CS248333B1

CS248333B1 - Connection of movement mechanism control device

Info

Publication number: CS248333B1
Application number: CS851208A
Authority: CS
Inventors: Karel Slezak; Radoslav Sokl
Original assignee: Karel Slezak; Radoslav Sokl
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Řešení se týká zapojení ovládacího zařízení pohybového mechanismu, zejména úchopové hlavice průmyslových robotů, poháněného elektromotorem, sestávajícího z bloku ovládání, napojeného jednak na napájecí zdroj, jednak přes blok snímače proudu na elektromotor, jednak na*výstup nadřazeného řídicího systému a jednak na blok vyhodnocovacího obvodu^ napojeného na jemu příslušný vstup nadřazeného řídicího sýstému. Účelem řešení je zajištění zvýšení provozní bezpečnosti technologického celku, jehož je gohybový mechanismus součástí. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že blok vyhodnocovacího obvodu rozlišuje řádné dojetí pohybového mechanismu na pevný mechanický doraz od poruchového zablokování pohybového mechanismu, například vlivem mechanické závady, přičemž rozlišení se provádí porovnáváním proudu elektromotoru s předpokládanými hodnotami při jeho řádném provozu gomocí komparátoru proudu s hysterezí a zpozňovacích obvodů, které eliminují přechodové děje při zapínání, rozběhu a zastavení elektromotoru.The solution concerns the connection of a control device of a movement mechanism, in particular a gripping head of industrial robots, driven by an electric motor, consisting of a control block, connected to a power supply, to an electric motor via a current sensor block, to an output of a superior control system, and to an evaluation circuit block connected to its respective input of the superior control system. The purpose of the solution is to ensure increased operational safety of the technological unit of which the movement mechanism is a part. The stated purpose is achieved by the evaluation circuit block distinguishing between proper movement of the movement mechanism against a fixed mechanical stop and faulty blocking of the movement mechanism, for example due to a mechanical defect, whereby the distinction is made by comparing the electric motor current with the expected values during its proper operation by means of a current comparator with hysteresis and delay circuits that eliminate transient events during switching on, starting and stopping of the electric motor.

Description

Vynález se týká zapojení ovládacího zařízení pohybového mechanismu, zejména úchópové hlavice průmyslových robotů, poháněného elektromotorem, sestávajícího z bloku ovládání, který je opatřen jednak napájecím vstupem, připojeným na napájecí zdroj, jednak prvním logickým vstupem pro připojení na výstup nadřazeného řídicího systému, jednak druhým logickým vstupem, připojeného na výstup pro signál ukončení pohybu pohybového mechanismu bloku vyhodnocovacího obvodu, který je připojitelný na jemu příslušný vstup nadřazeného řídicího systému, a jednak výstupem, připojeným na vstup bloku snímače proudu, jednak připojeného výstupem na svorky elektromotoru a jednak připojeného signálovým výstupem na vstup bloku vyhodnocovacího obvodu·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator for a motion mechanism, in particular a gripper head for industrial robots, driven by an electric motor, comprising a control block having a power input connected to a power supply. an input connected to the output for the motion signal termination signal of the evaluation circuit block, which can be connected to its respective input of the superior control system, and the output connected to the input of the current sensor block, connected to the electric motor terminals and connected to the input evaluation circuit block ·

Pro vypínání poháněcího elektromotoru pohybových mechanismů po dojetí na pevný mechanický doraz se užívá vyhodnocování proudu elektromotoru, který po zastavení pohybového mechanismu vzrůstá na hodnotu proudu nakrátko· U stávajících ovládacích zařízení se však dosud neodlišuje případ, při kterém nedojde po zapnutí elektromotoru k jeho rozběhu, například vlivem zablokování pohybového mechanismu, což raůž mít velmi nepříznivý dosah na provozní stav, zejména pracovní takt, příslušného technologického celku, jehož je pohybový mechanismus jednou z neoddělitelných součástí·The electric motor current evaluation is used to switch off the driving motor of the movement mechanisms after reaching the fixed mechanical stop, which increases to a short-circuit current when the movement mechanism stops. However, the existing control devices do not yet distinguish the case in which the motor does not start. due to the blocking of the movement mechanism, which can have a very unfavorable impact on the operating state, especially the working cycle, of the relevant technological unit, whose movement mechanism is one of the inseparable parts ·

