Устройство для управления промышленным роботом

Авторы патента:

B25J9/16 - программное управление (общее управление технологическим процессом, т.е. централизованное управление множеством станков G05B 19/418)

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано для управления роботом со сложной кинематической схемой. Технический результат - улучшение динамических показателей робота, в частности приемистости по скорости. Сущность изобретения состоит в том, что оно снабжено блоком проверки окончания цикла, блоком вычисления производных, блоком вычисления шага и решающим блоком, при этом выходы блока считывания программы и датчиков положения соединены с блоком вычисления производных, выход блока вычисления производных соединен с блоком вычисления шага, выход блока вычисления шага соединен с решающим блоком, а решающий блок соединен с блоком проверки окончания цикла, имеющий выходы "да" и "нет", причем выход "да" соединен с блоком управления приводами, а выход "нет" соединен с блоком вычисления производных. Применение изобретения позволяет упростить устройство управления при сохранении точности воспроизведения заданных траекторий. Особенностью устройства управления промышленным роботом является его способность управлять роботом практически с любой кинематической схемой. 1 ил.

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано для управления роботом со сложной кинематической схемой.

Известно устройство для управления промышленным роботом [1], которое содержит последовательно соединенные блок памяти и блок считывания программы и по каждой регулируемой координате после соединения сумматор, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма, выход которого подключен к первому входу сумматора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для управления промышленным роботом [2], содержащее последовательно соединенные микроприводы, редукторы, физическую модель исполнительного механизма робота и датчики положения физической модели, выходы которого подключены по входам соответствующих сумматоров, а входы микроприводов соединены с соответствующими выходами блока считывания программы. Также устройство для управления промышленным роботом содержит блок памяти, блок считывания программы, блок управления приводами, приводы, исполнительный механизм промышленного робота и датчики положения.

Недостатком данного устройства являются естественные ограничения приводов физической модели по массогабаритным показателям, что сужает область динамических возможностей устройства управления.

Изобретение направлено на улучшение динамических показателей робота, в частности приемистости по скорости.

Это достигается тем, что оно снабжено блоком проверки окончания цикла, блоком вычисления производных, блоком вычисления шага и решающим блоком, при этом выходы блока считывания программы и датчиков положения соединены с блоком вычисления производных, выход блока вычисления производных соединен с блоком вычисления шага, выход блока вычисления шага соединен с решающим блоком, а решающий блок соединен с блоком проверки окончания цикла, имеющим выходы "да" и "нет", причем выход “да” соединен с блоками управления приводами, а выход “нет” соединен с блоком вычисления производных - коэффициентов разложения ряда Тейлора, ограничиваясь линейными членами.

На чертеже фиг.1 представлена блок-схема устройства управления промышленным роботом. Устройство состоит из следующих блоков: блок памяти 1, блок считывания программы 2, блок вычисления производных 3, блок вычисления шага 4, решающий блок 5, блок проверки 6, датчики положения 7-12, блоки управления двигателями 13-18, двигателями 19-24, промышленный робот 25.

Устройство работает следующим образом.

Блок памяти 1 содержит информацию о траекториях схвата робота. Координаты перемещения из блока памяти считываются блоком считывания программы 2. Сигнал с блока считывания программы поступает на блок вычисления производных 3. Блок вычисления производных 3 вычисляет - коэффициенты разложения ряда Тейлора согласно формуле (1), где - обобщенная координата. Далее сигнал с блока вычисления производной 3 поступает на блок вычисления шага 4. Блок вычисления шага 4 выбирает шаг у_i-у_i-1, в 10 раз меньший, чем (i-номер итерации). Вычисление шага и производной - коэффициенты разложения ряда Тейлора - осуществляется для каждой степени подвижности манипулятора.

Сигнал с блока вычисления шага 4 подается на решающий блок 5, который решает систему линейных уравнений, состоящую из N уравнений с N неизвестными относительно (⁽ⁱ⁾-^(i-1))_j (где N - число степеней подвижности промышленного робота, j - номер степени промышленного робота), каждое из которых соответствует одной степени подвижности промышленного робота. Решение системы уравнений поступает на блок проверки 6, который принимает решения о дальнейшем продолжении проведения итераций. По окончании цикла итерации сигнал с блока проверки 6 поступает на шесть блоков управления двигателями 13-18. Блоки управления двигателями 13-18 представляют собой ШИМ - контроллеры двигателей 19-24 промышленного робота 25 и силовые транзисторные ключи. Датчики положения 7-12 считывают информацию о текущем положении звеньев промышленного робота и выдают ее в блок вычисления производной 3. Таким образом, промышленный робот отрабатывает заданную траекторию.

Применение изобретения позволяет упростить устройство управления при сохранении точности воспроизведения заданных траекторий.

Особенностью устройства управления промышленным роботом является его способность управлять роботом практически с любой кинематической схемой.

Источники информации

1. Акцептованная заявка Франции №2236620, кл. В 25 J 9/00.

2. А.с. СССР №619331/ О.Т. Сахаров, С.М. Гуревич, А.И. Вантух и др. - заявка №2416965/25-24 от 14.10.76, опубликована 15.08.78. Бюл. №30, МКИ⁴ В 25 J 9/00.

