустая тара; в инструмен­тальную кладовую — магазинад с отработанным инструментом.

Рассмотрим состав участков цеха (ГАУ) и используемое в них СТО (АСТО, ГПМ, РТК):

ГАУ-1 —участок изготовления слоев МПП. Он имеет четыре группы технологического оборудования (ГО-1 — ГО-4):

ГО-1 — группа подготовки поверхности и нанесения сухого пленочно­го фоторезиста (СПФ). Она состоит из РПС подготовки поверхности слоев МПП (транспортно-накопительный комплекс (ТНК) загрузки; АЛ химиче­ской подготовки фольгированного диэлектрика; ТНК разгрузки); РТК нане­сения СПФ (ТНК загрузки, автоматическая комплексная линия нанесения СПФ, ТНК разгрузки);

ГО-2 — группа экспонирования рисунка схемы. Она состоит из РТК экспонирования (ТНК загрузки-разгрузки; автоматическая установка экспо­нирования; ТНК разгрузки-загрузки фотошаблонов);

ГО-3 — группа проявления, травления, снятия СПФ. Она состоит из РТК проявления и травления (ТНК загрузки, автоматическая комплексная линия травления, ТНК разгрузки); РТК снятия СПФ (ТНК загрузки; автома­тическая установка снятия СПФ; ТНК разгрузки);

ГО-4 — группа электрического контроля и доработки слоев. Она со­стоит из ТНК загрузки, автомата накопления слоев перед прессованием, РТК электрического контроля, стенда для доработки слоев.

ГАУ-2 — участок прессования и сверления заготовок МПП. Он имеет в своем составе четыре группы технологического оборудования (ГО-5—ГО-8):

ГО-5 — подготовки поверхности слоев МПП перед прессованием. Она состоит из РТК для подготовки поверхности слоев перед прессованием (ТНК загрузки, автоматизированная линия подготовки слоев перед прессо­ванием, ТНК разгрузки); накопителя слоев МПП; автоматизированной зачи­стки и смазки пресс-форм; ТНК разгрузки;

ГО-6 — прессования слоев МПП. Она состоит из РТК прессования (ТНК загрузки, АСТО прессования, стенд сборки-разборки, ТНК разгрузки);

ГО-7 и ГО-8 — группы обрезки облоя и сверления МПП. Они состоят из РТК сверления (ТНК загрузки-выгрузки; автомат обрезки облоя после прессования; многошпиндельный автомат для сверления отверстий; стенд сборки-разборки спутников).

ГАУ-3 — участок химико-гальванической обработки МПП. Он имеет пять групп технологического оборудования (ГО-9—ГО-13):

ГО-9 — подготовки поверхности отверстий и химико-электролитичес­кой металлизации. Она состоит из РТК подготовки отверстий СТО (ТНК загрузки, автомат гидроабразивной обработки заготовок МПП; автоматизи­рованная линия химической подготовки диэлектрика в отверстиях; автома­тизированная линия гидроабразивной очистки); РТК химико-электролити­ческой металлизации (ТНК загрузки, автоматизированная линия химиче­ской металлизации; ТНК разгрузки);

ГО-10 — получения рисунка схемы на наружных слоях заготовок МПП. Она состоит из ТНК загрузки, автоматизированной комплексной линии подго­товки поверхности перед нанесением рисунка; автоматизированной установки экспонирования; стенда фотошаблонов; автоматизированной комплексной линии снятия лавсановой пленки и проявления СПФ заготовки МПП; ТНК разгрузки;

ГО-11 — электролитической металлизации и травления рисунка схемы на наружных слоях. Она состоит из РТК электролитической металлизации (ТНК загрузки, автоматизированная линия электролитической металлиза­ции, ТНК разгрузки); автоматизированной установки снятия СПФ; автома­тизированной комплексной линии травления и отливки; ТНК разгрузки;

ГО-12 — нанесения защитной маски на наружных слоях заготовок МПП. Она состоит из ТНК загрузки; автоматизированной линии проявле­ния заготовок МПП; автоматизированного стенда фотошаблонов; автомати­зированной установки экспонирования; автоматизированной линии нанесе­ния защитной маски; ТНК разгрузки;

ГО-13 — обслуживания отверстий заготовок МПП. Она состоит из ТНК загрузки; автоматизированной комплексной линии лужения заготовки МПП; ТНК разгрузки.

