Устройство для программного управления многокоординатным манипулятором

 

(72) Автор . изобретения

В. М. Шерстобитов

Кировский проектный конструкторско-техноло тяжелого машиностроения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОКООРДИНАТНЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к системам цифрового программного управления многокоординатным манипулятором, рабочий орган которого перемещается по заданному контуру, например для окраски или газовой резки.

Известна система для контурного управления промышленным роботом, содержащая блок памяти, приводы, датчики обратной связи по положению (1 ) .

1О

Для обеспечения необходимой точности перемещения рабочего органа по заС данному контуру система осуществляет управление по абсолютному значению каждой координаты и по скорости. Для этого система по каждой координате имеет допсанительно блок задания скорости и датчик скорости, что усложняет систему, Недостатком системы является большой го вес, применяемых в ней в качестве дат чиков скорости тахогенераторов, которые размещаются на соответствующих приводах звеньев манипулятора, утяжеляют руку, повышают ее инерционность и величины динамических ошибок, перемещения рабочего органа.

Наиболее близкой к предлагаемой является система программного управ ления промышленным роботом, содержащая генератор импульсов, логический блок, блок набора переключателей блок памяти и дешифратор (2 ) .

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и невозможность вычисления регулирующего воздействия, отсутствие возможности компенсации скоростной ошибки.

Цель изобретения — упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления многокоординатным. манипулятором, содержащее генератор тактовых импульсов, входом соединенный с первым входом логического блока, блок набора дереключателей, блок памяти, первым выходом

762 4 импульсов, Блок 4 памяти представляет собой накопитель на магнитной ленте (магнитофон), на магнитных дисках . и т.п.

Вычислительный блок 5 служит для вычисления регулирующего воздействия

° по закону 1 вх. 1; ьх был; 2 8ух; I0

1 где

20

В вычйслительный блок 5 входят арифметический блок 6, оперативный запоминаюший элемент 7 для хранения, значений координат Х 8 ° и Хвь!х. предыдущего периода, необходимых для вычисления значений соответствующих приращений д Хах и лХ ь а также постоянный з 1 I поминающий элемент 8 для хранения значений коэффициентов К„и К2, постоянных для дрнного манипулятора. Логический блок 9 служит для координации и выдачи управляющих воздействий на все блоки

40 системы, более рациональной является замена и вычислительного блока 5 и логического блока 9 дешевой микро-ЗВМ с неболь шим количеством разрядов и невысоким быстродействием.

3 985 подклкченный к входу дешифратора, демультиплексор, и датчики положения, введены мультиплексор, и вычислительный блок, выходом соединенный с входом демультиплексора, первым входом - с выходом блока памяти, вторым входомс вторым выходом логического блока, в третий выход которого подклкчен к первому входу мультиплексора, вторым szoдом соединенного с выходом блока набо ра переклкчателей, а третьими входами с выходами датчиков положения, второй выход блока памяти подключен к входу логического блока, а также тем, что логический блок содержит выключатель, элемент ИЛИ, счетчик номера координат и последовательно соединенный первый делитель частоты, /PS -триггер, генератор импульсов.и второй делитель част ты, выход которого подключен на 5 -вход

РЬ -триггера, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с входом первого делителя частоты и входом блока, ав,ыход элемента ИЛИ - с вторым выходом блока, выход счетчика номера координат подключен к третьему выходу блока, а первый выход к выклю- чателю.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2схема логического блока.

Устройство содержит датчик 1 обрат ной связи, мельтиплексор 2, генератор

3 тактовых импульсов, блок 4 памяти, вычислительный блок 5, арифметический блок 6, оперативный запоминающий элемент 7, постоянный запоминающий 8 элемент, логический блок 9, демультиплексор 10, приводы 11, набор 12 переключателей, дешифратор 13. Логически блок 9 содержит первый делитель 14 частоты, R5 -триггер 15, счетчик 16 номера координат, генератор 17 импульсов, второй делитель 18 частоты и элемент

ИЛИ 19.

Устройство содержит датчики 1 об- ратной связи; число которых равно числу координат манипулятора. В качестве датчиков обратной связи используются кодовые датчики, или импульсные и аналоговые датчики с соответствующими преобразователями положения в код.

Мультиплексор 2 служит для преобразования и -разрядной входной информации по Й -каналам и один канал с определенной последовательностью н частотой, определяемой генератором 3 тактовых

- регулирующее воздействие по . j -кокоординате;

Х,<, - текущее значение программы по cour ветствуюшей координате;

ХВь „. - текущее значение координаты по показанию датчика обратной связи; их; яд" ь х. - приращения соотХ ветвтенно значеи Х к за период управ ления.

