Устройство для циклового программного управления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании цикловых систем управления промьшшенных роботов, способных работать в гибких производственных системах.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1)) А1 (5И 4 С 05 В 19/18

3(! :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Готйктпь впуск Иирормаципннь и

BX(7g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4136616/24-24 (22) 20.10.86 (46) 23.03.88. Вюл. Ф ll (72) С.И.Панкратов и В.А.Шатров (53) 621.503.55(088.8) (56) Заявка Японии Ф 60-27047, кл. G 05 В 19/42, В 25 j 9/22, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1003019, кл. G 05 В 19/1Д. 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИКЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) .Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании цикловых систем управления промьппленных роботов, способных работать в гибких производственных системах.

1383298

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия устройства путем совмещения движений механизмов объекта управления. Устройство для циклового программного управления содержит блок памяти 1, счетчик импульсов 6, формирователь импульсов 14 .элемент И 13, элемент ИЛИ 9, первый 5 и второй 8 блоки сравнения, блок 7 триггеров, блок 4 датчиков положения, блоки элементов И 11, ИЛИ 10, блок 12 элемен!

Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и может быть использовано при создании цикловых систем управления промышленными роботами, способных работать в гибких производственных системах.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия устройства путем 10 совмещения движений механизмов объекта управления.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 памяти, выходной блок 2, объект 3 управления, блок 4 датчиков положения, первый блок 5 сравнения, счетчик 6 импульсов, блок 7 триггеров, второй блок 8 сравнения, элемент ИЛИ 9, блок 10 элементов ИЛИ, блок ll элементов И, блок )2 элементов НЕ, элемент И 13, формирователь 14 импульсов, шины

"Пуск" и "Готовность", информационный вход устройства.

Блок 1 памяти имеет пять зон записи информации, соответствующих пяти выходам блока. В зону III записана информация о последовательности включения приводов объектов 3 управления. В зонах II u I записана информация о состоянии датчиков положения, соответствующем окончанию каждого такта цикла, причем в зоне II сигнал

"I записан в разряды, соответствующие тем датчикам, состояние которых может принимать любые значения в данном такте цикла, а в остальные разряды записан сигнал "0". В зоне I в тов НЕ, при этом формирователь импульсов выполнен в виде ждущего мультивибратора, Устройство позволяет совместить движение исполнительных механизмов, повысить надежность посредством осуществления автоматической коррекции положения исполнительных механизмов в процессе работы и расширить область применения за счет возможности использования в гибких производственных системах. 1 з.п. ф лы, табл., J ил. разряды, соответствующие тем датчикам, состояние которых должно принять значение "0", записан сигнал

"0", а во все остальные разряды—

"1". В разряд зоны IV записан сигнал

"0" в тех тактах, в которых происходит поиск объекта с адресом, записанным в блоке 7 триггеров, а во всех остальных тактах в зоне IV записан сигнал "1"; Сигнал "1", записанный в зоне V в последнем такте цикла, поступает на шину "Готовность" и сообщает о том, что устройство закончило цикл работы и готово приступить к новому.

Сигналы с первого выхода блока 4 .датчиков положения сообщают о дости-, жении исполнительными механизмами объекта 3 управления конечных положений и поступают через блок 12 элементов НЕ на второй вход блоКа 11 элементов И, который отключает соответствующий привод объекта 3 управления, Сигналы с второго выхода блока 4 датчиков положения представляют собой код объекта, подлежащего обслуживанию роботом, и поступают во второй блок 8 сравнения, где сравниваются с информацией блока 7 триггеров.. На выходе блока 10 элементов ИЛИ сигналы с тех датчиков положения, которые необходимо "выключить" в данном такте, принимают значение "1", а все остальные свое натуральное значение.

В первом блоке 5 сравнения сигналы с датчиков положения сравниваются с заданными значениями, записанными

1383298 в зоне III блока 1 памяти, и, в случае их равенства, на первый вход элемента И 13 поступает сигнал 1".

