SE446071B - Sett att programmera och styra en manipulator samt programmerings- och styranordning for genomforande av settet - Google Patents
Sett att programmera och styra en manipulator samt programmerings- och styranordning for genomforande av settetInfo
- Publication number
- SE446071B SE446071B SE7611920A SE7611920A SE446071B SE 446071 B SE446071 B SE 446071B SE 7611920 A SE7611920 A SE 7611920A SE 7611920 A SE7611920 A SE 7611920A SE 446071 B SE446071 B SE 446071B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- manipulator
- arm
- hand
- during
- axes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P21/00—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control
- B23P21/002—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control the units stationary whilst being composed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
- F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
- F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
- F16H9/10—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley provided with radially-actuatable elements carrying the belt
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/25—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control
- G05B19/251—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
- G05B19/253—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34236—Multiplex for servos, actuators
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34239—Multiplex for whole system
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35238—Gray-code
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35543—Cartesian to polar and vice versa
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39002—Move tip of arm on straight line
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39468—Changeable hand, tool, code carrier, detector
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
- G05B2219/40307—Two, dual arm robot, arm used synchronously, or each separately, asynchronously
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42207—Generate points between start and end position, linear interpolation
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43183—Speed control, input is the reference, but no feedback
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45051—Transfer line
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45083—Manipulators, robot
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49395—Repeating same operations for other coordinates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Robotics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Description
7611920-5 2
Ett skäl till att programmerbara manipulatorer eller industri-
robotar ej har utnyttjats vid samansättningslinjeoperationer är att
det hitintills har ansetts nödvändigt att åstadkomma något slag av
robotöga i form av en övervakande televisionskamera eller liknande
'samt att åstadkomma lämplig koordination mellan hand och öga, så
att roboten kan tolka den visuella scenen och åstadkomma korrekt hand-
orientering'för att taga upp detaljen och sätta samman den med en
annan detalj. De flesta av, om inte alla, dessa arrangemang har an-
sett robotögat väsentligt. Koordination mellan hand och öga är
emellertid extremt svår och dyrbar att uppnå tco m vid de enklaste.
sammansättningsoperationer.
Ett ytterligare skäl till att programmerbara manipulatorer ej
hitintills har utnyttjats vid sammansättningslinjeoperationer ligger
i grundidên för framställning vid sammansättningslinje, vilken idé
är att reducera enskilda åtgärder till de enklaste åtgärder som är
praktiska. Denna idê grundar sig på den tanken, att om arbetet är
enkelt kan en arbetare snabbt tränas upp och kan fås att bli mycket I
skicklig på en enkel uppgift. Vidare är hans skicklighet ej en till-
gång att räkna med och driften störes föga av personalomsättning.
Denna sammansättningslinjeidë är överflyttad till överföringsmaskin-
automatisering, varvid varje station på linjen utför endast en sär-
skild funktion. I enlighet med detta sätt att tänka är det ekonomiskt
'ej berättigat att ersätta var och en av mängden arbetare längs en
sammansättningslinje med en dyrbar, programmerbar robot. I industri-
er utanför bilindustrin där relativt låga sammansättningsvolymer er-
fordras kan dessutom för särskilda ändamål avsedda sammansättninge-
maskiner ej göras ekonomiskt berättigade på någon grund. De före-
fintliga programmerbara manipulatorerna har dessutom ej kunnat åstad-
komma den nödvändiga positioneringshastigheten och -noggrannheten,
som skulle erfordras för att ersätta människor vid sammansättningen
av detaljer. Att blott och bart föra samman tvâ till varandra passande
detaljer och sätta saman dem med skruvar kräver exempelvis en hög
koordinationsgrad och samverkansgrad mellan olika manipulatorarmar,
om de skall utföra denna operation automatiskt.
åEtt annat skäl till att förefintliga programmerbara manipulatorer
ej har utnyttjats för att utföra sammansättning av detaljer på samman-
sättningslinjebas är, att inlärningen eller den första programmering-
en av var och en av manipulatorerna för utförande av en serie inveck-
lade uppgifter, av vilka många inbegriper rörelse i sneda vinklar
och plan, är mycket arbets- och tidskrävande, särskilt vid insikt
om att detaljerna kan behöva sammansättas med en hög precisions- och
3 - 7611920-5
noggrannhetsgrad. Detta gäller särskilt i de fall då manipulator-
'armen måste ha åtminstone sex oberoende frihetsgrader för att det
detaljgripande elementet, dvs manipulatorhanden, skall få det nöd-
vändiga rörelseområdet för att kunna utföra operationer med samman-
sättning av små detaljer. I sådana fall blir kravet på samtidig
rörelse längs ett antal olika axlar under inlärningsoperationen för
åstadkommande av den önskade rörelsen hos manipulatorhanden längs
en särskild linje nästan omöjlig att utföra för en mänsklig opera-
tör. Om exempelvis ett stift måste införas i en öppning i en annan
detalj, är det extremt svårt för en mänsklig operatör att välja just
de rätta hastighetskomponenterna för alla axlar, längs vilka rörelse
erfordras, för att åstadkomma den önskade, resulterande rätlinjiga
rörelsen längs öppningens axel, särskilt då öppningens axel ej är
inriktad med någon rörelseaxel hos manipulatorarmen.
Uppgiften att först programmera eller lära manipulatorn kompli-
ceras vidare av det förhållandet, att hjälpmedel måste anordnas för
tillförsel av stora mängder osammansatta detaljer till sammansättninge-
stationen, där de kan plockas upp av manipulatorn under sammansätt-
ningsoperationen. Vissa små detaljer kan tillföras en fast upplock-
ningspunkt av vibratorskålar eller liknande anordningar. Som följd
av sin storlek, form eller vikt kan emellertid många delar ej matas
till en given upplockningspunkt utan föres i stället fram till samman-
sättningsstationen på lastpallar, vilka vardera har ett bestämt an-
tal detaljer i olika lägen på lastpallen. Manipulatorarmen måste då
programmeras eller läras läget för varje detalj på lastpallen, så att
under successiva sammansättningsoperationer samma typ av detalj kom-
mer att plockas upp från olika lägen på pallen. Inlärningen av mani-
pulatoranordningen kompliceras således ytterligare, när på pallar
lagrade detaljer utnyttjas under sammansättningsoperationen.