ГАУ-4 —участок фрезерования и финишной обработки МПП. Он со­стоит из двух групп оборудования (ГО-14, ГО-15):

ГО-14 — фрезерования и финишной обработки (отмывки) МПП. Она состоит из РТК фрезерования (ТНК загрузки; рольганг приемона-копительный; стенд сборки-разборки спутников; автоматический станок фрезерования; ТНК разгрузки); печи сушильной;

ГО-15 — электроконтроля и маркировки плат. Она состоит из РТК элек­троконтроля (автомат финишного электрического контроля МПП; тип ТНК разгрузки-загрузки); стенда маркировки; установки ультрафиолетовой сушки.

Основными режимами работы ГАЦ изготовления МПП являются «за­пуск», «подготовка к работе», «рабочий», «завершение» (привод в исходное состояние). Назначение режимов работы ГАЦ следующее.

«Запуск» — период времени работы служб завода, обеспечивающий последовательное включение и подачу в ГАЦ энергоресурсов (силовое на­пряжение, вентиляция, холодная и горячая вода, сжатый воздух), нагрев до рабочей температуры энергетически емкого оборудования (прессы горячего прессования, сушильные печи, емкости с припоем установок обслуживания) до начала работы ГАЦ.

«Подготовка к работе» — период времени работы служб ГАЦ до нача­ла первой смены, обеспечивающей: последовательное включение АСТО и вывод его на рабочий режим; обеспечение загрузочно-разгрузочных пози­ций АСТО (РТК) заготовками, материалами, поддонами с помощью транс­портных роботов и транспортных рабочих; корректировку рабочих раство­ров по результатам химического анализа; последовательную передачу УТП от СУГО на СУО соответствующих единиц АСТО (РТК) по запросам от них.

«Рабочий» — основной период времени работы ГАЦ изготовления МПП в первую и вторую смены, обеспечивающих изготовление МПП со­гласно сменно-суточному заданию (ССЗ).

«Завершение» — период времени работы служб ГАЦ и транспортно-накопительной системы в конце второй смены, обеспечивающий после за­вершения выполнения ССЗ по обработке заготовок слоев МПП, в том числе готовых МПП на АСТО (РТК), последовательное отключение оборудования и перевод его в исходное состояние с помощью транспортных рабочих, опе­раторов; слив рабочих растворов и промывку емкостей к приему нового раствора с участка подготовки растворов.

Схема технологического процесса сборки определяется конструктивно-технологическими особенностями радиоэлектронных модулей, в первую очередь составом элементной базы и конструкцией печатных плат.

Типовая схема ТП сборки применительно к типовой конструкции РЭМ (цифровой ячейки) состоит из следующих операций: установка вилок СНП-58 на печатные платы; предварительная сушка ячеек; пайка установленных элементов; отмывка остатков флюса; сушка ячеек; подготовка (распаковка из тары-спутника, формовка, лужение, установка в накопители) микросхем в корпусах 401.14, 402.16, 405.24; установка и пайка микросхем и микро­сборок в корпусах 401.14, 402.16, 405.24; формовка выводов микросхем ма­лой применяемости, лужение выводов микросхем малой применяемости; установка и пайка микросхем малой применяемости; отмывка остатков флюса; сушка ячеек; контроль качества пайки и допайки некачественных соединений; контроль ячеек по электрическим параметрам; отмывка (обез-жирование) ячеек; сушка ячеек; защита мест, не подлежащих лакировке оправками и держателями; покрытие ячейки первым слоем лака; сушка пер­вого слоя лака; покрытие ячейки вторым слоем лака; сушка второго слоя лака; снятие оправок и державок; установка планки на печатную плату; ус­тановка светодиодов на печатную плату; контроль ячеек по электрическим параметрам; упаковка ячеек.

Сборочно-монтажные работы при изготовлении РЭМ в ГАП представ­ляют собой сложнейший комплекс различных по характеру процессов:

механические — формовка выводов, установка и крепление на печат­
ных платах электрорадиоэлементов и интегральных схем;

химические — обезжирование, склеивание, отмывка от остатков флю­
сов после пайки;

физико-химические и физико-металлургические — лужение, пайка,
сварка;

• физико-механические — обжимка, накрутка монтажных соединений.
Рассмотрим типовой вариант ГАП (ГАЦ) сборки и монтажа радиоэлек­
тронных модулей.