Формула изобретения

Устройство для управления промышленным роботом, содержащее блок памяти, блок считывания программы, блок управления приводами, приводы, исполнительный механизм промышленного робота и датчики положения, причем блок памяти соединен с блоком считывания программы, отличающееся тем, что оно снабжено блоком проверки окончания цикла, блоком вычисления производных, блоком вычисления шага и решающим блоком, при этом выходы блока считывания программы и датчиков положения соединены с блоком вычисления производных, выход блока вычисления производных соединен с блоком вычисления шага, выход блока вычисления шага соединен с решающим блоком, а решающий блок соединен с блоком проверки окончания цикла, имеющий выходы "да" и "нет", причем выход "да" соединен с блоком управления приводами, а выход "нет" соединен с блоком вычисления производных.

РИСУНКИРисунок 1

Изобретение относится к робототехнике, в частности к средствам управления приводами роботов и манипуляторов

Устройство для управления приводом робота // 2212330

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании приводов роботов

Устройство для управления приводом робота // 2212329

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании приводов роботов

Устройство для управления приводом робота // 2193480

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем управления приводами роботов

Устройство для управления приводом робота // 2189306

Изобретение относится к робототехнике

Самонастраивающийся электропривод робота // 2187426

Устройство для программного управления манипулятором // 2147000

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании систем программного управления манипуляторами с типовой кинематической схемой

Устройство для программного управления манипулятором // 2146999

Устройство для программного управления манипулятором // 2129953

Устройство для программного управления манипулятором // 2120850

Интеллектуальное устройство управления стрелой // 2344923

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройству управления строительной машиной со стрелой

Исполнительный механизм // 2381099

Манипуляционная система // 2389599

Изобретение относится к манипуляционной системе согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, применению манипуляционной системы согласно п.15 формулы изобретения, а также к системе металлообрабатывающих станков согласно ограничительной части п.16 формулы изобретения

Устройство управления строительной машиной (варианты) // 2399576

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах управления стрелой и/или грузозахватным органом грузоподъемных кранов, кранов-манипуляторов, бетононасосов и других строительных машин с шарнирно-сочлененной, телескопируемой или решетчатой стрелой

Рабочая станция с многосторонним держателем деталей и способ управления такой станцией // 2404043

Изобретение относится к рабочей станции и способу управления такой станцией

Электропривод манипулятора // 2443542

Изобретение относится к робототехнике, в частности к приводам манипуляторов

Электропривод манипулятора // 2443543

Изобретение относится к робототехнике, в частности к приводам манипуляторов

Управление перемещением упругих структур робота // 2487796

Изобретение относится к способу управления окрасочным роботом и характеризуется следующими этапами: задание траектории робота с помощью нескольких точек траектории, которые должны быть пройдены базовой точкой робота, причем отдельные точки траектории определены соответствующими пространственными координатами, преобразование пространственных координат отдельных точек траектории согласно инверсной кинематике робота в соответствующие координаты осей, которые отображают положение отдельных осей робота в соответствующих точках траектории, настройка привязанных к осям регуляторов (2) для отдельных осей робота в соответствии с преобразованными координатами осей, настройка привязанных к осям приводных двигателей (1) отдельных осей с помощью соответствующих регуляторов (2), при этом предусмотрено вычисление поправок для отдельных точек траектории в соответствии с динамической моделью (5) робота, причем поправки учитывают упругость и/или трение, и/или инерционность робота, вычисление скорректированных координат осей для отдельных точек траектории по нескорректированным координатам осей отдельных точек траектории и по поправкам траектории и настройка привязанных к осям регуляторов (2) со скорректированными координатами осей

Способ управления стабилизацией шагающего робота // 2507061

Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано для автономного управления стабилизацией шагающего робота и экзоскелета в условиях естественной среды. Способ заключается в том, что разделяют управление расположением центра масс несущей механической системы и управление распределением центра масс по несущим конечностям исполнительной механической системы, определяют и корректируют положение центра масс для сохранения стабилизированного положения шагающего робота с применением тактильных датчиков без использования гироскопа. 1 ил.

Способ выполнения синхронизированной роботизированной технологической операции на конструкции, имеющей ограниченное пространство, в частности на кессоне крыла летательного аппарата, соответствующее компьютерное устройство и роботизированная установка // 2509681

Изобретения относятся к полностью автоматизированному способу выполнения технологической операции на конструкции, компьютерному устройству и к роботизированной установке. Способ выполнения технологической операции на конструкции, имеющей ограниченное пространство и определенное место, идентифицируемое изнутри и извне ограниченного пространства, характеризующийся тем, что перемещают первый рабочий орган посредством первой роботизированной системы внутри ограниченного пространства таким образом, чтобы первый рабочий орган расположился над указанным местом, и генерируют первый вектор, соответствующий указанному месту, перемещают второй рабочий орган посредством второй роботизированной системы снаружи ограниченного пространства таким образом, чтобы второй рабочий орган расположился над указанным местом, и генерируют второй вектор, соответствующий указанному месту, используют первый и второй векторы для перемещения первого и второго рабочих органов к новому месту таким образом, чтобы первый и второй рабочие органы оказались в рабочих положениях напротив друг друга, посредством первого и второго рабочих органов выполняют технологическую операцию в указанном новом месте. Компьютерное устройство для управления роботизированной системой содержит машинную память, в которую в виде кода заложены данные по управлению первой и второй роботизированными системами. Роботизированная установка включает в себя первую и вторую роботизированные системы и контроллер робота, выполненный с возможностью приведения в действие первой и второй роботизированных систем. Достигается упрощение и повышение качества изготовления конструкции. 3 н.п. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.