I situationer där små detaljer sammansättes medelst två samverkan-
de manipulatorarmar, exempelvis när en arm inför en fjäder i en öpp-
ning och hâller ned fjädern medan en hållare anbringas över fjädern
av den andra armen, är det också betydelsefullt att den ena armens
läge ej ändras under det att den andra armen programmeras för eller
läres sin önskade rörelse. I arrangemang enligt tidigare teknik
kan manipulatorarmen förflyttas till ett önskat läge under inlärnings-
operationen och detta läge registreras som ett program i ett minnes-
lager för att användas vid avspelning, men inga hjälpmedel anordnades
för att säkerställa att armen skulle förbli fast i det läget under
godtycklig tid. Armen kunde därför förflyttas av en tillfällighet
7611920-5 4
av operatören vid justering av en detalj i manipulatorhandens om-
råde. Armen skulle också sjunka som följd av läckning i de styrande
hydraulventilerna, om armen lämnades kvar i ett särskilt läge under
en utsträckt tidsperiod. _
Ett huvudändamål med föreliggande uppfinning är därför att åstad-
komma ett programmerbart, automatiskt sammansättningssystem, i vilket
en eller flera av de ovan nämnda nackdelarna hos den tidigare teknik-
ens arrangemang är eliminerade.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma
ett nytt och förbättrat programerbart, automatiskt sammansättnings-
system, medelst vilket sammansättningen av små detaljer uppnås genom
programmerad, koordinerad rörelse mellan två samverkande manipulator-
armar.
Ett ytterligare ändamâl med föreliggande uppfinning är att
åstadkomma ett nytt och förbättrat programmerbart, automatiskt samman-
sättningssystem, i vilket koordineringen mellan tvâ invid varandra
belägna programmerbara manipulatorer utnyttjas för sammansättning av
detaljer på ett centralt beläget arbetsbord samt förbättrade hjälp-
medel är anordnade för att först lära de två manipulatorerna att
utföra de önskade sammansättningsoperationerna.
I Ett annat ändamål medföreliggandeuppfinning är att åstadkomma
en ny och förbättrad programmerbar manipulator, vilken som följd av
sin positioneringshastighet och -noggrannhet är särskilt lämpad att
utnyttja vid sammansättningen av små detaljer i en arbetsstation in-
till manipulatorn.
Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad-
komma en ny och förbättrad programmerbar manipulatoranordning, i
vilken hjälpmedel är anordnade för bistånd vid inlärningen eller pro-
grammeringen av manipulatorarmen, så att den detaljgripande handen
automatiskt kan förflyttas i en särskild riktning och till en önskad
änapwmt längs den linjen. I
Ännu ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad-
komma en ny och förbättrad programmerbar manipulatoranordning, i
vilken en dator utnyttjas under den första inlärningen eller program-
meringen av manipulatorarmen för att beräkna punkterna längs en
önskad, rätlinjig bana samt registrera dessa punkter som programsteg
i manipulatorminnet, varvid dessa steg vid avspelning bringar mani-
pulatorhanden att förflytta sig längs den önskade, räta linjen.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma
en ny och förbättrad programmerbar manipulatoranordning, i vilken en
s 7611920-5
dator kan användas under den första inlärningen eller programmeringen
av manipulatorarmen för utförande av olika uppgifter och beräkning-
ar samt hjälpmedel är anordnade för lagring av de av datorn alstrade
data vid det korrekta programsteget i manipulatorminnet för att där-
med styra manipulatorarmens rörelse vid avspelning i överensstämmel-
se med de av datorn under inlärningsoperationen alstrade data.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma
en ny och förbättrad programmerbar manipulatoranordning för att
avlägsna detaljer från eller placera detaljer på förutbestämda stäl-
len på en lastpall, varvid en dator utnyttjas under den första inlär-
ningen eller programmeringen av manipulatorarmen för att ur till
datorn matade data beträffande vissa ställen, där manipulatorarmen
plockar upp eller placerar detaljer på lastpallen, beräkna de nöd-
vändiga programstegen för att förflytta manipulatorarmen till alla
andra ställen för detaljer på lastpallen under successiva avspelnings-
cykler samt registrera dessa programsteg i manipulatorminnet auto-
matiskt.
Ytterligare ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är
att möjliggöra en ny och förbättrad programmerbar, automatisk samman-
sättningsstation, vid vilken två programmerbara manipulatorarmar
samverkar med ett centralt beläget arbetsbord för sammansättning av
ett flertal detaljer på bordet samtidigt som hela sammansättnings-
stationen upptar ett minimum av golvutrymme.
Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att
möjliggöra ett nytt och förbättrat programmerbart, automatiskt sam-
mansättningssystem, i vilket ett antal sammansättningsstationer,
som vardera utnyttjar ett par samverkande manipulatorarmar, utnyttjas
samt hjälpmedel är anordnade för drivning av dessa sammansättnings-
stationer ur fas, så att en enda operatör kan utföra vissa manuella
uppgifter efter varandra vid varje sammansättningsstation.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att möjliggöra
en ny och förbättrad programmerbar, automatisk sammansättningsstation,
vid vilken två programmerbara manipulatorarmar samverkar med ett
centralt beläget arbetsbord för sammansättning av ett flertal detaljer
på bordet samt hjälpmedel är anordnade för att under den första in-
lärningen eller programmeringen av varje manipulatorarm hålla endera
armen i det senast inlärda läget, medan den andra armen förflyttas
till det nästa, önskade läget.
