Система программного управления для робота-манипулятора

 

Сотоз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3682 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.01.77 .(21) 2447236/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

В 25 J 9/00

Гасударотавнный KoNITFf

СССР оо делам нзоорвтвннй н открытнй (53) УДК 62-50 (088.8) Опубликовано 05.02.80. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 15.02.80 (72) Авторы изобретения

В. Г. Тимошенко и В. С. Федоров

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки имени E. О. Патона АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ДЛЯ РОБОТА-МАНИПУЛЯТОРА

Изобретение относится к области программного управления многокоординатными устроиствами и может быть использовано для управления движениями рабочего органа промышленного робота, например при точечной сварке.

Известная система программного управления роботами-манипуляторами, содержащая штеккерный барабан, узлы сравнения, приводы, датчики положений, блок цифровой индикации и цифро-печатающий блок (1), имеет низкую точность, а процесс обучения ее сложен.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является система (21, содержащая последовательно соединенные блок ручного управления, управляемый генератор, блок каммутации, шаговый привод и исполнительный орган и элемент И, выход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика и ко входу блока памяти, выход блока памяти соединен со вторым входом блока коммутации, второй выход которого подключен ко второму входу реверсивного счетчика, а третий выход к первому входу элемента И.

Эта система обладает низкими точностью и быстродействием из-за колебаний рабочего органа при позиционировании, так как при выполнении точечной сварки сварочный инструмент необходимо перемещаТь с частотой 60 точек в минуту и выше. Приводы при этом работают в тяжелом старт-стопном режиме, а наибольшее влияние на качество переходного процесса оказывает исполнительный орган, представляющий собой колебательное звено второго порядка с довольно большими величинами постоянных времени.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия системы. Это достигается тем, что предлагаемая система содержит блок эталонного сигнала и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, нуль-орган, блок запоминания амплитуды и регулируемый усилитель, выход которого подключен ко второму входу управляемого генератора, а второй вход к выходу блока эталонного сигнала, вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом реверсивного счетчика, а второй его выход — со входом блока запо713682 минания амплитуды, выход нуль-органа подключен ко второму входу схемы совпадения.

На чертеже показана блок-схема системы программного управления роботом-манипулятором, на котором указаны блок 1 ручного управления, управляемый генератор 2, блок 3 коммутации, шаговый привод 4, исполнительный орган 5, блок 6 памяти, элемент 7 И, блок 8 эталонного сигнала, регулируемый усилитель 9, нуль-орган 10, циф роаналоговый преобразователь 11, реверсивный счетчик 12, блок 13 запоминания амплитуды, блок 14 обучения.

Система работает следующим образом.

В процессе обучения оператор, воздействуя на рукоятку блока 1 ручного управления перемещает исполнительный орган 5 в необходимую точку пространства, при этом импульсы с генератора 2 поступают одновременно на привод 4 и реверсивный счетчик 12, где происходит алгебраическое суммирование информации о координатных перемещениях. Величины покоординатных перемещений, зафиксированные в реверсивном счетчике !2, через цифроаналоговый преобразователь 11, поступают на блок 13 запоминания амплитуды, который подключен к регулируемому усилителю 9, и устанавливают на нем коэффициент усиления, пропорциональный величине перемещения, зафиксированной в счетчике 12. Сигналы нуль-органа 10, подключенного к цифроаналоговому преобразователю 11, поступают на один из входов элемента 7 И.

Информацию из блока 14 обучения можно переносить в блок 6 памяти, в качестве носителя информации в котором может быть использована магнитная лента. Оператор, нажав кнопку запускает блок 8 эталонного сигнала. Этот блок вырабатывает сигналы оптимального перемещения от точки к точке по каждой координате, которые поступают на усилитель 9, а затем на управляемый генератор 2. Последний вырабатывает импульсы с частотой, пропорциональной сигналу, поступающему на его вход, которые через блок 3 коммутации, элемент 7 И поступают в блок 6 памяти. Одновременно эти импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 12. После того, как вся информация о перемещении исполнительного органа 5 из точки в точку вычтется из реверсивного счетчика, нуль-орган 10 закроет элемент 7 И. Одновременно нуль-орган 10 сбросит на нуль блок 13 запоминания амплитуды. После этого ведут программирование перемегцений до следующих точек. В автоматическом режиме блок !4 обучения отключается и программа с блока 6 памяти поступает через блок 3 коммутации на приводы 4, перемещая исполнительный орган 5 по подготовленной программе.

В эксплуатации робот-манипулятор комплектуется системами по количеству его степеней подвижности, и блок обучения при этом может быть выполнен в виде отдельного узла для одного робота или целой группы роботов.

Примечение изобретения позволит получить. производительность до 100 точек в минуту, тогда как производительность современных зарубежных образцов роботов составляет до 50 точек в минуту.

Формула изобретения

Система программного управления для робота-манипулятора, содержащая последовательно соединенные блок ручного управления, управляемый генератор, блок коммутации, шаговый привод и исполнительный орган, и элемент И, выход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика и ко входу блока памяти, выход блока памяти соединен со вторым входом блока коммутации, второй выход которого подключен ко второму входу реверсивного счетчика, а третий выход — к первому входу элемента

И, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, система содержит блок эталонного сигнала и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, нуль-орган, блок запоминания амплитуды и регулируемый усилитель, выход которого подключен ко второму входу управляемого генератора, а второй входк выходу блока эталонного сигнала, вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом реверсивного счетчика, а второй выход — со входом блока запоминания амплитуды, а выход нуль-органа подключен ко второму входу элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 377230, кл. В 25 J 9/00, 02.10.71.

2. Авторское свидетельство СССР № 541147, кл. G 05 В 19/42, 11.02.72 (прототип).

713682

Составитель А. Лащев

Редактор М. Минаев Техред К. Шуфрнч Корректор В. Синицкая

Заказ 9177/8 Тираж 1933 Подписное

КН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П к Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4