Система для управления робототехнологическим комплексом

 

Изобретение относится к робототехнике и позволяет контролировать каждую операцию технологического продесса сборки, включая промежуточные . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности вьтолнения каждой операции технологического процесса . Система содержит манипулятор, его программно-логический блок, технологическое оборудование, блок информационных датчиков и логическое периферийное устройство управления. Логическая система управления, получая синхронизирующие команды от системы программного управления манипулятором и информационных датчиков , анализирует протекание технологического процесса, формирует и выдает управляюпще команды на внешнее оборудование и в систему управления манипулятором. При этом она позволяет формировать команды, длитепъность которых превьшает длительность шага программы, и опрашивать датчики с необходимой для завершения операции задержкой , что существенно расширяет функциональные возможности комплекса . 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1413599

А1 цр 4 С 05 В 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4173061/24-24 (22) 04.01.87 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робототехники с опытным производством

Института физики АН ЛатвССР (72) С.Б.Кузин (53) 621,503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 930254, кл. С 05 В 19/00, 1982.

Робот промьппленный РФ-202М.

Техническое описание, разд. 7, 1979, с, 34-55, (54) СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ КОЫ1ЛЕКСОМ (57) Изобретение относится к робо. тотехнике и позволяет контролировать каждую операцию технологического процесса сборки, включая промежуточные. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности выполнения каждой операции технологического процесса. Система содержит манипулятор, .

его программно-логический блок, технологическое оборудование, блок информационных датчиков и логическое периферийное устройство управления.

Логическая система управления, получая синхронизирующие команды от системы программного управления манипулятором и информационных датчиков, анализирует протекание технологического процесса, формирует и выдает управляющие команды на внешнее оборудование и в систему управления манипулятором. При этом она позволяет формировать команды, длительность которых превышает длительность шага программы, и опрашивать датчики с необходимой для завершения операции задержкой, что существенно расширяет функциональные возможности комплекса. 4 ил.

1413599

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в системах управления робототехнологическими комплексами обслужива)

5 ющими основное технологические обо" рудование, в частности сборочное, Цель изобретейия — расширение функциональных возможностей системы и повышение надежности выполнения каждой операции технологического процесса.

На фиг, 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2— электрическая функциональная схема ее логического периферийного устройства управления; на фиг. 3 — часть программно-логического блока, связанного с логическим периферийным устройством управления; на фиг. 4 — 2п блок-схема алгоритма .программы.

Система для управления робототехнологическим комплексом содержит манипулятор 1, блок 2 программного управления манипулятором, блок 3 25 исполнительных элементов, блок 4 информационных датчиков, логическое периферийное устройство 5 управления, пульт 6 управления, программно-логический блок 7, распределитель 8 ко- 30 манд, блок 9 управления, управляемый коммутатор 10, генератор 11 тактовых импульсов, блок 12 задержки, блок 13 анализа состояния манипулятора, вибрационные загРУзочные Устройства 14, 15 и.16, шибер 17, электромагнит 18 досылки, механизм 19, фиксирующий собранный узел, монтажный центр 20, датчик 21 наличия детали I датчик 22 наличия детали II, датчик 23 наличия 40 детали III, датчик 24 исходного положения шибера, датчик 25 рабочего положения шибера,, датчик 26 наличия детали I в монтажном центре, датчик

27 сборки деталей I u II датчик 28 сборки узла, ползун 29 с матрицей, ползун 30 с магнитом, электромагнит

31 сканирования, электромагнит 32 центрирования, формирователь 33 отраженной команды У i, формирователь

34 отраженной команды Р 2, формирова-50 тель 35 отраженной команды N 4, формирователь 36 команды перехода к программе Р 2, реле 37 блокировки, резисторы К 38-43, конденсаторы С

44-49, одновибратор 50, элементы И

51, 52, одновибратор 53, элементы

И 54, 55, одновибратор 56, элементы

И 57, 58, RS-триггеры 59, 60, IKтриггеры 61, одновибраторы 62, 63 и 64, элементы И 65-68, элементы ИЛИ

69-73, узел 74 задания программ, узел 75 обучения, модуль 76 памяти, узел 77 поиска программы, узел 78 выбора программы, узел 79 отработки программ, узел 80 отработки команд.

Система для управления робототехнологическим комплексом работает следующим образом (в случае технологического процесса по сборке узла из трех деталей).