Ännu ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att
åstadkomma en ny och förbättrad programmerbar manipulatoranordning,
i vilken hjälpmedel är anordnade för att under den första inlärnings-
7611920-5 e
operationen tillfälligt registrera manipulatorarmens läge och utnyttja
varje tillfälligt registrerade läge för att styra armens läge under
inlärningsoperationen, tills armen förflyttas till ett annat läge.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma
ett nytt och förbättrat programmerbart, automatiskt sammansättnings-
system, i vilket ett flertal automatiska sammansättningsstationer är
anordnade, vilka vardera har ett par programmerbara manipulatorarmar,
som samverkar vid sammansättningen av en önskad grupp detaljer, dator-
lagringsanordningar, som är gemensamma för stationerna, utnyttjas för
lagring av en serie programsteg, lämpade för att förflytta var och
en av manipulatorarmarna vid en särskild station i överensstämmelse
med en önskad rörelseserie, samt styrorgan är anordnade för att föra
de lagrade programstegen till manipulatorarmarna vid var och en av
sammansättningsstationerna alltefter vad som erfordras för att medge
samtidig sammansättning av grupper av detaljer vid stationerna.
.Enligt föreliggande uppfinning kännetecknas ett sätt att pro-
grammera och styra en manipulator, som har en arm, vilken är rörlig
kring ett flertal axlar och har kodarorgan för axlarna, vilka kodar-
organ är anordnade att alstra lägessignaler, som motsvarar armens
faktiska läge kring var och en av nämnda flertal axlar, varjämte ma-
nipulatorn innefattar en hand, som är kopplad till den yttre änden
av armen och är rörlig kring ett flertal axlar relativt den, av åtgär-
derna att för en första inlärningsoperation flytta handen till ett
en startpunkt utgörande första läge, att inrikta handen i en önskad
riktning under inlärningsoperationen, att under den första inlärnings-
operationen beräkna (1000) digitala representationer, vilka motsvarar
en önskad serie lägen av armen, utan förflyttning av armen till något
av den önskade seriens lägen, varvid för denna beräkning de av kodar-
organen, när handen är inriktad i nämnda riktning, alstrade lägessigna-
lerna utnyttjas, att lagra de beräknade, digitala representationerna
i ett minne under inlärningsoperationen samt att förflytta armen till
serien av lägen under repetitiva avspelningscykler under styrning
av de lagrade digitala representationerna och kodarorganen.
Åtgärden att beräkna digitala representationer innefattar lämp-
ligen åtgärderna att först omvandla lägessignalerna till motsvarande
signaler i kartesiska koordinater, att sedan beräkna den önskade se-
rien lägen för armen i kartesiska koordinater ur de omvandlade läges-
signalerna samt att därefter omvandla de beräknade kartesiska koor-
dinaterna för den önskade seríen lägen till digitala instruktions-
signaler, som motsvarar armens rörelse kring nämnda flertal axlar
till den önskade serien lägen, och lagra instruktionssignalerna
7 7611920-5
i minnet.
Om manipulatorn innefattar handkodarorgan för alstring av hand-
lägessignaler, som motsvarar handens läge kring nämnda flertal hand-
axlar, ingår i det uppfinningsenliga sättet företrädesvis åtgärderna
att först omvandla lägessignalerna och handlägessignalerna till signa-
ler i kartesiska koordinater, vilka representerar läget för ett flertal
punkter på handen, att addera lika tillskott till signalerna i kar-
tesiska koordinater för åstadkommande av modifierade kartesiska koor-
dinater, motsvarande en translationsrörelse av handen till vart och
ett av den önskade seriens lägen, samt att sedan omvandla de modifie-
rade kartesiska koordinaterna till digitala instruktionssignaler,
som motsvarar armens rörelse kring nämnda flertal axlar och handens
rörelser kring nämnda flertal handaxlar till den önskade serien lägen,
och lagra instruktionssignalerna i minnet. 7
En programmerings- och styranordning för åtminstone en manipulatox
av den typ som innefattar en manipulatorarm, organ för att förflytta
armen till olika lägen kring ett flertal oberoende axlar, minnes-
organ för lagring av digitala representationer, som motsvarar olika
lägen av armen kring axlarna, och kodarorgan för var och en av ax-
larna, vilka kodarorgan är anordnade att alstra lägessignalerna,
som motsvarar armens läge kring nämnda flertal axlar, kännetecknas
enligt uppfinningen av organ, som är gemensamma för ett flertal ma-
nipulatorarmar, för beräkning av digitala representationer under
en första inlärningsoperation, vilka representationer motsvarar en
önskad serie lägen av armen, utan förflyttning av armen till något
av de önskade lägena medelst armförflyttningsorganen, organ för lag-
ring av de beräknade digitala representationerna i minnesorganen,
som är gemensamma för nämnda flertal manipulatorarmar, under den
första inlärningsoperationen, organ, som är styrda av de lagrade
digitala representationerna och kodarorganen för att styra armförflytt-
ningsorganen att förflytta armen till serien av lägen under repeti-
tiva avspelningscykler, organ för förflyttning av armen till ett
första läge under den första inlärningsoperationen, organ för lag-
ring av de lägessignaler som motsvarar det första läget i minnet
under den första inlärningsoperationen, varvid beräkningsorganen
utnyttjar de lagrade lägessignalerna för beräkning av de digitala
representationerna under den första inlärningsoperationen och styr-
organen reagerar för både de lagrade lägessignalerna och de lagrade
digitala representationerna under de repetitiva avspelningscyklerna,
organ för omvandling av de lagrade lägessignalerna till kartesiska
koordinater, som motsvarar det första läget, organ, som utnyttjar
7611920-5 8
de kartesiska koordinaterna för beräkning av serien av lägen för
armen i kartesiska koordinater samt organ för omvandling av de be-
räknade kartesiska koordinaterna för den önskade serien av lägen
till digitala representationer, som motsvarar armens rörelser kring
nämnda flertal axlar till den önskade serien lägen.