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u zapojení ovládacího zařízení pohybového mechanismu, zejména úchopové hlavice průmyslových robotů, poháněného elektromotorem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že blok vyhodnocovacího obvodu je opatřen jednak pomocným vstupem, který je připojen na pomocný výstup bloku ovládání, a jednak výstupem pro signál odezvy*The aforementioned drawbacks are eliminated in connection with the actuation device of a motion mechanism, in particular a grip head of industrial robots driven by an electric motor, according to the invention, characterized in that the evaluation circuit block is provided with an auxiliary input connected to the auxiliary output of the control block; on the one hand by the output for the response signal *

- 2 248 333 který je připojen na jemu příslušný vstup nadřazeného řídicího systému.- 2 248 333 which is connected to its respective input of the superior control system.

Řešením ovládacího zařízení pohybového mechanismu, zejména úchopové hlavice průmyslových robotů, poháněného elektromotorem, v zapojení podle vynálezu, se· dosáhne rozlišení stavu, při kterém dojde k rozběhu pohybového mechanismu a k jeho dojetí na pevný mechanický doraz, od stavu, při kterém dojde bučí k zablokování pohybového mechanismu vlivem mechanické závady, nebo k povelu k rozběhu poháněcího elektromotoru nesprávným směrem. To umožňuje vyhodnotit poruchový stav pohybového mechanismu a přerušit pracovní cyklus celého technologického celku, v němž je pohybový mechanismus včleněn, a zabránit tak jeho nežádoucí chybné funkci.By providing a motion mechanism control device, in particular an electric motor-driven grip head of industrial robots in the circuit according to the invention, it is possible to distinguish a state in which the motion mechanism starts and moves to a fixed mechanical stop from a blocking state movement mechanism due to a mechanical defect, or to a command to start the driving electric motor in the wrong direction. This makes it possible to evaluate the failure state of the movement mechanism and interrupt the duty cycle of the whole technological unit in which the movement mechanism is incorporated, thus preventing its undesired malfunction.

Na připojeném výkrese je znázorněn příklad provedení zapojení ovládacího zařízení pohybového mechanismu podle vynálezu, přičemž obr. 1 ukazuje jeho blokové schéma zapojení a na obr₀ 2 jsou znázorněny časové průběhy napětí a proudu v důležitých uzlových bodech zapojení.The attached drawing shows an embodiment diagram of the control device of the movement mechanism of the present invention, wherein FIG. 1 shows a block diagram and Figure 2 ₀ shows the waveforms of voltage and current at significant nodes involvement.

Ovládací zařízení pohybovéhó mechanismu, zejména úchopové hlavice průmyslových robotů, poháněného elektromotorem 4, v zapojení podle vynálezu, sestává z bloku 2 ovládání, který je svým napájecím vstupem 21 připojen na střídavý napájecí zdroj j>. Blok 2 ovládání je svým prvním logickým vstupem 22 připojen na výstup nadřazeného řídicího systému daného technologického celku a svým druhým logickým vstupem 23 je připojen na výstup 12 pro signál ukončení pohybu pohybového mechanismu bloku £ vyhodnocovacího obvodu, který je současně napojen na obr. 1 nevyznačený jemu příslušný vstup nadřazeného řídicího systému. Blok 2 ovládání je pak svým výstupem 24 připojen na vstup χ bloku j) snímače proudu, který je svým výstupem 32 připojen na svorky 41 elektromotoru £ a svým signálovým výstupem 33 na vstup 10 bloku £ vyhodnocovacího obvodu. U zapojení ovládacího zařízení pohybového mechanismu podle vynálezu je blok £ vyhodnocovacího obvodu dále opatřen pomocným vstupem ££, který je připojen na pomocný výstup 25 bloku 2 ovládání, a rovriěž jeThe actuator of the movement mechanism, in particular the grip head of the industrial robots, driven by the electric motor 4, in the circuit according to the invention, consists of a control block 2, which is connected to an AC power supply. The control block 2 is connected by its first logical input 22 to the output of the master control system of the given technological unit and by its second logical input 23 it is connected to the output 12 for signaling the movement of the motion mechanism of the evaluation circuit block. corresponding input of the superior control system. The control block 2 is then connected via its output 24 to the input (4) of the current sensor block, which via its output 32 is connected to the terminals 41 of the electric motor 8 and its signal output 33 to the input 10 of the block 6 of the evaluation circuit. In the wiring of the motion device control device according to the invention, the evaluation circuit block 6 is further provided with an auxiliary input 62 which is connected to the auxiliary output 25 of the control block 2 and is also

