Устройство для управления сборочным роботом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СБОРОЧНЫМ РОБОТОМ, содержащее эадатчик скорости, последовательно соединенные первый сумматор, первь усилитель , первый блок коррекции, первый коммутатор и привод, связанный через исполнительньй механизм с датчиком усилия и датчиком скорости , выход которого подключен к первому входу первого сумматора, последовательно соединенные задатчик усилия; второй сумматор, второй усилитель и второй блок коррекции, подключенный выходом к второму входу первого коммутатора, второй вход второго сумматора соединен с выходом датчика усилия, а выход через последовательно включенные первый инвертор и третий сумматор - с входом элемента с односторонней проводимостью , отличающееся тем, что, с целью повьшения его быстродействия, оно содержит третий усилитель, первый ограничитель и последовательно соединенные второй ограничитель, второй инвертор и элемент И, а также последовательно включенные третий инвертор и второй коммутатор, второй вход которого подключен к входу третьего инвертора и выходу задатчика скорости, третий вход - к выходу элемента И с односторонней пpoвoдимoctью, а выход - к второму входу первого сумматора, соединенного первым вхоS дом с входом второго ограничителя, е выход датчика усилия подключен к входу первого ограничителя, выход . которого соединен с вторым входом Ф элемента .И, подключенного выходом к третьему входу первого коммутатора , а выход задатчика усилия через третий усилитель соединен с вто:л ; рым входом третьего сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5)) 4 05 В 1 t/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3535861/18-24 (22) 06.01.83 (46) 07.05.84. Бюл. № 17 (72) В,Н.Кравченко, И.Н.Егоров и Н.А.Лакота (71) Владимирский политехнический институт (53) 62-50 (088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

N- 930228, кл. 6 05 B 11/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3368099/24, кл. G 05 B 11/00, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

СБОРОЧНЬК РОБОТОМ, содержащее задатчик скорости, последовательно соединенные первый сумматор, первый усилитель, первый блок коррекции, первый коммутатор и привод, связанный через исполнительный механизм с датчиком усилия и датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, последоватеЛьно соединенные задатчик усилия, второй сумматор, второй усилитель и второй блок коррекции, подключенный выходом к второму вхо" ду первого коммутатора, второй вход второго сумматора соединен с выходом датчика усилия, а выход через последовательно включенные первый инвертор и третий сумматор — с входом элемента с односторонней проводимостью, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его быстродействия, оно содержит третий усилитель, первый ограничитель и последовательно соединенные второй ограничитель, второй инвертор и элемент И, а также последовательно включенные третий инвертор и второй коммутатор, второй вход которого подключен к входу третьего инвертора и выходу задатчика скорости, третий вход — к выходу элемента

И с односторонней проводимостью, а выход — к второму входу первого сумматора, соединенного первым входом с входом второго ограничителя, выход датчика усилия подключен к входу первого ограничителя, выход которого соединен с вторым входом

0 элемента .И, подключенного выходом к третьему входу первого коммутатора,.а выход задатчика усилия через третий усилитель соединен с вто. рым входом третьего сумматора.

1091115

Изобретение относится к робототехнике и может бьггь использовано при создании сборочных роботов.

Известны устройства для управления сборочным роботом, содержащие задатчики скорости и усилия, сумматоры, блоки коррекции, усилители, коммутатор, привод, датчики скорости и усилия 1 .

Указанные устройства не обеспечивают сборку попвижных объектов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее задатчик скорости, последовательно соединенные первый сумматор, первый усилитель, первый блок коррекцни, первый коммутатор и привод, связанный через исполнительный механизм с датчиком усилия и датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, последовательно соединенные задатчик усилия, второй сумматор, второй усилитель и второй блок коррекции, подключенный выходом к второму входу первого коммутатора, второй вход второго сумматора соединен с выходом датчика усилия, а выход через последовательно включенные первый инвертор и третий сумматор — с входом элемента е односторонней проводи-. мостью 12 ).

При всех достоинствах двухрежимного управления приводами по минимуму ошибки основными недостатками этого устройства являются длительные переходные процессы управления усилием, не уменьшаемые синтезом блоков коррекции особенно при сравнительно малом задании скорости относительно задания по усилию.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается, тем, что в устройство, содержащее задатчик скорости, последовательно соединенные первый сумматор, первый усилитель, первый блок коррекции, первый коммутатор и привод, связанный через исполнительный механизм с датчиком усилия и датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, последовательно соединенные задатчик усилия, второй сумматор, второй усилитель и второй блок коррекции, под" ключеиный выходом к второму входу первого коммутатора, второй вход второго сумматора соединен с выходом датчика усилия, а выход через последовательно включенные первый инвертор и третий сумматор — с вхо5 дом элемента с односторонней проводимостьюь введены третий усилитель, первый ограничитель и последовательно соединенные второй ограничитель, второй инвертор и элемент И, 10 а также последовательно включенные третий инвертор и второй коммутатор