Manipulatorn kan innefatta en hand, som är kopplad till armens
yttre ände och är rörlig kring ett flertal handaxlar relativt armen,
samt handkodarorgan för alstring av handlägessignaler, som motsvarar
handens läge kring nämnda flertal handaxlar, organ för omvandling
av lägessignalerna och handlägessignalerna till signaler i kartesiska
koordinater, som representerar läget för ett flertal punkter på
handen, organ för addering av lika tillskott till signalerna i kar-
tesiska koordinater för åstadkommande av modifierade kartesiska koor-
dinater, som motsvarar en translationsrörelse av handen till vart
och ett av den önskade seriens lägen, samt organ för omvandling av
de modifierade kartesiska koordinaterna för den önskade serien lägen
till de digitala representationerna, som motsvarar armens rörelse
kring nämnda flertal axlar och handens rörelser kring nämnda flertal
handaxlar till den önskade serien lägen.
Vidare kan organ vara anordnade för förflyttning av armen och
handen så, att handen inriktas i en önskad riktning, varvid beräk-
ningsorganen är styrda av kodarorganen och handkodarorganen för be-
räkning av en serie önskade lägen i den önskade riktningen. Härvid
går handens translationsrörelse företrädesvis i den önskade rikt-
ningen.
Anordningen kan slutligen innefatta organ, som är gemensamma
för nämnda flertal manipulatorarmar, för lagring av den lagrade,
digitala representationen samt styrorgan som är förknippade med var
och en av manipulatorarmarna och anordnade att i beroende av läs-
organen förflytta den förknippade manipulatorarmen till den önskade
serien lägen.
Med det särskilda arrangemanget enligt föreliggande uppfinning
kan manipulatorhanden inriktas i vilken som helst önskad riktning
och ett önskat avstånd längs den riktningen kan anges av den inlärande
operatören. Datorn utför sedan alla nödvändiga beräkningar för åstad-
kommande av en rätlinjig rörelse av handen i den särskilda riktningen
och över det önskade avståndet, så att införandet av en detalj i
en annan, upplockning av detaljer från en.lastpall samt andra kompli-
cerade inlärningsarbeten väsentligt förenklas. Enligt en annan sida
av uppfinningen förenklas de av datorn utförda beräkningarna väsent-
ligt genom antagandet, att manipulatorarmens yttre tre axlar, vilka
9: 7611920-5
styr manipulatorhandens orientering, samtliga rör sig i en parallell,
rätlinjig rörelse i den särskilda, önskade riktningen. Detta antagan-
de inför endast mycket små fel, om rörelsen frân en programpunkt till
den nästa hålles helt liten, och den för datorn erforderliga tiden
för utförande av de nödvändiga beräkningarna reduceras väsentligt
genom detta antagande.
Hjälpmedel kan även vara anordnade för inbegripande av ett eller
flera, manuellt utförda sammansättningssteg vid varje sammansätt-
ningsstation i tidsstyrt förhållande, så att en enda mänsklig opera-
tör kan utföra samma manuella sammansättningssteg vid alla sammansätt-
ningsstationerna. Om exempelvis en mjuk O-ring skall införas på en
särskild punkt i en sammansättningsoperation, vilket införande lättare
utföres för hand än av den programmerade manipulatorn, koordineras
sammansättningsoperationerna vid varje sammansättningsstation så, att
en mänsklig operatör kan utföra det manuella sammansättningssteget
vid en särskild sammansättningsstation och därefter gå till den nästa
sammansättningsstationen och utföra samma manuella steg vid den sta-
tionen. Som följd härav kan en enda mänsklig operatör betjäna ett
stort antal sammansättningsstationer, vilka vardera samtidigt samman-
sätter en grupp detaljer.
Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hän-
visning till medföljande ritningar. Fig. l-3 är perspektivvyer över
den programmerbara, automatiska sammansättningsstationen enligt
föreliggande uppfinning. Fig. 4 är en schematisk planvy av samman-
sättningsstationen i fig. l och visar rörelserna kring dess olika
axlar. Fig. 5 är en schematisk vy från höger sida av sammansättnings-
stationen i fig. 4. Fig. 6 är en fragmentarisk frontvy, delvis i
tvärsnitt, av en av manipulatorerna vid sammansättningsstationen
enligt fig. 1. Fig. 7 är en fragmentarisk, fig. 6 likartad vy och
visar basdrivpartiet hos manipulatorn enligt fig. 6. Fig. 8 är en
fragmentarisk planvy av manipulatorbaspartiet i fig. 7. Fig. 9 är
en fragmentarisk tvärsnittsvy längs linjen 9-9 i fig. 6. Fig. 10 är
en fragmentarisk baksidovy av manipulatorn i fig. 6. Fig. ll är en
tvärsnittsvy av underarmspartiet hos manipulatorn i fig. 6 längs
underarmens vridningsaxel. Fig. 12 är en tvärsnittsvy längs linjen
12-12 i fig. ll. Fig. 13 är en fragmentarisk planvy av manipulatorns
underarmsparti 1 fig. ll. Fig. 14 är en baksidovy av kugghjulsdriv-
partiet i fig. ll i något större skala. Fig. 15 är en tvärsnittsvy
längs linjen 15-15 i fig. 14. Fig. 16 är en tvärsnittsvy längs linjen
7611920-5 10
16-16 i fíg. 15. Fig. 17 är en fragmentarisk, fig. ll likartad sido-
vy men i något större skala. Fig. 18 är en tvärsnittsvy längs linjen
18-l8 i fig. 17. Fig. 19 är en tvärsnittsplanvy av handpartiet hos
manipulatorn i fig. ll. Fig. 20 är en tvärsnittsvy av en av de olika
drivenheterna i fig. 19 i en större skala. Fig. 21 är en schematisk
vy av kugghjulstransmissionerna i manipulatorn enligt fig. 6. Fig. 22
är ett förenklat blockschema över de elektroniska kretsar som samman-
hör med en axel hos manipulatorn i fig. 6 och åskådliggör inlärnings-
arrangemanget med sluten slinga enligt föreliggande uppfinning. Fig.
23 är ett förenklat blockschema över inlärningsarrangemanget med
sluten slinga enligt fig. 22 och visat för manipulatorns alla axlar.