Йемультиплексор 10 служит для подключения к выходу вычислительного бло-

° ка 5 привода 11 соответствующей координаты. Устройство имеет блок 12, служаший для записи технологических команд при .обучении, представляющих собой набор переклкчателей, которые переключаются вместо нескольких незадействованных разрядов. 4 -координаты. Выделение записанных команд и подача их на технологическое оборудование осуществляется дещифратором 13 технологических команд.

2 6 дов кода по координата и =12 интервал дискретности равен 0,0144, с) значитель. но меньше постоянных времени инерцион- ных звеньев, входящих в систему, то по .грешность от замены производных конеч ными Разностями достаточно мала.

Экономический эффект от упрощения конструкции составит 7,0 тыс. Руб. на одну систему в сравнении с аналогичной по назначению н т.ехннческнм характеристикам системой УКМ;662.

Формула изобретении

Устройство для программноге управле ння многокоорди натным манипулятором, содержащее генератор тактовых импульсов, входом соединенный с первым входом логического блока, блок набора переключателей, блок памяти, первым выходом подключенный к входу дещифратора, де-мультиплексор н датчики положения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции в него введены мультиплексор и вычислительный блок, выходом соедцненный с входом демультиплексора, первым входом — с выходом, блока памяти, вторйм входом — с вторым выходом логического блока, тре тий выход которого подключен " первому входу мультиплексора, вторым входом соединенного с выходом блока набора, перекгпочателей, а третьими входамн с выходами датчиков положенин, второй выход блока памяти подключен к входу логического блока.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, аогнческнй блок содержит выключатель, элемент ИЛИ, счетчик номера координаты н последовательно соединенные первый делитель частоты, gS-триггер, генератор импульсов н вто рой делитель частоты, выход которого подключен на S -вход RS òpèããåðà, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом:перво го делителя частоты и входом блока, а выход элемента ИЛИ - с вторым выходом блока, выход счетчика номера коор динат подключен к третьему выходу блока, а первый выход - к выключателю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 653597, кл. Gi 05 В 19/40, B 253 9/ОО, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

% 675400, кл. 5 05 В 19/18, В 25 3 9/00, 1978 (прототип).

5 98576 !

Устройство работает следующим об- .

Разом.

В процессе обучения перемешают нополннтельный орган манипулятора по необходимой траектории и с требуемой s скоростью. При этом информация с датчиков 1 обратной связи поочередно с частотой генератора 3 тактовых импульсов (например 5 кГц} через мультиплек» сор 2 поступает на блок 4 памяти и за- 10 пнсывается.

При воспроизведении информации для выполнения манипулятором работы из блока 4 памяти в вычислительный блок

5 поступают поочередно значения Х,<. 15 программы в том же порядке, в котором онн бмлн записаны прн обучении, н с той же частотой (5 кГц). Логический блок 9 определяет номер координаты, . по которой в данный момент поступает 20 информация из блока памяти и со своего второго выхода подает сигнал номера координаты на мультиплексор 2 н демультиплексор 10, обеспечивая этим самым подключение к вычислительному 25 блоку 5 задатчнка 1 обратной связи н привода 11 соответствующей координаты.

Со второго выхода логического блока

9 на третий вход вычислительного блока

5 подаются имцульсы с частотой 5 кГц, 36 обеспечивающие продвижение поступающе,го последовательного кода программы в параллельный код, а после каждого и го импульса (завершающего прием и -раэрядного кода программы по координате) в паузе подается серия импульсов высокой частоты,,например 500 кГц, обеспечивающая управление операциямн вычисления регулирующего воздействия в соответствии с приведенной выше форму- 4й лой и обработку его приводом 11 данной координаты. Затем блок 4 памяти выдает программу по следующей координате, хо торая обрабатывается аналогичным обра зом, для управления приводом этой коор» 4 динаты. Введением в! регулирующее возцей

I стэне величины „ Х +, пропорционален ной первой разности от программы доо тягается компенсация скоростной сшибки

Я в соответствии, с комбинированным принццпом управления. Введение величины

2 ВЫх, пропорциональной первой разности от перемещения позволяет осуществить обратную связь по скорости без

SS прнменення тахогенератора. Так как нн» тервал дискретности (при частоте тактовых импульсов 5 кГц, число координат маннпулятора N =6 н количестве рМря-

9857 62

Составитель И. Швеи

Редактор Н. Ковалева Текред М.Надь

)корректор ЛI Боешаи

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 101 64l68 Тираж 914 Надиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушскаа наб., д. 4/5