Программа процесса сборки хранится в программно-логическом блоке 7 блока 2 программного управления манипулятором и включает в себя последовательность выполнения команд при„. отработке цикла, а также условия перехода от команды к команде внутри цикла. Такими условиями являются окончание выполнения заданной команды манипулятором 1 и состояние исполнительных элементов блока 3 перед выполнением манипулятором 1 последующей команды.

Перед началом работы комплекса манипулятор 1 устанавливают в исходное положение..После включения блока 2 программного управления манипулятором, манипулятор 1 переводится в положение захвата базовой детали I. В зависимости от наличия детали на выходе вибрацнонного загрузочного устройства 14 с помощью датчика

2 1 наличия детали I подается команда в блок 2 программного управления ма= нипулятором, Если базовая деталь Т на выходе вибрационного загрузочного устройства 14 отсутствует, то сборочный комплекс останавливается и работа в автоматическом режиме возобновляется лишь при поступлении базовой детали и соответствующего срабатывания информационного датчика 21 наличия детали. Происходит захват детали I манипулятором 1, который переносит ее к монтажному центру 20 и устанавливает на позицию сборки.

При этом часть схемы логического периферийного устройства 5 управления (одновибратор 53, элементы И 54, 55 н интегрирующая цепочка R.41 - С 47) обеспечивает выдачу команды о занятии базовой деталью I необходимого положения в монтажном центре 20 с задержкой, определяемой одновнбратором 53.

Это устраняет прохождение в блок 2 программного управления манипулятором з 1413 команды от информационного датчика

26 наличия детали в монтажном центре сразу при разжатии схвата манипулятора (ибо требуется время для занятия деталью I определенного положения в монтажном центре 20). Если базовая деталь 1 не попадает в монтажный центр или не занимает в нем требуемого для сборки положения, то на выходе элемента И 55 появляется управляющий сигнал, который через элемент ИЛИ 71 поступает на вход RS-триггера 59, что приводит к включению реле 37 блокировки шибера 17 и механизма 19, фиксирующего собранный узел. Кроме того, сигнал с элемента ИЛИ 71 через элемент ИЛИ 73 запускает одновибратор 64 который включает через элемент ИЛИ 72 находящийся в монтажном центра 20 ползун 30 с магнитом, при этом открывается сквозное отверстие и неправиль но установленная деталь I удаляется иэ монтажного центра 20 в специальную тару.

Если деталь I в монтажном центре

20 установлена правильно (состояние на выходе элемента И 5$ не изменилось), то блок 2 программного управ-: ления манипулятором по команде У 2 запрашивает датчик 22 о наличии второй сборочной детали II на выходе вибрационного загрузочного устройства 15. Если деталь II отсутствует, сборочный комплекс останавливается до ее появления; если деталь II подана, то продолжается выполнение программы

В 1. По команде У 3 от блока 2 программного управления манипулятором подается сигнал на фход RS-триггера 59, выключается реле блокировки на включе ние исполнительного элемента 17. Срабатывает информационный датчик 25 рабочего положения шибера, который своим сигналом через время задержки, определяемое интегрирующей цепочкой

R 38 — С 44 запускает одновибратор

62, включающий своим импульсом длинноходовой электромагнит 18 досылки детали II. В момент включения этого электромагнита используется форсированный режим включения, Указанная задержка времени учитывает время, необходимое на раскрытие держателя детали II и ее наживление на базовую деталь.

После срабатывания датчика 25 рабочего положения шибера на выходе элемента И 68 появляется сигнал, 599 включающий электромагнит 31 сконирования, который входит в состав монтажного центра 20, что повышает вероятность сб4рки первой и второй деталей.

Схема задержки опроса датчика

27 сборки деталей 1 и II, реализованная на одновибраторе 56, элементах И 57, 58 и интегрирующей цепочке

R 43 — С 49, позволяет получить информацию о результате сборки деталей

I u II по команде Р 3 (с учетом времени, необходимого для срабатывания

15 шибера 17, поступления детали II в монтажный центр 20 и сборки первых двух деталей).

Если детали I u II не собраны, то на выходе элемента И 58 появляется

20 управляющий сигнал (с задержкой, равной длительности импульса одновибратора 56), который через элемент

ИПИ 73 запускает одновибратор 64 и через элемент ИЛИ 72 включает ползун

25 30 с магнитом. Отверстие в магнитном центре 20 открывается, и детали I и II удаляются в тару для несобранных подузлов. В данном случае модулятор

1 находится в исходном положении и

30 выполнение программы Р 1 повторяется.