Устройство работает следующим ооразом.

На информационный вход устройства с пульта управления или от ЭВМ, управляющей гибкой производственной системой, в которую входит устройст- 10 во, поступает двоичный код, соответствующий адресу объекта, который должен быть обслужен промышленным роботом, управляемым данным устройством.

С появлением сигнала на шине Пуск этот адрес записывается в блок 7 триггеров, происходит обнуление счетчика б импульсов, в результате чего включается нулевая ячейка блока 1 памяти, соответствующая первому такту цикла 20 работы устройства.

Сигналы из зоны I блока памяти через блок 11 элементов И и выходной блок 2 поступают в объект 3 уп— равления и включают соответствующие 25 исполнительные механизмы. После вы— полнения объектом 3 управления требуемых перемещений, о чем сообщают сигналы блока 4 датчиков положения, на выходах первого 5 и второго 8 бло- 30

11 1\ ков сравнения появляются сигналы 1 в результате чего на выходе элемента

И 13 также появляется сигнал "1", который через формирователь 14 импульсов поступает на счетный вход счетчи35 ка 6 импульсов, который включает следующую, т.е. первую ячейку блока 1

npMHTI- coo".:ÂeònòÂующую второму так ту цикла.

Рассмотрим принпип работы устройства и принцип записи информации в блок 1 памяти.

Предположим, что устройство управляет транспортным роботом, осуществляющим доставку кассет с заготовками из склада †накопите на обрабатывающие станки, замену кассет и доставку готовой продукции обратно на склад. Робст имеет два захвата, которые могут осуществлять поворот до жестких упоров, причем привод А устанавпивает первый захват в позицию загрузки-выгрузки, что подтверждается срабатыванием датчика а., а привод

Б — второй захват, о чем сигнализирует датчик б. Кроме того, робот имеeò приводы В. Г, Д, Е, обеспечивающие перемещения вверх, вниз, вперед и назад соответственно, датчики в и г, соответствующие крайним верхнему и нижнему положениям робота, и кодовые датчики д, е, ж, з осуществляющие поиск станка, на котором необходимо произвести смену кассет. Зона загрузки-выгрузки на складе имеет код 1111, а на станках — 0001, 0010, 001! и т..д.

Предположим, что в такте n-! цикла робот, находясь в нижнем положении, взял первым захватом кассету с заготовками на складе-накопителе, ему предстоит выйти в верхнее положение, развернуть захваты, проследовать до зоны загрузки-выгрузки станка, код которого записан в блоке 7 триггеров,и опуститься вниз.

В таблице приведен пример записи информации в блок 1 памяти для выполI нения поставленной задачи.

В такте происходит движение робота вверх одновременно с поворотом захватов ("I" в разрядах Б, Б в зоне

I) до тех пор, пока не сработает датчик крайнего верхнего положения в (".I" в разряде в в зоне III), и независимо от окончания поворота захватов ("1" в разряде б в зонах II,III), робот переходит к обработке такта

n+I. Если поворот захватов закончился в середине такта п, то сигнал с датчика б поступает через блок 12 элементов НЕ на второй вход блока ll элементов И и отключает привод Б.

Поскольку такт п совершается в зоне склада, имеющей коц 1111, то в разряды д, е, ж, з зоны III запи ан сигнал "1".

В такте n+I происходит"движение вперед ("1" в разряде Д зоны I) с одновременным поворотом захватов (1 в разряде Б зоны I) до тех пор, пока робот не достигнет станка, код которого записан в блоке 7 триг .еров.

Сигналы "1" в разрядах д, е, л и з в зонах II, III "выключают с 1тветствующие датчики из работы в первом блоке 5 сравнения, а сигнал "0" в зоне IV включает в работу втор и блок

8 сравнения, за счет чего происходит выбор нужного станка. Еслй пр> движении робота в такте n+1 он пер мещается вниз и сходит с датчика в, .апример, под воздействием вибрации, то открывается соответствующий элем .нт

И в блоке 11, и сигнал "1", з.>nz:< анный.в разряде "В" зоны I, вк1 чает

1383298 привод В до тех пор, пока вновь не сработает датчик в, сигнал с которого поступает через соответствующий элемент НЕ блока 12 на второй вход соответствующего элемента И блока ll и отключает привод В.

