Устройство для управления адаптивным роботом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДЦАПТИВНЬМ РОБОТОМ, содержащее источник излучения, два приемника излучения и по каждой регулируемой координате исполнительного органа робота последовательно соединенные первые усилитель и привод, связанный с. первым датчиком положения, выкод которого подключен к первому входу первого усилителя, чающее с я тем, что, с целью упрощения устЬойства , оно содержит по каждой регулируемой координате исполнительного органа первый нуль-орган, а также источник опорного сигнала, второй и третий приводы, последовательно соединенные первые интенсиметр, сумматор и ключ, последовательно подключенные вторые интенсиметр, сумматор и ключ, последовательно соединенные первый элемент И, коммутатор и блок задания программы, последовательно подключенные пороговый элемент, второй элемент И и третий ключ, последовательно соединенные вторые датчик положения, усилитель и нуль-орган, четвертый ключ, а также последовательно подключенные третьи датчик положения, усилитель и нуль-орган, первый, второй и третий выходы блока задания програмьал соединены с вторь ми входами соответствующих усилителей , первый, второй и третий входы первого элемента И подключены к выходам соответствукяцих нуль-органов , а выход - к вторым входам первого и второго ключа и второго элемента И, соединенного выходом с первым входом четвертого ключа, второй вход первого сумматора подключен (Л к выходу источника опорного сигнала, а выход - к входу порогового элемента и второму входу второго сумматора , выходы второго и третьего усилителей соединены с входами соответствующих приводов, связанных с соответствующими датчиками положения, сд |выходы которых подключены к вторым о входам третьего и четвертого ключа 9д соответственно, выходы первого и второго приемника излучения соединены с входами соответствующих интенс1В4ета ров, выходы первого, второго, третьего и четвертого подключены к .соответствукнцим выходам устройства, причем источник излучения и nepsbdl приемник излучения установлены в схвате исполнительного органа, а второй приемник излучения - на подвижной каретке.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 1(ц G 05 В 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТ ЕНН Й HOV TET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3654893/24-24 (22) 20.10.83

{46) 15.04.85. Бюл. 9 14 (72) Б.И.Морозов и А.А.Воронин (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт нм. N.È.ÊàëèHHHà (53) 62-50(088.8)

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 474435, кл. В 25 J 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

1Ф 618279, кл. В 25 J 13/02, 1978 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО jjJIH УПРАВЛЕНИЯ

АДАПТИВНО РОБОТОМ, содержащее источник излучения, два приемника излучения и по каждой регулируемой координате исполнительного органа робота последовательно соединенные первые усилитель и привод, связанный с.первым датчиком положения, выход которого подключен к первому входу первого усилителя, о т л и ч а ю щ е е,с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит по каждой регулируемой координате исполнительного органа первый нуль-орган, а также источник опорного сигнала, второй и третий приводы, последовательно соединенные первые ннтенсиметр, сумматор и ключ, последовательно подключенные вторые интенсиметр, сумматор и ключ, последовательно соединеннь|е первый элемент И, коммутатор и блок задания программы, последовательно подключенные пороговый элемент, второй элемент И и третий ключ, последовательно соединенные вторые датчик положения, усилитель и нуль-орган, четвертый ключ, а также последовательно подключенные третьи датчик положения, усилитель и нуль-орган, первь1й, второй и третий выходы блока задания программы соединены с вторымн входами соответствующих усилителей, первый, второй и третий входы первого элемента И подключены к выходам соответствующих нуль-органов, а выход — к вторым входам первого и второго ключа и второго элемента И, соединенного выходом с первым входом четвертого ключа, второй вход первого сумматора подключен к выходу источника опорного сигнала, а выход — к входу порогового элемента и второму входу второго сумматора, выходы второго и третьего усилителей соединены с входами соответствующих приводов, связанных с соответствующими датчиками положения, выходы которых подключены к вторьвк входам третьего и четвертого ключа соответственно, выходы первого и второго приемника излучения соединены с входами соответствующих интенсимет. ров, выходы первого, второго, третье. го и четвертого клоча подключены к .соответствующим выходам устройства, причем источник излучения и первый приемник излучения установлены в схвате исполнительного органа, а второй приемник излучения — на подвижной каретке.

1 11506

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании адаптивных, роботов.

Известно устройство для управления адаптивным роботом, содержащее информационную поверхность, элементы памяти, установленный на схвате щуп, отметчик, дисплей и блок управления (1J .

Однако данное устройство сложно и имеет значительные вес и габариты.

Наиболее близкщг техническим решением к изобретению является устройство, содержащее источник излучения, генератор циклового опроса, датчики отраженного излучения, блок определения высоты объекта, блок определения конфигурации полостей объекта, эадатчик типа материала, датчики проникающего излучения, блок определения затухания излучения, блок определения толщины объекта и конвейер f2) .

Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная необходимостью использования группы датчиков отраженного излучения, группы датчиков проникающего излучения и источника излучения с большой поверхностью излучения, которая должна перекрывать группы указанных датчиков. Это связано с применением источника излучения большой радиоактивности, что делает опасным использование указанного устройства на практике.

Цель изобретения — упрощение и улучшение эксплуатационных характеристик устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник излучения, два приемника излуче40 ния и по каждой регулируемой координате исполнительного органа робота последовательно соединенные первые усилитель и привод, связанный с первым датчиком положения, выход которо41 го подключен к первому входу первого усилителя, введены по каждой регулируемой координате исполнительного органа первый нуль-орган, а также источник опорного сигнала, второй и третий приводы, последовательно соединенные первые интенсиметр, сумматор и ключ, последовательно подключен. ные вторые интенсиметр, сумматор и ключ, последовательно соединенные

:первый элемент И, коммутатор и блок задания программы, последовательно подключенные пороговый элемент, вто16 2 рой элемент И и третий ключ, последовательно соединенные вторые датчик

/ положения, усилитель и нуль-орган, четвертый ключ, а также последовательно подключенные третьи датчик положения, усилитель и нуль-орган, первые, второй и третий выходы блока задания программы соединены с вторыми входами соответствующих усилителей, первые, второй и третий входы первого элемента И подключены к выходам соответствующих нуль-органов, а выход — к вторым входам первого и второго ключа и второго элемента И, соединенного выходом с первым входом четвертого ключа, второй вход первого сумматора подключен к выходу источника опорного сигнала, а выходк входу порогового элемента и второму входу второго сумматора, выходы второго и третьего усилителей соединены с входами соответствующих приводов, связанных с соответствующими датчиками положения, выходы которых подключен к вторым входам третьего и четвертого ключа соответственно, выходы первого и второго приемника излучения соединены с входами соответствующих интенсиметров, выходы первого, второго, третьего и четвертого ключа подключены к соответствующим выходам устройства., причем источник излучения и первый приемник излучения установлены в схвате исполнительного органа, а второй приемник излучения — на подвижной каретке.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

В устройстве содержатся каретка 1, блок 2 задания программы, коммутатор 3, первые усилители 4, первые приводы 5, схват 6, источник 7 излучения, первый и второй приемники 8 и 9 излучения соответственно, первый и второй интенсиметры 10 и 11 соответственно, исполнительный орган 12, первые датчики 13 положения, второй усилитель 14, второй привод 15, второй датчик 16 положения, третий усилитель 17, третий привод 18, третий датчик 19 положения, источник 20 опорного сигнала, первый и второй сумматоры 21 и 22 соответственно, первые, второй и третий нуль-органы 23, 24 и 25 соответственно первый элемент И 26 первый и второй ключи 27 и 28 соответственно, второй элемент И 29, 3 1150 третий и четвертый ключи 30 и 31 соотве T(твенно, пороговый элемент 32.

Устройство работает следующим образом.

С блока 2 задания программы на 5 приводы 5 исполнительного органа 12 и приводы 15 и 18 каретки 1 подают— ся сигналы, по которым схват 6 и каретка 1 выходят в заданное программой положение. Отработка программы осуществляется в следящем режиме путем сравнения заданного положения, поступающего на усилители 4, 14 и

17, и текущего положения, которое подается на вторые входы усилителей 4, 5

14 и 17 соответственно с датчиков 13, 16 и 19 положения. При отработке задания (кадра программы) с выхода усилителей 4, 14 и 17 снимаются сигналы рассогласования, которые пода- 20 ются на приводы 5, 15 и 17 соответственно. При значении рассогласования между заданным положением и текущкг значением, равным нулю, с выходов нуль-органов 23-25 снимаются сигналы, 25 которые подаются на элемент И 26. При наличии сигналов на всех входах элемента И 26 с его выхода снимается сигнал конца отработки одного кадра программы, который подается через 30 коммутатор 3 кадров. Сигнал с коммутатора 3 кадров воздействует на блок 2 задания программы так, что с его выхода на входы усилителей 4 исполнительного органа 12 робота, уси- з5 лители 14, 17 каретки 1 подается новое задание, которое отрабатывается приводами 5, 15 и 18 в следующем кадре программы. При выводе схвата 6 и каретки 1 в заданное положение с 40 выходов устройства снимаются сигналы: с сумматора 21 — о высоте предмета 33, с выхода сумматора 22 — сигнал о толщине предмета 33 с учетом его внутренней геометрии (наличия пустот и т.п.), с выходов датчика 16 и 19 положения — координаты точки, для которой снимаются указанные сигналы.