Fig. 24 visar de i fig. 23 använda, multiplexa tidsperioderna. Fig.
25 är ett detaljerat blockschema över hjälpmedlen enligt föreliggande
uppfinning för linjär interpolation, visade i samband med en axel
hos manipulatorn. Fig. 26 är ett schema, som utnyttjas för att be-
skriva inlärningsbiståndshjälpmedlen enligt föreliggande uppfinning.
Fig. 27 är en schematisk perspektivvy av manipulatorn i fig. 6 och
åskådliggör denna manipulators sex styrda axlar. Fig. 28 är ett
blockschema, som åskådliggör det sätt, på vilket önskade vinkelvärden
kan framtagas ur kodarvärden enligt föreliggande uppfinning. Fig. 29
är en schematisk perspektivbild av manipulatorn i fig. 6, utnyttjad
för beskrivning av inlärningsbiståndshjälpmedlen enligt föreliggande
uppfinning. Fig. 30 är en förenklad, fig. 29 likartad och schematisk
bild, som visar manipulatorhandens translationsrörelse till ett nytt
läge. Fig. 31-37 är logiska blockscheman, som åskådliggör sättet,
på vilket nya vinkelvärden för tre styrda axlar hos manipulatorn
i fig. 6 beräknas. Fig. 32a är en förenklad, schematisk perspektiv-
bild, som är likartad den i fig. 29 och utnyttjas för beskrivning
av det logiska blockschemat i fíg. 32. Fig. 33a är en förenklad,
schematisk perspektivbild, som är likartad den i fig. 29 och utnyttjas
för beskrivning av de logiska blockscheman i fíg. 33-37. Fig. 38
är en förenklad, schematisk perspektivbild, som är likartad den i
fíg. 29_men visar manipulatorarmen i ett annat läge och utnyttjas
för beskrivning av beräkningen av ett nytt vinkelvärde för manipula-
torns fjärde, styrda axel. Fig. 39, 39a, 39b, 39c, 40, 41, 42, 43,
43a och 43b är logiska blockscheman, som åskådliggör sättet, på vilket
ett nytt vinkelvärde för den fjärde axeln beräknas. Fig. 44 är en
förenklad, schematisk perspektivbild, som är likartad den i fig. 29
men visar manipulatorarmen i ett annat läge samt utnyttjas för be-
11 7611920-5
skrivning av beräkningen av ett nytt vinkelvärde för manipulatorns
femte, styrda axel. Fig. 45a, 45b, 45c, 46, 47, 48, 48a, 48b, 49,
49a och 49b är logiska blockscheman, som åskådliggör sättet, på
vilket ett nytt vinkelvärde beräknas för den femte axeln. Fig. 50
. är en schematisk perspektivbild, som är likartad den i fig. 29 men
visar manipulatorarmen i ett annat läge och utnyttjas för beskriv-
ning av hur nya vinkelvärden beräknas, när vridning kring en av de
styrda axlarna önskas. Fig. 51-58, anordnade på det i fig. 58a visade
sättet, innefattar ett blockschema över de elektroniska styrkretsarna
för manipulatorn i fig. 6 och åskådliggör hur en dator kan utnyttjas
som ett inlärningsbistândshjälpmedel under manipulatorns inlärnings-
mod. Fig. 59 är ett blockschema över en grupp sammansättningssta-
tioner, som är styrda av en gemensam dator och minneshjälpmedel.
Fig. 60 är ett schema över en av gränssnittsenheterna i fig. 59.
Fig. 61 är ett blockschema över styr- och lagringshjälpmedlen, anord-
nade vid en av manipulatorerna i systemet enligt fig. 59. Fig. 62
och 63 är scheman, som åskådliggör det föredragna arrangemanget med
hjälpstyrsignalbitar för två multiplexa perioder i systemet enligt
fig. 51-58.
Såsom framgår av ritningarna och närmare bestämt fig. l-21
innefattar det programmerbara sammansättningssystemet enligt före-
liggande uppfinning ett flertal automatiska sammansättningsstationer,
av vilka en är visad i fig. 1, 2 och 3, varvid det är klart, att
ett antal likartade automatiska sammansättningsstationer är anordnade
i det totala systemet samt är anordnade att styras av en gemensam
datoranordning eller gemensamma lagringshjälpmedel, såsom kommer att
beskrivas närmare i detalj längre fram.
Var och en av de automatiska sammansättningsstationerna, av vilka
en är visad i fig. l-3, innefattar ett par programmerbara manipulator-
armar 50 och 52, vilka är belägna på motstående sidor av ett centralt
beläget, vridbart arbetsbord 54. Bordet 54 innefattar en vertikalt
sig sträckande arbetsplatta 56, på vilken detaljer kan anbringas
för sammansättning med andra detaljer för åstadkommande av ett full-
ständigt delaggregat av detaljer. '
Enligt en betydelsefull sida av uppfinningen kan manipulator-
armarna 50 och 52 förflyttas med hög hastighet och kan positioneras
med hög noggrannhetsgrad, så att sammansättning av små detaljer med
exakta toleranser kan uppnås. Dessutom har vardera av manipulatorarmar-
na 50, 52 sex frihetsgrader för vinkelrörelse samt är jämförbar i
7611920-5 12
fråga om flexibilitet och mångsidighet med den mänskliga armen, så
att enskilda detaljer, vilka är belägna på förutbestämda ställen
på arbetspallar 58, 60, 62 och 64, kan gripas av den detaljgripande
handen hos en av manipulatorarmarna, avlägsnas från lastpallen samt
sammansättas på arbetsplattan 56 i den önskade följden för åstadkom-
mande av ett särskilt aggregat av detaljer på arbetsbordet 54.
Kring manipulatorarmarnas 50, 52 arbetsområde är också en serie vibra-
torskålar 66, 68 belägna, vilka skålar kan innehålla olika små
detaljer, såsom fjädrar, brickor och liknande, samt är så belägna,
att den detaljgripande manipulatorhanden kan gripa en av dessa detaljem
i ett förutbestämt läge och införa den i den önskade följden under
sammansättningsoperationen.