Ф второй вход которого подключен к входу третьего инвертора и вьгходу задатчнка скорости, третий вход—

15 к выходу элемента И с односторонней проводимостью, а выход — к второму входу первого сумматора, соединенного первым входом с входом второго ограничителя, выход датчика уси20 лия подключен к входу первого ограничителя, выход которого соединен с вторым входом элемента И, подключенного выходом к третьему входу первого коммутатора, а выход

25 задатчика усилия через третий усилитель соединен с вторым входом третьего сумматора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства на фиг. 2 —

З0 диаграммы фазовьп< траекторий движения устройства.

Устройство содержит первый сумматор 1, первый усилитель 2, первый блок 3 коррекции, второй сумматор 4, второй усилитель 5, второй блок 6 коррекции, первый коммутатор 7, привод 8, исполнительный механизм 9, датчик 10 скорости, датчик 11 усилия, первый инвертор 12, третий сумматор

40 13, третий усилитель 14, элемент 15 с односторонней .проводимостью, второй коммутатор 16, первый ограничитель 17, второй инвертор 18 элемент И 19 второй ограничитель 20, 45 третий инвертор 21, задатчик 22 скорости, задатчик 23 усилия, задающий орган 24. Иа фиг. 2 обозначены: с(с — координата перемещения привода, координата ограничения движения, (Ы 0 — — координата скорости .

Устройство работает следующим образом.

С задатчика 22 скорости. поступает сигнал на отработку приводом 8 за- данной скорости для исполнительного механизма 9, который представляет собой исполнительный орган манипулятора, содержащий механизмы преоб1091

3 разования движения, схват и т.д.

Этот сигнал, проходя через коммутатор 16 и, вычитая сигнал с датчика

10,скорости, поступает через усилитель 2, блок 3 коррекции и коммутатор 7 на привод 8. Это движение привода выделено; на участке, ограниченном осью . и линией АВ, определяемой d.с, со .скоростью У . Поскольку большинство применяемых датчиков 11 усилия использует де формацию упругих элементов с целью определения развиваемого усилия, то параметр <КО. — ю(с определяет эту деформацию, прямо пропорциональную задаваемому усилию. д(с - координата ограничения движения или в сборочных операциях это координата контакта сопрягаемых деталей, Ъа участке.между линиями АВ и СД показано движение привода в упругой зоне датчика 11 усилия. На этом участке произошпо естественное изменение режима регулирования скорости. При попадании изображающей точки, описывающей движение привода 8 на прямую переключенияСД, включится с помощью коммутатора

16 сигнал, следуемый на сумматор противоположный сигналу с задатчика

22 скорости. Это обеспечивается ин1 вертором 21. Так как устройство в режиме управления усилием является статической системой, то его ошибка управления будет прямо пропорциональна задаваемому усилию. Поэтому если Выбрать коэффициент усиления

115 .. 4 усилителя 14 в соответствии с выбранными параметрамн устройства, то разность сигналов с усилителя

14 и ошибки Я, изменяющей свой знак с помощью инвертора 12, снимаемая с сумматора 13 через элемент 15 с односторонней проводимостью, будет определять нахождение и наклон линии переключения СД, т.е. элемент

15 будет включать с помощью коммутатора 16 сигнал с задатчика 22 скорости до линии СД и противоположный по знаку этому сигналу после линии СД. В случае, когда частота переключений коммутатора 16 может быть бесконечной, наступает скользящий режим и изображающая точка движется непосредственно в точку с ко ординатой о с по линии СД. При скорости привода 8, близкой к О, что определяется ограничителем 20 с датчика 10 скорости и обеспечивает ра" боту инвертора 18, и при усилии, развиваемом приводом 8, отличным от нуля, определяемым ограничителем 17 с датчика 11 усилия, срабатывает через элемент И 19 коммутатор 7, который подключает сигнал с задатчика

23 усилия, вычитаемый сигнал с датчика 11 усилия 17 (f,+) через усилитель 5 и блок 6 коррекции к приводу 8. Это движение характеризуется точкой aL с .

Применение предлагаемого устройства позволяет за счет оптимизации процесса управления коммутаторами

7 и 16 повысить быстродействие устройства.

ВНИИПИ Заказ 3081/43 Тираж 842 Подписное

Фиднва ИПП "Патеат", г.Ужгород, ул.Проектная, 4