Устройство для программного управления промышленным роботом

 

Оп ИСАНИЕ

Союз Советскин

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 06. 02. 80 (21) 2879468/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30 ° 12.81 ° Бюллетень №48 (53)М. Кл.

Ь 0 В 19/00

В 25 у 9/00

Гоеударстекииь>й комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-Я (088.8) Дата опубликования описания 30 . 1 2. 81 (72) Авторы изобретения

М. M. Захаров, В. А. Кривулев и Л. И. (7I) Заявитель

Ленинградский институт авиационного при (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫМ РОБОТОМ

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании устройств для программного управления промышленным роботом, Известно устройство для программного управления промышленным роботом, содер>кащее блок памяти, нульорган, блок управления и аналоговые сервосистемы (1 ).

Недостаток этого устройства — низкая точность позиционирования.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее первый блок памяти, соединенный выходами с первыми входами первого бло-. ка считывания, последовательно соединенные второй блок памяти, второй блок считывания и блок задержки, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, блок управления, первыми выходами соединенный со,вторыми входами первого и второго блоков считывания, а также по каждой .регулируемой координате последова- . тельна соединенные сумматор, первый элемент НЕ и триггер, второй выход сумматора подключен к первому входу привода, вторым входом соединенного с выходом цифро-аналогового преобра"

S зователя, а валом связанного с датчиком положения, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход каждого из которых соединен с выходом первого блока счито тывания, второй выход блока управления подключен ко второму входу каждо.го триггера, выходами соединенных со входами первого элемента И.

IS

Недостатки известного устройстваневозможность программного изменения скорости движения манипулятора, а также необходимость обязательной остановки манипулятора для получения нового кадра, что приводит к невозможности плавного прохо>кдения проме" жуточных точек позиционирования °

Цель изобретения — расширение функь циональных возможностей устройства, 8946

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит генератор так. товых импульсов, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные третьи блок памяти и блок считывания посУ 5 ледовательно подключенные четвертые блок памяти и блок считывания„ и по каждой регулируемой координате второй элемент НЕ, второй элеме т И и последовательно соединенные первый блок сравнения, третий элемент И, реверсивный счетчик, второй блок сравнения, четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ и пятый элемент И, вторым входом подключенный к первому выходу сумматора, а выходом - ко второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя и с первым входом первого блока сравнения, вторым выходом подключенного ко второму входу второго элемента ИЛИ, второй вход второго блока сравнения соединен с третьим входом сумматора, а второй выход — со вторым входом тре25 тьего элемента И, первые выходы блока управления подключены ко вторым входам третьего и четвертого блоков считывания, выход генератора тактовых импульсов соединен с третьими входами зо реверсивных счетчиков, выход третьего блока считывания подключен ко вторым входам первых блоков сравнения, выход четвертого блока считывания соединен непосредственно со вторыми входами четвертых элементов И и через вторые элементы НŠ— с первым входом второго элемента И, второй вход каждого из которых подключен к выходу триггера, а выход - к первым входам первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, а выход - со входом блока управления.

На чертеже представлено устройство, функциональная схема.

Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый блоки 1-4 памяти соответственно, первый, второй . третий и четвертый блоки 5-8 считывания соответственно, блок 9 управ- 50 ления, блок 10 задержки, регулируемые координаты 11, сумматор 12, дат- чик 13.положения, реверсивный счетчик 14, первый и второй блоки 15 и

16 сравнения соответстренно, цифроаналоговый преобразователь 17, привод

18, триггер 19, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И 2О75

24 соответственно, первый и второй элементы НЕ 25 и 26 соответственно, генератор 27 тактовых импульсов, первый и второй элементы ИЛИ 28 и 29 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Программа управления движением манипулятора содержит информацию о последовательности прохождения манипулятором точек позиционирования и хранится в блоке 9 управления. Информация о самих точках позиционирования хранится в соответствующих блоках 1-4 памяти и выдается для отработки на регулируемые координаты 11 и блок 10 выдержки в виде кадра по команде блока 9 управления. Текущая скорость движения каждой сте" пени подвижности манипулятора определяется кодом на выходе реверсивного счетчика 14. Этот код преобразуется цифро-аналоговым преобразователем 17 в аналоговый сигнал и передается на привод 18. Увеличение скорости определяется сигналом разрешения сложения на соответствующем входе реверсивного счетчика 14, а уменьшение сигналом разрешения вычитания тактовых импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 4. Ускорение движения степени подвижности определяется частотой следования тактовых импульсов с выхода генератора 27. При необходимости возможно программное управление частотой этих импульсов. Прохождение точки позиционирования без остановки в ней организуется блоком 4 памяти признаков разрешения торможения и соответствующим блоком 8 считывания.