För att en mängd olika detaljer skall kunna gripas och samman-
sättas med andra detaljer har var och en av manipulatorarmarna 50,
52 en serie utbytbara manipulatorhänder, såsom de till manipulator-
armen 50 hörande manipulatorhänderna 70 och 72, vilka hålles i en
konsol 74, när de ej användes, i sådant läge, att de automatiskt
kan införas i en samverkande fattning i manipulatorarmens ände.
För att underlätta införandet av en detalj i en annan vid tole-
ranser, som är mer exakta än manipulatorarmarnas 50, 52 positione-
ringsnoggrannhet, är arbetsbordet 54 också anordnat att vibreras av
en vibrator 76, vilken är mekaniskt kopplad till arbetsbordets 54
bas. Arbetsbordet kan dessutom vridas till olika steglägen för att
underlätta införandet av detaljer på arbetsplattan 56 medelst armarna
50, 52.
Beträffande det mekaniska arrangemanget av manipulatorarmarna
50, 52, vilket medger den snabba sammansättningen av detaljer med
hög noggrannhet, innefattar var och en av manipulatorarmarna, såsom
manipulatorarmen 50, en vridbar plattform 80, vilken är rörlig kring
en vertikal axel och är uppburen av manipulatorns 50 huvudbaselement
82. Ett skulderarmparti 84 är svängbart monterat på en horisontell
skulderled eller -axel 86 medelst två upprättstående öronpartier 88
och 89 på plattformen 80. Ett armbågsparti 90 är svängbart monterat
på den övre änden av skulderarmpartiet 84 och är kopplat till arm-
partiet 84 medelst en horisontell armbågsled eller -axel 92. Ett un-
derarmsparti 94, som är koaxiellt med armbågspartiet 90, är vridbart
kring armbågspartiets 90 axel för âstadkommande av en s k underarms-
vridrörelse. Den yttre änden av underarmspartiet 94 har en fattning,
som är anordnad att mottaga en av manipulatorhänderna 70, 72 samt
13 7611920-5
kan vridas kring en handledsböjaxel 98 vid änden av underarmspartiet
94. Det yttre ändpartiet 96 av manipulatorhanden kan också vridas kring
en handledsvridaxel, som är vinkelrät mot och skär handledsböjaxeln
98.
Enligt en betydelsefull sida av uppfinningen är rörelsen hos
var och en av manipulatorarmarna 50, 52 kring de ovan beskrivna,
sex olika axlarna så anordnad, att de olika manipulatorhänderna,
som är fästa vid varje manipulatorarms ände, kan utnyttjas för att
åstadkomma en mängd olika slags sammansättningsoperationer relativt
det centralt belägna arbetsområdet. Med hänvisning till fig. 4 och 5
är således det vridbara arbetsbordets 54 område, allmänt utmärkt med
en cirkel 100 i fig. 4, beläget något framför och åtskilt mellan
manipulatorarmarnas 50 och 52 midje- eller vridrörelseaxlar 102,
resp 104. Dessutom är varje manipulatorarms vridrörelse kring midje-
axlarna 102, 104 begränsad till ll0°, såsom utmärkt med bâgen l06
för manipulatorarmen 52, medan en likartad rörelse, som är spegel-
bilden till armens 52 rörelse, är âstadkommen för manipulatorarmen
50. Rörelsen kring skulderaxeln 86 (fig. 5) är begränsad till 800,
såsom utmärkt med bâgen 108 i fig. 5. Rörelsen kring armbågsaxeln 92
kan vara ungefär l30°, såsom utmärkt med bâgen ll0 i fig. 5. Rörelsen
kring huvudaxlarna, dvs midje-, skulder- och armbågsaxlarna, är be-
gränsad på det ovan beskrivna sättet, så att motordrivna, linjära
kulskruvmanöverdon av precisionstyp kan utnyttjas för att driva de
angivna armpartierna över dessa begränsade rörelseområden och ställa
in dem med en hög noggrannhetsgrad samtidigt som dessa relativt tunga
partier av manipulatorn förflyttas med hög hastighet, såsom skall
beskrivas närmare i detalj längre fram.
För åstadkommande av drivorgan för de yttre tre axlarna, dvs
underarmsvridnings-, handledsböj- och handledsvridaxlarna, vilka
.kommer att medge mer omfattande rörelse av manipulatorarmens yttre
ände, samtidigt som vridningströghetsmomentseffekter undvikes, vilka
blir alltmer betydelsefulla vid höga hastigheter, är drivorganen för
dessa tre yttre axlar samtliga belägna i skulderarmpartiet 84 hos
vardera manipulatorarmen och varje drivorgan är direkt kopplat me-
delst kugghjul till den yttre änden av manipulatoränden via koaxiellt
anordnade drivsystem med koniska kugghjul, vilka drivsystem är anord-
nade utmed armbågsaxeln 92, såsom skall beskrivas närmare i detalj
längre fram. Manipulatorhandpartiet 96 kan följaktligen röras kring
handledsböjaxeln 98 över en båge på ungefär 2400, såsom visat med
7611920-5 2 14
en pil 112 i fig. 4. Underarmspartiet 94 hos vardera manipulator-
armen kan vridas över en båge på ungefär 3000, såsom utmärkt med
en pil 114 i fig. 4, och manipulatorhandpartiet 96 kan vridas kontinu-
erligt över 3600 kring handledsvridaxeln, såsom utmärkt med en pil
116 i fig. 4. Som följd härav kan var och en av manipulatorarmarna
50, 52 förflyttas så, att dess handledsböjaxel följer den i fig. 4
utmärkta centrumlinjen 118 för manipulatorn 50 med avseende på hand-
ledsaxeln 102. Handledsböjaxeln 98 är också rörlig längs den vid
120 angivna centrumlinjen i fig. 5, allteftersom armbågspartiet 90
förflyttas kring armbågsaxeln 92 från det med heldragna linjer visade
läget till det med streckade linjer visade läget i fig. 5, och allt-
eftersom skulderpartiet 84 förflyttas från det med heldragna linjer
visade läget till det med streckade linjer visade läget i fig. 5 är
axeln 98 rörlig längs centrumlinjen 121. Det är således klart, att en
fullständig täckning av arbetsområdet kring arbetsbordet 54 åstadkom-
mes av de samverkande manipulatorarmarna 50, 52 samtidigt som ett
I arrangemang åstadkommes, genom vilket varje manipulatorhand kan för-
flyttas med hög hastighet och positioneras noggrant för åstadkommande
av de önskade sammansättningsoperationerna på minsta tid.