Если сборка подузла завершена ус < пешно, то на обоих входах элемента

И 67 появляются соответствующие сиг- налы (один по команде 9 3, другой при срабатывании датчика 27 сборки деталей 1 и 11), что вызывает переключение элемента И 67 и включение через элемент ИЛИ 69 формирователя

36 команды перехода к программе У 2.

40 Производится опрос датчика 23 о наличии детали III в вибрационном загрузочном устройстве 16. В случае отсутствия детали III робототехнологический комплекс не работает до

4S тех пор,.пока не будет подана деталь

III. При наличии детали III формирователь 35 отраженной команды У 4 по команде датчика 23 наличия детали III подает сигнал в блок 2 прог50 раммного управления манипулятором и разрешает продолжение работы. Команда У 4 обеспечивает через S-вход триггера 60 включение привода ползуна

29 с матрицей с временем задержки, определяемым цепочкой R 42 — С 48, и через элемент ИЛИ 72 включение привода ползуна 30 с магнитом, Оба ползуна перемещаются, и под собираемым узлом находится ползун 29 с матрицей.

5 14135

Манипулятор 1 захватывает деталь

III и подает ее в монтажный центр 20, Подается команда N 5 в логическую периферийную систему 5 управления, включается электромагнит 32 центри5 рования, который осуществляет предварительную установку собранного подузла по оси монтажного центра 20, запускается схема опроса датчика 28 сборки узла. Если через время, определяемое одновибратором 50, сборка не произведена, то записывается отрицательный результат операции сборки в IK-триггер 61. При этом IK-триггер

61 переключается и через элемент ИЛИ

69 формирователь 36 команды перехода к программе № 2 выдает сигнал в блок

2 программного управления манипулятором на отработку программы N - 2.

Сигнал на выходе IK-триггера 61 и, следовательно, на выходе формирователя 36 команды перехода к программе

¹ 2 изменяется лишь при поступлении сигнала с выхода элемента И 52 25 (в случае повторной неудачной попытки сборки) на С-вход IK-триггера 61 либо при поступлении íà R-вход

IK-триггера 61 сигнала, подаваемого на включение механизма 19, фиксирующего собранный узел, с выхода элемента И 66 через элемент ИЗ% 70. Команда на включение механизма 19" фиксирующего собранный узел, подается в том случае, если на одном входе элемента

И 65 присутствует сигнал датчика 24 исходного положения шибера, а на другой вход элемента И 65 поступает команда от датчика 18 сборки узла, свидетельствующая о завершении сборки ..., детали EII с остальными деталями, При этом передается элемент И 65, что вызывает запуск одновибратора 63, связанного с одним из входов элемента

И 66. При наличии на другом входе элемента И 66 сигнала команды № 5 он переключается на время, определяе мое длительностью импульса одновибратора 63, включая тем самым привод . механизма 19, фиксирующего собранный узел, Деталь III извлекается из монтажного центра 20 манипулятором 1 при каждой отработке программы № 2. Если деталь III не собрана с подузлом, ее извлекают одну, если узел собран правильно и зафиксирован механизмом 19, фиксирующим собранный узел, то мани- пулятор 1, за деталь III извлекает

99 6 весь собранный узел и помещает его на выходной лоток комплекса. При этом манипулятор находится в исходном положении и в зависимости от того, какой сигнал имеется на выходе формирователя

36 команды перехода .к программе № 2, блок 2 программного управления манипулятором переводится на отработку программы ¹ 1 либо № 2.

В начале отработки программы № 1 блок 2 программного управления манипулятором выдает в логические периферийное устройство 5 управления команду № 1, сигнал которой через элемент ИЛИ 71 переводит RS-триггеры

59 и 60 в иЧходное положение и через элемент ИЛИ 73 одновибратором 64 через элемент ИЛИ 72 включает привод ползуна 30 с магнитом, а оставшиеся несобранными детали I u EI удаляются в тару бракованных деталей.