Особенностью монтажа РЭМ является: обеспечение гибкости произ­водственных систем сборки и монтажа РЭМ преимущественно вследствие программной переналадки СТО, замены СТО (программной), изменения связи между СТО и изменения технологических режимов; модульное по­строение ГАП на основе АСТО, ГПМ, ГАЛ; иерархичность построения сис­темы управления ГАП; обеспечение переналаживаемости АСТО, ГПМ, ГАЛ только перепрограммированием; обеспечение максимальной предметной замкнутости производства на возможно более низком уровне иерархии ГАП — на уровне СТО; организация транспортных операций по схеме СТО (АСТО, ГПМ, ГАЛ), буферные устройства (накопители); обеспечение одновремен­ной подачи на СТО всех элементов сборочного состава РЭМ; организация перемещения ПП, входящих в сборочный состав между АСТО, ГПМ, ГАЛ, механизированными модулями (стендами) в накопителях, отсутствие при­нудительного ритма в процессе производства РЭМ; организация автомати­ческой комплектации и подготовки к сборке комплектующих элементов не

менее чем за два цикла обработки транспортной пачки на СТО; отсутствие конвейеров — как основного транспортного устройства между АСТО, ГПМ, ГАЛ, механизированными модулями (стендами); применение подвесных промышленных роботов в качестве одного из основных элементов внутри­цеховой транспортной системы; наличие на СТО магазинов РЭМ в виде накопителей с целью организации межоперационного буфера; наличие ме­жду участками унифицированных буферных устройств с целью сбаланси­рования в отклонениях временных циклов изготовления РЭМ на различных участках.

Специальное технологическое оснащение, используемое в ГАП сборки и монтажа РЭМ, можно представить тремя группами: механизированные модули (ММ), автоматизированное специальное технологическое оборудо­вание (АСТО), гибкие производственные модули (ГПМ).

К механизированным сборочным модулям относятся стенды подготовки ИС малой применяемости; лужения их выводов; установки, пайки и контро­ля качества пайки; диагностики и ремонта РЭМ; монтажа светодиодов; мар­кировки и окончательного контроля (стенд представителя ОТК). В состав каждого из перечисленных стендов входят рабочее место оператора, на ко­тором размещается технологическая оснастка; видеотерминал с клавиату­рой для связи АСУ участка; устройство приема накопителей (исключая стенды подготовки ИС и лужения выводов ИС малой применяемости), ко­торое имеет датчик, сигнализирующий о возможности его обслуживания промышленным роботом. Транспортное обслуживание стендов подготовки ИС и лужения, их выводов, а также частично стенда установки и пайки ИС осуществляется с помощью тележек, на которых устанавливаются накопи­тели для кассет с ИС в различных корпусах.

Автоматизированное специальное технологическое оборудование (АСТО), используемое в ГАП (цеха) сборки и монтажа РЭМ независимо от вида выполняемых технологических операций и степени их автоматизации, состоит из комплекта устройств для выполнения заданных технологических операций, устройства стыковки с автоматической транспортной системой, технического средства для связи с автоматизированной системой управле­ния. АСТО, используемое в составе ГАП, может работать в автоматиче­ском, автономном и наладочном режимах. АСТО в автоматическом режиме обеспечивает прием ПП и других комплектующих изделий от автоматизи­рованной транспортной системы и их идентификацию; идентификацию по­ступивших ПП на АСТО, находящееся на входе цеха; выдачу пустых нако­пителей ПП и других комплектующих, а также накопителей с РЭМ в авто­матизированную транспортную систему; передачу в систему управления информации о приеме накопителей; прием от системы управления управ­ляющих технологических программ (УТП); выход на рабочие режимы, их контроль и поддержание; регенерацию используемых в АСТО рабочих рас­творов; передачу РЭМ, ПП и других комплектующих в рабочую зону АСТО

из накопителя и обратно в накопитель; выполнение технологических опера­ций; подачу РЭМ из рабочей зоны в накопитель; диагностику состояния устройств СТО. В состав АСТО, используемого ГАП сборки и монтажа РЭМ входят автоматизированные установки очистки ИС и метки контроль­ных контактов и вилок; автоматические линии отмывки ячеек от флюса и вакуумной сушки; автомат установки планок; автоматические установки тестового контроля и влагозащиты ячеек.