Осуществляя сканирующее перемещение относительно предмета 33 на одной р и той же высоте относительно рабочей поверхности, схват 6 и каретка 1 синхронно проходят все точки рабочего пространства, в котором находится предмет 33. При этом каретка 1 пере- мещается в процессе работы так, что приемник 9 проникающего излучения устанавливается при сканировании предмета 33 напротив источника 7 излучения, Источник 7 излучения излучает сигнал, лл который, отразившись от предмета Зз, попадает в приемник 8. Одновременно излучение от источника 7 проходит через предмет 33 и попадает в приемник 9 проникающего излучения. Приемники 8 и 9 преобразовывают кванты

Ь ионизирующего излучения в электрические импульсы. При попадании предмета 33 в зону действия источника 7 излучения с выхода приемника 8 отраженного излучения снимается сигнал, который несет информацию о высоте предмета относительно рабочей поверх,ности. Для получения данных о внешней форме предмета 33 электрические сигналы с выхода приемника 8 отраженного излучения поступают на интенсиметр 10, с выхода которого сигнал подается на сумматор 21. На второи вход сумматора 21 с выхода источника 20 опорного сигнала подается сигнал, уровень которого предварительно задается. Этот уровень соответствует величине отраженного сигнала на выходе приемника 8 для случая, когда предмет 33 находится вне зоны действия источника 7 излучения.

Указанный уровень постоянен, гак как схват 6 осуществляет сканирую— щее перемещение на одной и той же высоте относительно рабочей поверхности. Таким образом, при попадании предмета 33 в зону действия источника 7 с выхода сумматора 21 снимается сигнал разности между опорным напряжением и сигналом, снимаемым с интенсиметра 10> который несет информацию о внешней форме предмета 33.

Одновременно излучение от источника 7 проходит через предмет 33 и попадает в приемник 9. Электрические сигналы с выхода приемника 9 поступают на иктенсиметр 11. Напряжение, скймаемое с интенсиметра 11 несет информацию о толщине предмета 33 с учетом наличия в кем полостей и т.п. Сигналы, регистрируемые приемником 9 излучения, измеряются по формуле

И =И е г г

1 .г где No — поток излучения источника излучения 7; — толщина предмета 33; — коэффициент ослабления излучения.

1150616

1О

ВКЙШИ Заказ 2143/37 Тих аж 863 По кое

Так как излучение, регистрируемое приемником 9, проходит через прец— мет 33, то его значение характеризует внутреннюю структуру (строение) предмета 33 (наличие в нем полостей, отверстал и т.rr. ) . Для получения информации о предмете 33 с учетом наличия в нем полостей сигнал с выхода интенсиметра 11 подается на сумматор 22. На второй вход сумматора 22 подается сигнал с выхода сумматора 21, который несет информацию о высоте предмета 33. С выхода сумматора 22 при этом снимается сигнал, который несет информацию о толщине предмета 33 с учетом его внутренней геометрии. Например, если предмет 33 плоский и в нем нет полостей, то с выхода сумматора 22 снимается сигнал, уровень которого постоянен. При наличии у предмета 21 полостей в каком-либо сечении сигнал на выходе сумматора 22 возрастает.

Данные о высоте предмета с сумматора 21 и данные о внутреннем строении предмета, зарегистрированные в

1 кажцой точке предмета 33 в процессе сканирования каретки 1 и схвата 6, переписываются во внешние устройства, З0

Для этого с выхода сумматоров 21 и 22 информация подается на ключи 27 и 28. На вторые входы ключей 27 и 28 подается сигнал с элемента И 26, разрешающий считывание этой информации 35 в конце отработки кадра программы.

Для получения полной информации о форме предмета и его расположении в рабочей зоне робота (по координатам X и 1 ) используются сигналы датчиков 16 и 19 положения каретки l которые несут информацию о координатах X u Y считываемых точек в плоскости предмета 33. В процессе работы сигналы с выходов датчиков 16 и 19 положения подаются на ключи 30 и 31. На вторые входы ключей 30 и

31 подается сигнал с элемента И 29.

Один из входов элемента И 29 подключен через пороговый элемент 32 к выходу сумматора 21 а второй — к выходу элемента И 26. При этом считывание информации с датчиков 16 и 19 положения осуществляется по сигналу элемента И 29, который срабатывает при наличии сигнала о предмете 33, снимаемого с сумматора 21.

Применение изобретения позволит осуществить бесконтактное определение формы и расположения предмета 33 в рабочей зоне робота, определить наличие в нем полостей. Кроме того, оно может быть использовано в сварочных работах для нахождения кромки свариваемых деталей и ведения свароччой головки по линии стыка.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным проще, так как в нем используется только один источник излучения, один приемник отраженного ч проникающего излучения. Благодаря использованию только одного источника излучения предлагаемое устройство более безопасно в работе.