248 333 opatřen výstupem 13 pro signál odezvy, který je napojen na jemu příslušný vstup nadřazeného řídicího systému technologického celku® Vlastní blok 2 vyhodnocovacího obvodu je u zapojení podle vynálezu tvořen komparátorem 14 proudu s hysterezí h, který je svým výstupem 142 připojen jednak na vstup 151 prvního zpožďovacího obvodu 15 a jednak na vstup 161 druhého zpožďovacího obvodu 16® Druhý, zpožďovací obvod. 16 je svým výstupem -162 připojen na první vstup 191 druhého logického součinového obvodu 19♦ který je svým druhým vstupem 192 připojen na výstup 172 třetího zpožďovacího obvodu 17 a současně na druhý vstup 182 prvního logického součinového obvodu 18® První logický součinový obvod 18 je pak svým prvním vstupem 181 připojen na výstup 152 prvního zpožďovacího obvodu 15® U tohoto zapojení bloku 2 vyhodnocovacího obvodu je potom,výstup 183 prvního logického součinového obvodu 18 jako jeho výstup 12 pro signál ukončení pohybu pohybového mechanismu, výstup 193 druhého logického součinového obvodu 19 jako jeho výstup 13 pro signál odezvy, vstup 171 třetího zpožďovacího obvodu 17 jako jeho pomocný vstup 11 a nakonec vstup 141-komparátoru 14 proudu s hysterezí h jako jeho vstup 10®248 333 is provided with a response signal output 13, which is connected to the respective input of the higher-level control system of the technology unit. In the circuit according to the invention, the evaluation unit block 2 consists of a current comparator 14 with hysteresis h. a second delay circuit 15, and second to the input 161 of the second delay circuit 16, a second, delay circuit. 16, its output -162 is connected to the first input 191 of the second logic product circuit 19, which is connected with its second input 192 to the output 172 of the third delay circuit 17 and simultaneously to the second input 182 of the first logical product circuit 18. with its first input 181 connected to the output 152 of the first delay circuit 15®. In this circuit of the evaluation circuit block 2, the output 183 of the first logical product circuit 18 as its output 12 for the motion signal the response signal output 13, the input 171 of the third delay circuit 17 as its auxiliary input 11 and finally the input 141 of the current comparator 14 with hysteresis h as its input 10®

Princip činnosti ovládacího zařízení pohybového mechanismu v zapojení podle vynálezu je následující®The principle of operation of the movement mechanism control device in the circuit according to the invention is as follows

