В.Л. Конюх Информационные устройства и системы в автоматизационном производстве
.pdf10
• текущий контроль качества изготовления.
Задание
Для трех деталей в табл. 5 заданы значения семи признаков (высота, ширина, длина, масса, площадь, периметр и цвет)
Таблица 5
Признаки трех деталей
№ |
Деталь 1 |
Деталь 2 |
Деталь 3 |
1 |
28,5 |
29 |
14,1 |
2 |
16,3 |
17 |
18,9 |
3 |
7,3 |
15 |
9,1 |
4 |
3,4 |
0 |
0 |
5 |
1,1 |
2,8 |
0,3 |
6 |
6,6 |
5,3 |
5,5 |
7 |
3,7 |
0 |
1,1 |
Распознается неизвестная деталь, имеющая признаки:
15,2 (признак № 1); 19,5 (№ 2); 10,3 (№ 3); 0,2 (№ 4); 0,6 (№ 5); 5,3 (№ 6); 0,9 (№ 7). Допустимое отклонение признаков ∆ = 1,2.
Постройте матрицу различий и определите, какие два из семи признаков достаточны для классификации деталей.
ЗАНЯТИЕ 5. МИНИМИЗАЦИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОМ РАСПОЗНАВАНИИ ДЕТАЛЕЙ
Основные понятия
Задача состоит в сокращении числа признаков, позволяющих автоматической распознающей системе отличать одну деталь от другой.
Ее решение сводится к выбору наименьшего набора строк из матрицы различий. При выборе учитывают число единиц в строках и столбцах матрицы. Эта задача о минимальном покрытии матрицы различий ее строками.
11
Выбирают единичные элементы матрицы различий, числа единиц которых в столбце минимально, а число единиц в строке – максимально. Пусть матрица различий имеет вид (табл. 6).
Таблица 6
|
Матрица различий |
|
|
Признаки |
Объекты |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
1 |
0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 |
2 |
1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 |
3 |
1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 |
4 |
1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 |
5 |
0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 |
6 |
0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 |
7 |
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 |
8 |
0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 |
Число единиц в столбцах: 4 4 4 1 5 1 2 2 5 3 4 2
Заданным условиям удовлетворяют элементы матрицы x1,4, x6,6 (выделены и подчеркнуты). Из матрицы различий вычеркивают строки 1 и 6, в которых находятся эти элементы и столбцы, имеющие единицу в этих строках. Получают сокращенную матрицу:
|
1 |
2 |
7 |
8 |
1 |
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
2 |
4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
2 |
7 |
1 |
0 |
1 |
0 |
2 |
8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
4 |
4 |
2 |
2 |
|
Снова выбирают элемент с максимальным числом единиц в строке и минимальным числом единиц в столбце. Он подчеркнут. Вычеркивают четвертую строку, в которой он находится.
Вычеркнутые на первом и втором этапах строки 1, 4 и 6 образуют минимальное покрытие матрицы различий. Следовательно, минималь-
12
ный набор признаков для распознавания 12 объектов – это признаки 1, 4 и 6.
Задание. Дана матрица различий для распознавания 5 деталей по 5 признакам:
Деталь |
|
Признак |
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
|
||||||
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
Выберите минимальный набор признаков для распознавания деталей, используя метод минимального покрытия матрицы различий.
ЗАНЯТИЕ 6. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТЫ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ
Цель занятия – самостоятельное решение технической задачи распознавания объектов.
Постановка задачи
По конвейеру движутся картонные коробки трех размеров в высоту (рис. 4). Необходимо подсчитать число коробок каждой высоты с помощью информационной системы 3.
1 |
|
3 |
|
2
Рис. 4. Задача измерения высоты коробок 1 на конвейере 2 с помощью информационной системы 3
13
Задание
Предложите способы измерения высоты коробок датчиками положения, фотоэлектрическими, тактильными или локационными датчиками. Нарисуйте схему информационной системы.
Ответьте на контрольные вопросы:
•будет ли работоспособна система, если коробки прижаты друг к
другу?
•как избежать ошибки счета при прижатых коробках одинаковой высоты?
•как применить информационную систему для сортировки коробок по высоте?
ЗАНЯТИЕ 7. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СОРТИРОВКИ ОДНОРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ НА КОНВЕЙЕРЕ
Цель занятия – самостоятельное решение технической задачи сортировки однородных объектов, движущихся по конвейеру.
Постановка задачи
Конвейер перемещает куриные яйца трех категорий крупности: I, II, III (рис. 5). Яйца могут быть в любом положении, кроме, конечно, вертикального и касаться друг друга. Необходимо с помощью робота рассортировать яйца по трем категориям.
I II III
Рис. 5. Задача распознавания и сортировки куриных яиц
14
Задание
Предложите систему автоматической оценки крупности яиц, которая наводила бы захватное устройство робота на распознаваемый объект и указывала координаты тары для яиц соответствующей категории.
Ответьте на контрольные вопросы:
•как распознать яйца, касающиеся друг друга?
•можно ли применить для распознавания силомоментные датчи-
ки?
•как удешевить систему сортировки?
•какое захватное устройство вы рекомендуете для работы?
•как предотвратить пропуск яиц без их захвата?
15
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Занятие 1. Выбор датчиков и составление автоматной таблицы для |
|
роботизированного комплекса холодной листовой штамповки.............. |
1 |
Занятие 2. Формализация информационной системы и алгоритма |
|
управления транспортным роботом............................................................ |
4 |
Занятие 3. Выбор покупаемых датчиков с помощью метода ветвей |
|
и границ......................................................................................................... |
6 |
Занятие 4. Классификация изготовленных деталей путем |
|
сопоставления их признаков........................................................................ |
8 |
Занятие 5. Минимизация признаков при автоматическом |
|
распознавании деталей............................................................................... |
10 |
Занятие 6. Разработка информационной системы для измерения |
|
высоты движущихся объектов................................................................... |
12 |
Занятие 7. Разработка системы автоматической сортировки |
|
однородных объектов на конвейере.......................................................... |
13 |
16
Составитель Владимир Леонидович Конюх
ИНФОРМАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Методические указания к практическим занятиям по курсу "Информационные устройства и системы в робототехнических системах" для подготовки студентов по направлению 552900 – "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств
Редактор З.М.Савина
ЛР № 020313 от 23.12.96.
Подписано в печать 07.02.01. Формат 60х84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,80 Тираж 50 экз. Заказ Кузбасский государственный технический университет.
650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография Кузбасского государственного технического университета.
650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4 А.