Гибкие производственные модули и РТК сборки и монтажа РЭМ неза­висимо от вида выполняемых технологических операций в общем случае состоят из АСТО, устройства стыковки с автоматической транспортной системой, технических средств связи с системой управления верхнего уров­ня. Основным режимом работы ГПМ является автоматический (без непо­средственного участия оператора).

В автоматическом режиме ГПМ обеспечивает прием комплектующих изделий от автоматизированной транспортной системы (АТС); прием пе­чатных плат (ПП) в накопителях от АТС; идентификацию поступающих накопителей, выдачу обработанных изделий в накопителях в АТС; диагно­стику состояния гибких производственных модулей; идентификацию пе­чатных плат на АСТО, находящемся на входе в ГАП; передачу печатной платы в зону обработки из накопителя и обратно в накопитель; аварийный останов. В состав гибких производственных модулей, используемых в ГАП сборки и монтажа РЭМ, входят модули комплексной подготовки и пайки интегральных схем в корпусах типа 4.

ГАЦ сборки и монтажа РЭМ предназначен для автоматизированной сборки РЭМ на печатных платах и интегральных микросхемах с планарны-ми выводами. В состав ГАЦ сборки и монтажа РЭМ входят шесть гибких автоматизированных участков (ГАУ) следующего назначения (рис. 2.3).

ГАУ-1 — участок подготовки микросхем. Он предназначен для рих­товки, формовки, лужения выводов микросхемы в корпусах 401.24, 402.16, 405.24 и укладки их в технологические кассеты с одновременной комплек­тацией по номиналам в соответствии с программой установки на ПП. На участке размещено следующее СТО: ГПМ комплексной подготовки микро­схем в корпусах типа 4 (7 единиц), установка автоматической очистки мик­росхем, устройство автоматическое прямоточное с приводным рольгангом, унифицированное буферное устройство для накопителей микросхем (15 единиц), ПР типа М-34 (2 единицы), стенд лужения выводов микросхем, стенд подготовки микросхем.

ГАУ-2 — участок предварительной сборки ПП, предназначен для уста­новки вилок и контрольных контактов на ПП, сушки ПП перед пайкой, пай­ки установочных элементов. На участке размещено СТО следующих видов: устройство автоматическое передаточное, РТК сборки ПП, автоматизиро­ванная линия вакуумной сушки цифровых ячеек, автоматизированная линия

пайки контрольных контактов и вилок, ПР типа М-34, унифицированное буферное устройство для накопителей ПП.

ГАУ-3 — участок установки и пайки микросхем на ПП, предназначен для установки и пайки ИС на ПП в корпусах типа 4. На участке имеются ППМ установки и пайки микросхем в корпусах 401.14 (11 единиц), 402.16 (7 единиц), 405.24 (2 единицы), ПР типа М-34 (4 единицы), унифицирован­ное буферное устройство для носителей ПП (6 единиц), микросхем (4 еди­ницы), устройство автоматическое передаточное с приводным рольгангом.

ГАУ-4 — участок контроля и ремонта РЭМ по электрическим парамет­рам предназначен для: установки и пайки микросхем малой применяемости, контроля качества пайки и допайки некачественных соединений, контроля ячеек по электрическим параметрам; ремонта неисправных ячеек; отмывки от остатков флюса и сушки ячеек. На участке размещено следующее СТО: стенд установки и пайки микросхем малой применяемости, ПР типа М-34, линия автоматической отмывки ячеек от флюса, автоматическая линия ва­куумной сушки, унифицированное буферное устройство для накопителей ПП, стенд контроля качества пайки, рольганг приводной, автоматическая установка тестового контроля ячеек, стенд диагностики и ремонта ячеек.

ГАУ-5 — участок влагозащиты РЭМ, предназначен для нанесения на ячейки трех слоев защитного лакового покрытия. На участке размещены следующие виды СТО: автоматические линии отмывки ячеек от флюса и вакуумной сушки, установка автоматизированной влагозащиты ячеек, уни­фицированное буферное устройство для накопителей ПП, ПР типа М-34, рольганг приводной.