Таким образом, производится автоматическая коррекция положения исполнительных механизмов робота без !О нарушения цикла работы, Аналогично производится коррекция положения захватов робота за счет наличия сигнала

"1" в разряде Б зоны I в такте n+i.

При достижении роботом требуемого станка устройство; независимо от окончания поворота. захватов ("1" в разряде б в зонах II, III), переходит к исполнению такта n+2, где производится анализ выполнения поворота 20 захватов ("О" в разряде б эоны II u

"1" в разряде б зоны Ш), Если поворот закончен до начала такта n+2 то формирователь 14 импульсов, выпол-, ненный в виде ждущего мультивибратора, формирует два импульса, устройство сразу переходит к исполнению такта и+3.

Если поворот не завершен, то уст4 ройство ждет его окончания в такте .30

n+2 и с приходом сигнала от датчика б переходит к исполнению такта n+3, где робот совершает движение вниз ("l" в разряде Г зоны I) до срабатывания датчика r ("1" в разряде r зоны Ш). В такте n+3 также произво35 дится коррекция положения захватов за счет сигнала "1" в разряде Б зоны I.

В последнем такте m цикла записы- 40 вается сигнал "1" в зоне V, а во все остальные разряды записывается, например, сигнал:"0", чтобы устройство не перешло к такту m+1.

При установлении электрической перемычки между шинами "Пуск" и "Готовность", устройство после завершения цикла К работы автоматически приступает к выполнению цикла К+1.

Применение изобретения позволяет значительно повысить производитель-. ность обслуживаемого оборудования путем совмещения движений исполнительных механизмов, повысить надежность посредством осуществления автоматической коррекции положения исполнительных механизмов в процессе работы и расширить область применения устройства за счет возможности использования в гибких производственных системах.

Формула изобретения

1. Устройство для циклового программного управления, содержащее блок памяти, подключенный входом к выходу счетчика импульсов, выходной блок, выход которого соединен с входом объекта управления, блок датчиков положения, первый блок сравнения, первый вход которого подключен к первому выходу блока памяти, а выход — к первому входу элемента. И, соединенного выходом с входом формирователя им-, пульсов, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия устройства путем совмещения движений механизмов объекта управления, в него введены блок элементов ИЛИ, второй блок сравнения, блок триггеров, элемент ИЛИ, блок элементов НЕ и блок элементов ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, первые входы — с вторыми выходами блока памяти, вторые входы — с выходами блока датчиков положения, с первыми входами второго блока сравнения и с входами блока элементов НЕ, выходы которого подключены к первым входам блока элементов

И, соединенного вторыми входами с третьими выходами блока памяти, а выходами — с входами выходного блока, второй вход второго блока сравнения соединен с выходом блока триггеров, информационные входы которого являются информационными входами устройства, установочный вход которого соединен с записывающим входом блока триггеров и с обнуляющим входом счетчика импульсов, выход второго блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента И, а второй вход — к четвертому выходу блока памяти, пятый выход которого соединен с шиной "готовность" устройства.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирователь импульсов выполнен в виде ждущего мультивибратора.

1383298

Зона I

Зона

Зона

Зона III

Зона II

Номер такЧ абвгдежз IV

АБВ ГДЕ абвгдежз та

n+1

0 и+2

0 и+3

Составитель И.Швец

Техред М.Ходанич

Редактор Н.Бобкова

Корректор М.Максимишинец

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1296/45

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

01 1000

01 1010

010 l 00

000 000

01000000 01 101 11 1 1

0100! 11 01 1011 ) 1 0

00001 1 1 1 01 1 01 1 1 1 1

000011110101 11111

00000000 00000000 0