7 Med avseende på sättet, på vilket varje manipulatorarm förflyttas
kring de tre huvudaxlarna, dvs midje-, skulder- och armbågsaxlarna,
betraktas först det sätt, på vilket armbâgspartiet 90 förflyttas
kring armbågsaxeln 92. Med hänvisning till fig. 6, ll och 13 har
armbågspartiet 90 ett par bakåt sig sträckande öronpartier 130 och
132, vilka mellan sig bär upp ett svängningsstift 134, och skulder-
armpartiet 84 har två bakåt sig sträckande flänspartier 136 och 138,
vilka mellan sig bär upp ett stift 140. Ett motordrivet, linjärt
kulskruvmanöverdon av precisionstyp, allmänt angivet med hänvisnings-
numret 142, är beläget mellan stiften 134 och 140, så att då manöver-
'donet 142 sträckes ut eller drages ihop,armbågspartiet 90 svänges
kring armbågsaxeln 92 relativt skulderarmpartiet 84 hos manipulatorn.
Närmare bestämt är ett huvudhölje 144 svängbart monterat på stiftet
140 och bär upp en hydraulisk drivmotor 146, vars-utgångsaxel uppbär
ett kugghjul 150. Kugghjulet 150 gör ingrepp med ett mellankugghjul
152, som är monterat på en av höljet 144 uppburen axeltapp 154,
och mellankugghjulet 152 gör i sin tur ingrepp med ett kugghjul
156 på änden av axelpartiet 158 till en kulskruv 160, varvid axel-
partiet 158 är monterat i lager 162 och 164 i höljet 144. Mellan-
kugghjulet 152 är företrädesvis förskjutet från kugghjulen 150 och
15 7611920-5
156 samt är så rörligt, att det kan inställas för dödgång noll.
En kulmutter 166 är monterad på kulskruven 160, så att den kommer
att förflyttas framåt i skruvens 160 längdriktning, när denna skruv
vrides som gensvar på aktivering av motorn 146. Det är klart, att
lämpliga kulor är anordnade mellan kulskruvens 160 gängor och de
invändiga spåren i kulmuttern 166, så att kulmuttern 166 förflyttas
framåt vid vridning av skruven 160. En manöverhylsa 168 är glidbart
monterad i ett yttre hylsparti 170 hos höljet 144, varvid hylsans
168 inre ände är fäst vid ett parti 172 av kulmuttern 166, vilket
parti glider på den inre ytan av höljets hylsa 170, och manöverhylsans
164 övre ände har ett kâpparti 174, som är svängbart monterat på
tappen 134. Kulskruvens 160 övre ände är vridbart monterad i manöver-
hylsan 168 medelst ett lager 176, och två stoppkragar 178 och 180
är anordnade vid kulskruvens 160 motstående ändar, vilka kragar sam-
verkar med ansatser 182 resp 184 på kulmuttern 166 för begränsning
av kulmutterns 166 rörelse i vardera riktningen. När endera av ansat-
serna 182, 184 gör ingrepp med kulmuttern 166, upphör hydraulmotorn
146 att svänga armbågspartiet 90, varigenom gränserna för den båg-
formiga rörelsen 110 (fig. 5) bestämmes.
För att lagra skulderarmpartiet 84 svängbart kring den horison-
tella skulderaxeln 86 har skulderarmpartiets 84 övre ände uppåt och
bakåt sig sträckande öronpartier 186 (fig. 6), vilka mellan sig upp-
bär en svängtapp 188, och den vridbara plattformen 80 har ett par
uppåtstående öronpartier 190, vilka mellan sig uppbär en svängtapp
192. Ett motordrivet, linjärt manöverdon 194 (fig. 6) av precisions-
typ är anordnat mellan skulderpartiets 84 svängtapp 188 och platt-
formens 80 svängtapp 192, så att när manöverdonsenhetens 194 manöver-
hylsparti 196 skjutes ut skulderarmpartiet 84 tippas över en båge
kring den vertikala axeln, såsom angivet vid 108 i fig. 5. Det linjära
manöverdonet 194 innefattar ett huvudhölje 198, i vilket en motorn
146 likartad hydraulmotor 200 är monterad. I övriga avseenden är
det linjära manöverdonet 194 i huvudsak identiskt med det linjära
manöverdonet 142, vilket beskrivits i detalj ovan. Det är således
klart, att när motorn 200 aktiveras manöverhylsan 196 skjutes ut eller
drages tillbaka för svängning av skulderarmpartiet 84 kring axeln 86.
I fråga om sättet för den vridbara plattformens 80 rörelse
kring den vertikala midjeaxeln utnyttjas manipulatorarmens huvud-
baselement 82 som ett stöd för ett ringformigt gjutstycke 202,
som har övre och undre, koniska lager 204 och 206, på vilka i sin
V V-.W-...ø-w--n-»p-u-pv-a-...fl--fi-*É _.