ГАУ-6 — участок досборки РЭМ, предназначен для окончательной сборки ячеек, контроля их по электрическим параметрам, маркировки и пе­редачи ячеек службе ОТК. На участке размещены следующие виды СТО: автомат установки планок, стенд монтажа светодиодов, автомат установки тестового контроля ячеек, ПР типа М-34, стенд маркировки и окончательно-

го контроля и унифицированное буферное устройство для накопителей пла­нок, стенд ОТК. В состав ГАЦ сборки и монтажа РЭМ входят следующие автоматизированные системы: технологическая обработка ячеек, объеди­ненная в ГАУ, транспортная (АТС), управления (АСУ) ГАЦ. В структуре цеха сборки ячеек не предусматривается наличие складов на территории цеха. Комплектующие и ПП хранят на общезаводских складах.

Промышленный робот (ГОСТ 25686—85) — автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и пере­программируемого устройства управления в производственном процессе двигательных и управляющих функций. Под манипулятором понимают управляемое устройство или орган для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека для перемещении объектов в про­странстве.

Промышленные роботы (ПР) в производстве ЭВМ успешно применяют в составе автоматического оборудования, реализующего основные и вспо­могательные технологические операции. В число основных операций, на которых используются ПР, входят: сборка (свинчивание, склеивание, свар­ка); монтаж (пайка, накрутка); защитно-декоративные (окраска, лакировка, гальванические покрытия); контроль (входной, выходной). На вспомога­тельных операциях ПР используют для складирования продукции, инстру­мента, оснастки; упаковки (укладки) изделий в тару; транспортирования заготовок, деталей, инструмента, оснастки в зону обработки (сборки) и из нее; удаление отходов при обработке (сборке) от основного оборудования; смены инструмента и оснастки в автоматическом сборочном технологиче­ском оборудовании; выполнения ряда подготовительных операций (зачист­ка, отмывка поверхностей деталей и т. д.).

Конкретные конструкции ПР, их компоновка и технические характери­стики приводятся в соответствующих каталогах и справочниках, что позво­ляет решать практические вопросы, связанные с их выбором для компонов­ки сборочных автоматических линий и роботизированных технологических комплексов (РТК). Они наряду с другими автоматами выступают в качестве элементной базы для построения различных типов и назначения автомати­зированных линий, а также более сложных автоматических и кибернетиче­ских систем, какими являются гибкие производственные системы (ГПС).

Структура любого ПР (рис. 2.4) независимо от его типа и назначения состоит из механической части (III), инструментальной системы (V), датчи­ков внешней (II) и внутренней (I) информации, системы управления (IV).

Механическая часть, несущая рабочие и другие органы промышленно­го робота и осуществляющая все необходимые их перемещения (линейные горизонтальные или вертикальные, поворачивание, качение, захваты), со­стоит из станины и рычажно-захватывающего устройства, расположенного сверху станины. Рычажно-захватывающее устройство (основной рабочий орган ПР) представляет собой разомкнутый многозвенный механизм, со­стоящий из рычажного устройства с приводом. Рычажно-захватывающие устройства разделяют по типу конструкции, типу приводов и числу степе­ней свободы (3—5 степеней).

Основное назначение системы управления ПР — формирование логи­ческой последовательности его действия и обеспечение автоматической работы рычажного, захватного и других устройств в соответствии с задан­ной программой, осуществление связи между действиями самого ПР и об­служиваемого им технологического оборудования, а также контроль за ра­бочей зоной работы с целью устранения несчастных случаев. Применяемые в настоящее время системы управления ПР можно условно разделить на жестко программируемые (позиционно-цикловые, позиционно-аналоговые, позиционно-числовые), контурные (импульсные, числовые), комбиниро­ванные (позиционно-контурные), управляемые от ЭВМ. Системы управле­ния с жесткой программой предназначены для выполнения повторяющихся операций в неизменной среде, имеют механическую память и задают дви­жение рабочим органам промышленного робота в виде последовательности

значений требуемых положений. Системы управления на базе ЭВМ осуще­ствляют последовательность выполнения операций по программе. Гибкость и многофункциональность системы управления достигается самообучением, предусмотренным в программном обеспечении ЭВМ.

Системы управления ПР предназначены для управления его работой и организации его взаимодействия с технологическим оборудованием (рис. 3.1).