Рассмотрим последовательность выполнения указанных операций.

Блок 3 управления организует выдачу нового кадра при приходе соответствующей команды на его пусковой вход. При получении пускового сигнала блок 9 управления формирует на втором выходе сигнал начальной установки, посылаемый на входы триггеров 19 для их сброса в исходное состояние. Кроме того, блок 9 формирует командные сигналы, посылаемые на управляющие входы блоков 5-8 считывания для выдачи информации из блоков l-4 памяти соответственно данному кадру программы. При этом на второй вход первого блока .15 сравнения

894675 поступает код программной скорости, на второй вход сумматора 12 поступает код программного положения соответствующей степени подвижности, на вход блока 10 задержки поступает код выдержки манипулятора в точке позиционирования и на входы элементов И 23 непосредственно и на входы элемента И 21 через элементы НЕ 26 лоступают с соответствующего выхода блока 8 считывания признаков разрешения торможения сигналы о наличии или сутствии признаков разрешения торможения по каждой степени. При этом программа работы манипулятора формируется таким образом, что отсутствие признака торможения в кадре допускается только при одной степени подвижности. текущим значением скорости движения каждой степени подвижности, програмным ее значением и значением рассогласования между программным значением положения степени подвижности, . поступающим с выхода блока 5 считывания точек позиционирования на вторые входы сумматоров 12, и текущим чаются три режима работы устройства: разгон, движение с постоянной скоростью и торможение ° что значение текущеи скорости некоторой степени, подаваемой с выхода реверсивного счетчика 14 на первые входы блоков 15 и 16 сравнения меньше программного значения скорости, подаваемого на второй вход блока 15 сравнения и меньше значения рассогласования по этой степени,,подаваемого на второй вход блока 16 сравнения с выхода сумматора 12. При этом на первых выходах блоков 1 5 и 1 6 сравнения образуются сигналы, поступающие через элемент И 22 на вход разрешения сложения реверсивного счетной степени. Режим торможения организуется при ненулевом рассогласовании на соответствующем сумматоре 12 в двух случаях. В первом случае при дачу управляющих сигналов на вход разрешения вычитания реверсивного счетзначении текущей скорости, подаваемой на первый вход блока 16, не меньшем значения рассогласования по данной степени, подаваемого с выхода

s сумматора 12 на второй вход блока 16, при условии существования на входе элемента И 23 сигнала разрешения торможения по этой степени. При этом на первом выходе блока 16 сравнения форtO мируется сигнал, поступающий на вход разрешения вычитания реверсивного счетчика 14 через элементы И 23, ИЛИ 2 отсутствии признаков разрешения или от- и И 24 Во втором о втором случае режим торможения организуется, если значение текущей скорости подаваемой на первый вход блока 15 сравнения, больше, чем значение программной скорости, подаваемой на второй вход блока 15. При этом на втором выходе блока 15 форми20 руется сигнал, поступающий на вход разВ зависимости от соотношения между решения вычитания реверсивного счетчика 14 через элементы ИЛИ 29 и 24.

Содержимое реверсивного счетчика 14 начинает уменьшаться с частотой генератора тактовых имупльсов 27, что приводит к снижению скорости движения данной степени подвижности манипулятора.При движении с постоянной скоростью на реверсивном счетчике 14 значением положения степеней, поступа- 30 отсутствуют сигналы разрешения слоющим на первые входы сумматоров 12 с жения и вычитания, что определяет отвыходов датчиков 13 положения, разли- сутствие изменения содержимого реверсивного счетчика 14, В режиме движенив с постоянной скоростью возможу но прохождение некоторой степенью

Режим разгона характеризуется тем, промежуточной точки позиционирования.