Формула изобретения

Система для управления робототехническим комплексом, содержащая манипулятор, пульт управления, программно-логический блок, распределитель команд, блок задержки, блок анализа состояний манипулятора, управляемый компаратор, блок управления, генератор импульсов, блок исполнительных элементов, блок информационных датчиков, причем первый выход манипулятора соединен с входом блока анализа сос-. тояний манипулятора, второй выход манипулятора соединен с первым входом программно-логического блока, второй вход которого соединен с входом манипулятора и первым выходом блока управления, третий вход соединен с выходом блока задержки, четвертый вход соединен с входом генератора импульсов, с выходом блока анализа состояний манипулятора и первым входом управляемого коммутатора, пятый вход программно-логического блока соединен с выходом пульта управле-. ния, шестой вход — с первым выходом управляемого коммутатора, седьмой вход — с выходом генератора импульсов, а выход программно-логического блока соединен с входом распределителя команд, первый выход которого соединен с входом блока задержки, второй выход соединен с входом блока управ.-. ления, второй выход блока управления соединен с вторым входом управляемого

7 141 коммутатора, выходы блока исполнительных элементов соединены в соответствующими входами блока информационных датчиков, о т л и ч а ю щ а яся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы

I и повышения надежности выполнения каждой операции технологического процесса, в нее введено логическое периферийное устройство управления, содержащее шесть одновибраторов, шесть интегрирующих цепочек, десять элементов И, пять элементов ИЛИ, два

RS-триггера, IK-триггер, формирователь команды перехода к программе

Ф 2, три формирователя отраженных команд в реле блокировки исполнительных элементов, причем .вход первого одновибратора соединен с выходом первой интегрирующей цепочки, а выход первого одновибратора соединен с соответствующим входом блока исполнительных .элементов, выход первой интегрирующей цепочки соединен с первым выходом блока информационных датчиков и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второй вход первого элемента И вЂ” с первым выходом управляемого коммутатора, входами второго одновибратора и второй интегрирующей цепочки, первым входом второго элемента И, R-входом первого

RS-триггера и через первый нормально замкнутый контакт реле блокировки— с соответствующим входом блока исполнительных элементов, выход первого

RS-триггера соединен с обмоткой катушки реле блокировки, а его S-вход— с R-входом второго Rs-триггера, с выходом первого элемента HJIH и первым входом второго элемента ИЛИ, S-вход второго КБ-триггера соединен с вторым выходом управляемого коммутатора, прямой выход первого RS-триггера соединен .с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а его инверсный выход — с входом третьей интегрирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход третьего элемента HIIH соединен с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второй вход — с выходом третьего одновибратора, выход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а второй вход второго эле3599 8 мента ИЛИ соединен с вьмодом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а второй вход — с вторым входом

5 второго элемента И и выходом четвертой интегрирующей цепочки, вход которой соединен-с вторым выходом блока информационных датчиков, первый вход четвертого элемента И соединен с выходом второго одновибратора, а второй вход — с выходом второй интегрирующей цепочки, выход второго элемента

И соединен с первым входом четверто15 го элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом IK-триггера. а выход — с входом формирователя команды перехода к программе Ф 2, выход которого соединен с восьмым вхо20 дом программно-логического блока, R-вход IK-триггера соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом пятого элемента И и через второй нормально

25 замкнутый контакт реле блокировки— с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второй вход пятого элемента И соединен с третьим выходом управляемого коммутаgg тора и первым входом первого элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И, первый вход которого соединен с третьим выходом блока информационных датчиков, а второй вход — с выходом седьмого элемента И, первый вход седьмого элемента И соединен с выходом четвертого одновибратора, вход которого соединен с четвертым выходом управляемого ком4О мутатора и входом пятой интегрирующей цепочки, выход которой соединен с вторым входом седьмого элемента И, первый вход пятого элемента И соеди-. нен с выходом пятого одновибратора, 45 вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, первый вход ко-, торого соединен с четвертым выходом блока информационных датчиков, а второй вход восьмого элемента И вЂ” с пятям выходом блока информационных датчиков и первым входом девятого элемента И, выход которого соединен со счетным С-входом IK-триггера, а второй вход девятого элемента И вЂ” с

55 выходом десятого элемента И, первый вход десятого элемента И соединен с выходом шестого одновибратора, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, с соответ9 1413599 l0 ствующим входом блока исполнительных датчиков, десятый вход программноэлементов, с пятым выходом управля- логического блока через формироваемого коммутатора и входом шестой ель отраженной команды Р 2 — с интегрирующей цепочки, выход которой седьмым выходом блока информационных

5 соединен с вторым вХодом десятого датчиков, одиннадцатый вход через элемента И, девятый вход программно- формирователь отраженной команды логического блока через формирователь Ф 4 — с восьмым выходом блока инфоротраженной команды У 1 соединен с мационных датчиков. шестым выходом блока информационных!

413599

1413599

Составитель М. Любисткова

Техред М.Ходанич Корректор Н. Король

Редактор Ю. Петрушко

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4345

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