ПР состоит из манипулятора 2 и системы управления 4. Внешняя по отношению к роботу среда включает обычно технологическое оборудова­ние /, которое обслуживает робот и транспортирующую позицию 10 (вы­ходной участок непрерывного или дискретного транспорта, вибробункер, лоток с ориентированными и неориентированными деталями и т. п.). Сие-

тема управления формирует информационный поток, содержащий набор команд для управления манипулятором.

Этот поток формируется на основе информации о состоянии манипуля­торов (поток 8) и информации о состоянии внешней среды (потоки 3 и Р). Информация о состоянии манипулятора — это совокупность сигналов, на­пример, с конечных выключателей, путевых датчиков о положении элемен­тов манипулятора. Эти сигналы говорят, например, что захват выдвинут до упора или на расстояние S и разжат, их достаточно, чтобы с некоторой сте­пенью точности управлять положением рабочих органов манипулятора в пространстве, однако его работа не будет синхронизирована с работой стан­ка и транспортирующей системы.

Обычно необходимы синхронизирующие сигналы по цепи 3 о готовно­сти технологического оборудования, и сигнал по цепи 9 о присутствии по­луфабриката. Только при наличии обоих синхросигналов система управле­ния выдает команду на начало цикла работы манипулятора.

Управляющие команды на манипулятор часто простым механическим, математическим или преобразованием внешней или внутренней информа­ции не могут быть сформированы или это оказывается сопряженным с большим числом трудностей, например, с необходимостью очень большого числа сигналов. Так, если необходимо остановить захват в некотором про­межуточном положении при первом проходе и не останавливать при вто­ром, помимо наличия сигналов с датчика промежуточного положения необ­ходимо еще считать и запоминать проходы.

Система управления в этом случае, кроме блока преобразования ин­формации 6, должна иметь память 5, наличие которой существенно умень­шает число необходимых для управления сигналов.

Классификация системы управления ПР представлена на рис. 3.2.

В аналоговых системах передаваемая информация по линии связи (электрическому проводу, рычажной системе и т. п.) — это величина сигна­ла, которая может быть любой в некотором допустимом диапазоне и непо­средственно несет информацию о требуемой реакции манипулятора.

В цифровых системах сигнал принимает дискретные значения, напри­мер, при двоичном кодировании, если сигнал меньше 1 В, то считают, что передается 0, если больше 3 В, то — 1. Такие сигналы менее подвержены помехам, проще обрабатываются, сопрягаются с ЭВМ. При двоичном коди­ровании, чтобы захват робота переместился вперед на шесть шагов, необхо­димо передать команду 110.

Такая команда передается последовательно по одному проводу (по­следовательность двух импульсов и паузы), либо параллельно по трем проводам — это последовательный и параллельный способы передачи информации.

По возможностям перемещения рабочего органа различают позицион­ные и контурные системы управления. В позиционных системах точно оп­ределены лишь отдельные крайние точки траектории рабочих органов, вид траектории между этими точками не регламентируется. Точки позициони­рования задаются упорами на рабочих органах манипулятора, либо опреде­ляются системой управления.

Позиционные системы с точками позиционирования, заданными упо­рами, называют цикловыми системами управления. В них работу каждого привода определяют два сигнала 0 и 1. Например, если подан сигнал 0, за­хват идет назад или остается в этом положении, 1 кодирует перемещение вперед.

Для выдачи команд каждому приводу достаточно одного двоичного ка­нала связи. Совокупность всех одновременно выдаваемых управляющих команд называют управляющим словом, его длина определяется числом приводов манипулятора.

Сигнал об окончании процесса обработки команды снимают с конеч­ных выключателей, расположенных рядом с упорами. Эта информация — о состоянии манипулятора (см. рис. 3.1), и она передается по каналу 7. У по­зиционных приводов, не требующих отключения в крайнем положении, обратная связь отсутствует.

Если точки позиционирования задаются не упорами, а системой управ­ления, то между ней и приводом производится работа. На привод подается команда о перемещении, в систему управления с датчика внутренней ин­формации начинает поступать сигнал о величине перемещения, который сравнивается с сигналом, характеризующим заданное перемещение, и при их совпадении выдается сигнал об остановке привода.

В контурных системах перемещение организуется малыми последова­тельными шагами по двум или трем координатам. Для этого необходимо выдавать команду на каждый шаг, число команд велико. Так, при переме­щении в точку с координатами X = 100 мм, К = 50 мм из нулевой точки по прямой линии с шагом 0,1 мм необходимо 1500 команд. Программировать и хранить в памяти каждую такую команду нерационально, поэтому в памяти задают вид перемещения (линейная, круговая, параболическая интерполя­ция) и константы, однозначно характеризующие траекторию.