В этом случае сигнал с соответствующего выхода блока 8 считывания признаков разрешения торможения отсутст о вует, что определяет запрет прохождения сигнала с первого выхода блока

16 сравнения на вход разрешения вычитания реверсивного счетчика 14.

Сигнал на выдачу нового кадра форми руется в двух случаях.

Во-первых, при достижении всеми степенями заданного кадром положения и отработке выдержки в точке позиционирования при наличии сигналов разрешения торможения в данном кадчика 14, При этом реверсивный счетчик ре для всех степеней подвижности ма14 начинает складывать поступающие нипулятора. При этом в момент досна его счетный вход тактовые импуль- тижения нулевого рассогласования .по сы от генератора 27, тем самым уве- некоторой степени подвижности на выличивая текущую скорость движения дан- ходе нуля сумматора 12 этой степени формируется сигнал, подаваемый на вход элемента И 24 и запрещающий по7 чика 14, Кроме того, этот сигнал через элемент НЕ 25 поступает на установочный вход триггера 19, который срабатывает и выдает сигнал на соответствующий вход элемента И 20. При срабатывании триггеров 19 всех степеней подвижности на выходе элемен" та И 20 формируется сигнал, поступающий на управляющий вход блока 10 выдержки. По отработке выдержки блок

10 вырабатывает команду на выдачу следующего кадра, проходящую Hà пусковой вход блока 9 управления через элемент ИЛИ 2). Во втором случае сигнал на выдачу нового кадра формируется триггером 19 той степени подвижности манипулятора, по которой отсутствует признак разрешения торможению в данном кадре.В этом случае на втором входе элемента И 21 существует сигнал, поступающий с выхода блока 8 считывания признаков разрешения торможения через элемент HE 26 и сигнал от триггера 19 поступает на пусковой вход блока управления через соответствующий элемент И 21 и элемент ИЛИ 28, При поступлении пускового сигнала s блок 9 управления начинается новый цикл работы устройства управления. зо

Применение изобретения позволит расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения программного регулирования скорости перемещения координат, 8946

Формула изобретения

Устройство для программного управления промышленным роботом, содер- 4О жащее первый блок памяти, соединенный выходами с первыми входами первого блока считывания, последовательно соединенные второй блок памяти, второй блок считывания и блок задержки 45 второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, блок управления, первыми выходами соединенный .со вторыми входами первого и второго блоков считывания, а также по каждой 50 регулируемой координате последовательно соединенные сумматор, первый элемент HE и триггер, второй выход сумматора подключен к первому входу привода, вторым входом соединенного с выходом цифро-аналогового преобразователя, а валом связанного с датчиком положения, выход кото75 8 рого подключен к первому входу сумматора, второй вход каждого из которых соединен с выходом первого блока считывания, второй выход блока управления подключен ко второму входу каждого триггера, выходами соединенных со входами первого элемента И, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит генератор тактовых импульсов, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные третьи блок памяти и блок считывания, последовательно подключенные четвертые блок памяти и блок считывания, и по каждой регулируемой координате второй элемент НЕ, второй элемент И и последовательно соединенные первый блок сравнения, третий элемент И, реверсивный счетчик, второй блок сравнения, четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ и пятый элемент И, вторым входом подключенный к первому выходу сумматора, а выходом ко второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя и с первым входом первого блока сравнения, вторым выходом подключенного ко второму входу второго элемента ИЛИ второй вход второго блока сравнения соединен с третьим входом сумматора, а второй выход - со вторым входом третьего элемента И, первые выходы блока управления подключены ко вторым входам третьего и четвертого блока считывания, выход генератора тактовых импульсов соединен с третьими входами реверсивных счетчиков, выход третьего блока считывания подключен ко вторым входам первых блоков сравнения, выход четвертого блока считывания соединен непосредственно со вторыми входами четвертых weментов И и через вторые элементы НЕс первым входом второго элемента И, второй вход каждого из которых подключен к выходу триггера, а выходк первым входам первого элемента ИЛИ, второй вход которого. соединен с выходом блока задержки, а выход - со входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Н 489627, кл. В 25 J 11/00, 1975.

2. Автбрское свидетельство СССР

М 620368, кл. В 25 J 9/00, 1978 (прототип).