Po vydání povelu od nadřazeného řídicího systému na první logický vstup 22 bloku 2 ovládání se elektromotor 2 připojí svými svorkami 41 k napájecímu zdroji 5o Po dosažení žádoucí konfigurace v bloku 2 ovládání je jeho pomocným výstupem 25 odblokován blok 2 vyhodnocovacího obvodu a po uplynutí doby zpoždění třetího zpožďovacího obvodu 17 jsou uvolněny první logický součinový obvod 18 a druhý logický součinový obvod 19® Doba At^y zpoždění třetího zpožďovacího obvodu 17 eliminuje přechodné děje při zapnutí a rozběhu elektromotoru 4® Komparátor 14 proudu s hysterezí h produkuje logický signál podle úrovně proudu elektromotoru 2® Při poklesu signálu proůdu na signálovém výstupu 33 bloku 2 snímače proudu po rozběhu elektromotoru £ pod dolní úroveň hystereze h komparátoru 14 proudu s hysterezí h je po době zpoždění druhého zpožďovacího obvodu 16 vydán na výstupu 13 pro signál odezvy bloku 2 .-4248 333 vyhodnocovacího obvodu signál pro nadřazený řídicí systém o uskutečněném rozběhu elektromotoru 4_O Při překročení úrovně signálu proudu i~, protékajícího blokem 2 snímače proudu, na signálovém výstupu 33 bloku 3 snímače proudu přes horní úroveň hystereze h komparátoru 14 proudu s hysterezí h, je po době ^A t^ zpoždění prvního, zpožďovacího obvodu 15 vydán na výstupu 1£ pro signál ukončení pohybu pohybového mechanismu bloku 2 vyhodnocovacího obvodu signál o dojetí pohybového mechanismu na pevný mechanický doraz_e Doba 4 t^ zpoždění prvního zpožďovacího obvodu 13 je doba potřebnápro identifikaci zastavení -elektromotoru 4. Signál na výstupu 12 pro signál ukončení pohybu pohybového mechanismu bloku 2 vyhodnocovacího obvodu slouží jednak pro hlášení nadřazenému řídicímu systému a jednak pro vypnutí bloku 2 ovládání a odpojení svorek 41 elektromqtoru 2 od napájecího zdroje 5o V případě, že nedojde k řádnému rozběhu elektromotoru 2» není vydán na výstupu 13 pro signál odezvy bloku 2 vyhodnocovacího obvodu signál odezvy a nadřazený řídicí systém vyhodnotí zastavení elektromotoru 2 jako poruchové a vyřadí celý technologický celek z činnosti.After command from the master control system to the first logic input 22 of the control block 2, the electric motor 2 is connected with its terminals 41 to the power supply 50. After reaching the desired configuration in the control block 2, its auxiliary output 25 unlocks the evaluation circuit block 2 and after the delay time of the third The delay time 17 of the third delay circuit 17 eliminates transient events when the electric motor 4 is switched on and off. The current comparator 14 with hysteresis h produces a logic signal according to the current level of the electric motor 2. When the current signal at the output 33 of the current sensor block 2 drops below the lower hysteresis level h of the comparator 14 with the hysteresis h after the delay time of the second delay circuit 16, it is output at the output 13 for the block 2 response signal. 333 signal analysis circuit for the control system about the actual acceleration of the electric motor 4 _O When exceeding the level of the signal current i ~ flowing block 2 of the current sensor, to the signal output 33 of the block 3 of the current sensor through the upper level of the hysteresis h comparator 14 current with hysteresis h after time ^and td delay of the first, delay circuit 15 outputting the £ 1 to signal the end of the movement of the movement mechanism unit 2 signal analysis circuit of the emotion of the movement mechanism on the fixed mechanical stop _e time 4 t-delay of the first delay circuit 13 is time potřebnápro identification stop - 4. The signal on the output 12 for signaling the end of movement of the motion mechanism of the evaluation circuit block 2 serves both for reporting to the superior control system and for switching off the block 2 of control and disconnection of terminals 41 of electromqtor 2 from power supply 5o. the electric motor 2 is not started properly »is not output at the output signal 13 of the evaluation circuit 2 of the evaluation circuit and the higher-level control system evaluates the electric motor 2 stop as a fault and disables the whole technological unit from operation.

Claims

1 ₀ Connection of the motion mechanism control device, in particular the grip head of the industrial robots, driven by an electric motor, consisting of a control block having both a power input connected to a power supply and a first logical input for output to a master control system; a pen connected to the output signal of the motion of the evaluation circuit block movement, which is connectable to its respective input of the superior control system, and the output connected to the input of the current sensor block, connected to the electric motor terminals and connected by the signal output to the input evaluation circuit block, characterized in that the evaluation circuit block (1) is provided with an auxiliary input (11) connected to the auxiliary output (25) of the control block (2) and with an o a response signal that is connected to the corresponding input of the master control system.

Connection according to claim 1, characterized in that the evaluation circuit block (1) is formed by a current comparator (14) with hysteresis (h), the output of which (142) is connected to the input (151) of the first delay circuit (15). and, second, an input (161) of the second delay circuit (16), the output (162) of which is connected to the first input (191) of the second logic product circuit (19), the second input (192) of which is connected to the output (172) of the third the second input (182) of the first logical product circuit (18), the first input (181) of which is connected to the output (152) of the first delay circuit (15), the output (183) of the first logical product circuit (18) form an output (12) for the motion signal termination signal of the evaluation circuit block (1), the output (193) of the second logic product circuit (19) form an output (13) for the evaluation signal of the evaluation circuit block (1), input (171) ) a third delay circuit (17)

248 333 forms the auxiliary input (11) of the evaluation circuit block (1) and the input (141) of the current comparator (14) with hysteresis (h) forms the input (10) of the evaluation circuit block (1) *