Это конечная точка при линейной интерполяции, радиус, координаты центра и направление. Все промежуточные команды, определяющие, по какой из координат и в каком направлении делать очередной шаг, формиру­ет интерполятор (функции интерполяции выполняются аппаратно).

ПР на базе микропроцессоров имеют специальные программы интер­поляции, формирующие очередной шаг, исходя из конечной точки и вида траектории. Программные интерполяторы в АЛУ рассчитывают требуемые координаты траектории перемещения на очередном шаге, отклонения от них при шаге по координатам X и Y и дает команду на шаг по той координа-

те, которая обеспечивает наименьшее отклонение от теоретической траек­тории.

По степени гибкости алгоритма управления различают системы управ­ления с жесткими алгоритмами, адаптивными и интеллектуальными. В со­ответствии с этим различают роботы первого, второго и третьего поколений.

Имеются серийные УВК на базе микропроцессоров (МП). УВК встраи­вают в технологическое оборудование или в производственные процессы. Понятие архитектуры УВК включает в себя структуру процессора, память, внешние устройства, систему адресации, средства управления внешними устройствами, системы прерываний, синхронизации, форматы команд, средства программирования. Особое значение имеет способ связи между отдельными УВК. При архитектуре УВК с автономно расположенными ЭВМ возникают трудности, связанные с внешними интерфейсами. Хотя магистральный интерфейс «общая шина» обеспечивает унификацию связей устройств УВК с центральным процессором через единую магистраль вво­да-вывода, он не позволяет достигать необходимой производительности информационного обмена при совместной работе большого числа процес­соров в блоке УСО.

Рассмотрим отдельные модули УВК. Структура однопроцессорных УВК показана на рис. 3.3.

Структура включает процессорный модуль, внешние устройства, ин­терфейсы внешних устройств, модули УСО, вспомогательные устройства расширения функций. Процессорные модули выполняют в виде закончен-

ных вычислительных устройств, имеющих микроконтроллер, ОЗУ, контролле­ры прерываний и различные формы интерфейсов с внешними устройствами.

Микропроцессорные БИС в модуле имеют самостоятельные функции: обработки данных, управления, хранения управляющих nig. Система реги­стровых операций и гибкая система адресации (последовательная, косвен­ная, индексная, стековая) повышают производительность процессорных модулей при выполнении одно- и двухбайтовых операций.

Существенное ограничение УВК — малый объем ОЗУ, но адресное про­странство можно расширить путем программно-аппаратной сегментации памя­ти. Обычно УВК ориентируют на конкретное применение, т. е. используется ОС реального масштаба времени (ОС РВ). Эти ОС РВ используются для систем управления производственными участками и роботами, станками с ЧПУ.

ОС РВ реализованы на интегральных схемах, содержат набор систем­ных вызовов и представляют программистам группы команд высокого уровня, которые решают задачи более низкого уровня.

Метод прямого обучения предполагает ручное перемещение робота во все требуемые положения и запись соответствующих или обобщенных ко­ординат сочленений. Кроме того, для некоторых положений указывается необходимость выполнения таких операций, как смыкание захватного уст­ройства. Выполнение программы заключается в перемещении сочленения робота в соответствии с заданной последовательностью положений.

Прямое обучение — простой и легко реализуемый метод программиро­вания (не требует универсальных ЭВМ), но для него есть ограничения: не­возможность использования датчиков. Пользователь определяет последова­тельность действия ПР, которая не содержит условных переходов, вычисли-. тельных операций и циклических процедур. Этот метод применяется в то­чечной сварке, окраске, при простых погрузочно-разгрузочных работах. В более сложных ТП (сборка, контроль качества) последовательность дейст­вий ПР определяется от сигнала датчиков, от информации, получаемой из баз данных и представляемой в результате тех или иных вычислений.

В методе роботоориентированного программирования производится опрос датчиков и определяется в зависимости от обработки сенсорной ин­формации движение роботов. Преимущество использования сенсорной ин­формации от датчиков усилий, тактильных датчиков и других — в коррек­ции движения ПР.

Применение датчиков позволяет ПР функционировать в ситуации, ко­гда данным о внешних объектах присуща некоторая степень неопределен-

ности, что расширяет область применения ПР. К недостаткам робото-ориентированных языков относится то, что пользователь должен иметь вы­сокую квалификацию в области программирования.

Упростить процедуру программирования можно посредством исполь­зования в робото-ориентированных языках программирования методов ма­шинной графики. Этот путь связан с заменой метода прямого обучения мо­делированием рабочего пространства ПР.

В методе заданно-ориентированного программирования определяется не движение ПР, а расположение объектов. Это позволяет абстрагировать от особенностей конкретного ПР, и пользователю не приходится определять траектории движения и положения, зависящие от геометрии и кинематики ПР. Исходной информацией является геометрическая модель рабочего про­странства и робота. Задачно-ориентированное программирование называют системами программирования рабочей обстановки. Если провести аналогию с языками программирования ЭВМ, то задачно-ориентированное програм­мирование относится к робото-ориентированному программированию так же, как и языки высокого уровня относятся к языку ассемблера и другим языкам низкого уровня.

MHI— язык программирования, созданный для первых роботов
(1961), управляемых от ЭВМ. Основные приемы программирования бази­
руются на концепции осторожного движения, которое осуществляется до
тех пор, пока не будет получен определенный сигнал от датчика. С помо­
щью MHI не выполняются арифметические действия, выходящие за рамки
опроса датчиков.

WAYE (1975) имеет основное допущение, которое заключается в
том, что параметры движения заранее рассчитаны и в процессе выполнения
движения допустимы небольшие отклонения от заданных траекторий. Здесь
были реализованы процедуры:

описания положения с помощью декартовых координат исполнительно­
го органа;

координации движения сочленений, обеспечивающие непрерывность
скоростей и ускорений;

определения последовательности этапов движения в декартовой систе­
ме координат.

Для надежного выполнения заданий в условиях неопределенности и обнаружения ошибок в процессе выполнения программы в системе WAYE реализуется концепция податливого и осторожного движения.

3. MINI (1976) получен путем введения в язык LISP некоторого числа
дополнительных функций, обеспечивающих сопряжение со специальной

ЭВМ (СВС), на которой программа выполняется в реальном масштабе вре­мени. Отличие MINI от других языков программирования состоит в том, что сочленения ПР управляются независимо друг от друга. Исполнительный орган перемещается в декартовой системе координат, что позволяет умень­шить влияние недостатков некоординированных последовательных пере­мещений из одного положения в другое. С помощью операторов языка MINI можно установить целевые положения или усилия для каждого сочле­нения робота, считать показания датчиков положения и усилий, а также задать режим ожидания какого-либо сообщения. Но в языке MINI отсутствуют операторы управления и средства обработки геометрической информации.

4. В языке AL сочетаются специфические функции ПР и возможности
языков ALQOL и PASCAL. В системе AL программы выполняются на 2
ЭВМ. На 1-Й — производится компиляция исходной программы, на второй —
полученная в результате компиляции программы низкого уровня исполня­
ется в реальном масштабе времени на управляющей ЭВМ.

Особенности языка AL:

реализованы методы описания движения (спецификация траекторий в
декартовой системе координат, расчет траекторий, алгоритм податливо­
го движения);

обеспечены возможности для работы в реальном масштабе времени,
параллельное выполнение и синхронизация процессов;

реализованы способы представления геометрической информации с
помощью векторов, матриц и систем координат;

созданы разнообразные средства моделирования рабочей обстановки, с
помощью которых можно производить взаимную привязку систем ко­
ординат, в том числе и временных, создаваемых, например, в процессе
работы ПР в режиме захвата предметов.

5. VAL — это интерпретатор. Усовершенствованные методы расчета
траекторий позволяют исключить этап предварительных расчетов. Особен­
ности языка VAL:

наличие спецификации позиционных перемещений и перемещений пу­
тем интерполяции точек в декартовой системе координат, включая
движения подвода и отвода;

возможность преобразования декартовых систем координат или задания
положений в произвольной системе координат;

возможность использования целочисленных переменных, арифметиче­
ских действий и условных ветвлений;

возможность установки и проверки состояния двоичной канальных
шин, опрос шин.

Система VAL допускает стыковку с системой технологического зрения ПР и может определять систему координат деталей, попадающих в поле зрения телекамеры.