87611920-5 lg
- tur ett invändigt, hylsformigt gjutstycke 208 är monterat, vilket
är fäst vid den vridbara plattformen 80 medelst skruvar 210. Elemen-
tet 208 har ett nedåtriktat, förskjutet öronparti 212 samt en i detta
förskjutna parti av elementet 208 monterad svängtapp 214, varvid en
annan svängtapp 216 är monterad i ett par åtskilda öronpartier 218
goch 220, vilka är bildade i baselementet 82 vid dettas från platt-
formen 80 avlägsna ände. En motordriven, linjär kulskruvmanöverdons-
enhet 222 av precisionstyp är monterad mellan svängtapparna 214 och
216, varvid denna manöverdonsenhet 222 innefattar en hydraulmotor
224 och i övriga avseenden är likartad den ovan beskrivna manöverdons-
enheten_l42. När manöverdonshylsan 226 i enheten 222 skjutes ut eller
drages tillbaka, vrides följaktligen plattformen 80 kring midjeaxeln
228 över en båge på 1100, såsom visat i fig. 4 och 8. Ett borttagbart
lock 230 är anordnat för baselementet 82.i närheten av manöverdons-
enheten 222, så att underhåll och reparation av denna enhet möjlig-
göres. I detta sammanhang skall det påpekas, att genom begränsningen
av rörelsen kring midje- eller vridaxeln till 1100 säkerheten för-
bättras för personal, som arbetar nära sammansättningsstationen,
eftersom manipulatorarmen ej kan förflyttas utanför denna båge. Denna
vridrörelsebåge kan emellertid inställas efter önskan relativt mani-
pulatorns bas genom justering av plattformen 80, innan den låses vid
elementet 208. _
Vad det gäller de för de tre yttre axlarna, dvs underarmsvrid-
axeln, handledsböjaxeln och handledsvridaxeln, anordnade drivorganen
är tre hydraulmotorer, av vilka två är visade vid 232 och 234 i fig.
6, monterade inuti skulderarmpartiet 84. Närmare bestämt är dessa
hydraulmotorer monterade på en platta 236, som är fäst vid undersidan
av en tvärgående mellanvägg 240, vilken är anordnad ungefär mittpå
skulderarmen 84. Dessa tre hydraulmotorer är så monterade, att deras
axlar skär armbågsaxeln 92 i från varandra skilda punkter utmed denna
axel. Dessa motorer styres av servoventiler 233 (fig. 10) och matas
med hydraulfluidum via en huvudvridförbindning 235, som medger platt-
formens 80 vridrörelse, samt en tryckledningsvridförbindning 237
och en returledningsvridförbindning 239, vilka medger rörelse kring
skulderaxeln 86, varvid de tre hydraulmotorerna är kopplade till
olika sektioner av förbindningarna 237 och 239.
För att begränsa manipulatorhandens rörelse kring underarms-
vridaxeln, handledsböjaxeln och handledsvridaxeln och samtidigt
åstadkomma ett arrangemang, genom vilket var och en av motorerna 232,
U 7611920-5
234 är direkt kopplad att styra en särskild rörelseaxel hos handen,
har vardera motorn, t ex motorn 232, en böjlig koppling 242,
vilken är förbunden med motorns ände, varvid denna böjliga koppling är
förbunden med en skruv 244 (fig. 10), utmed vilken en stoppmutter
246 glider, vilken stoppmutter 246 hindras att vrida sig medelst ett
tvärs sig sträckande flikparti 248 (fig. 9) med ett tvâdelat ändparti,
vilket glider i kanten av en platta 250, som är monterad inuti skulder-
armpartiet 84. Liknande stoppmuttrar 252 och 254 är anordnade för de
andra två axlarna, varvid stoppmuttern 252 har ett flikparti 256,
vilket gör ingrepp med den andra kanten hos plattan 250, och stopp-
muttern 254 har ett likartat flikparti 260, vilket gör ingrepp med
en tvärs sig sträckande platta 258, som är fäst vid plattan 250 mel-
lan dennas kanter. Ett par stoppkragar, såsom stoppkragarna 262
och 264 (fig. 10), är fästa vid var och en av de tre skruvarna 244,
varvid dessa stoppkragar har ansatser, vilka gör ingrepp med sam-
verkande ansatser på varje stoppmutter, såsom den i fig. 10 visade
stoppmuttern 246, för att begränsa vridningen kring varje axel till
den vinkelrörelsestorlek som erfordras kring varje axel, såsom be-
skrivits i detalj ovan i samband med fig. 4 och 5.
I fråga om sättet, på vilket armbågspartiet 90 är svängbart mon-
terat på den övre änden av skulderarmen 84 för svängningsrörelse kring
armbågsaxeln 92, och likaså arrangemanget, genom vilket en lämplig
kuggtransmission är åstadkommen utmed axeln 92 för sammankoppling av
hydraulmotorerna 232, 234 etc med respektive styraxlar för manipula-
torhandpartiet 96, innefattar armbågspartiet 90 ett cylindriskt, yttre
hölje 270 (fig. ll), vilket är monterat mellan två åtskilda öronpar-
tier 272 och 274 (fig. 12), vilka är anordnade vid den övre änden
av skulderarmpartiet 94. Den främre väggen 276 hos skulderpartiet 84
är utformad att bilda ett cylindriskt trâgparti 288 (fig. 6), vilket
medger snedställning av höljet 270 kring axeln 92 till det med
streckade linjer vid 290 i fig. ll visade läget. När armbågspartiet
90 med ett sådant arrangemang sänkes och skulderarmpartiet 84 sned-
ställes framåt, kan manipulatorhandpartiet 96 förflyttas relativt
nära den vridbara plattformen 80 hos manipulatorn, såsom visat av
delen 292 av den i fig. 5 visade rörelsebanan 294, vilken represen-
terar rörelsen hos den yttre änden av den vid handpartiet 96 fästa
detaljgriparen. För att tillåta höljet 270 att röra sig på så sätt
kring axeln 92 är dess bottenparti öppet i det vid 296 visade omrâdet
i figi ll, så att frigång åstadkommas för den kugghjulstransmission
7611920-5 1s
som sammanhör med de vridbara axlarna 244, vilka sträcker sig uppåt
genom en öppning 298 i skulderarmpartiet 84.
gHöljet 270 har tvâ i sidled sig sträckande axeltappar 300 och
_302 (fig. 12), vilka vid sin ena sida är fästa mot höljet 270 medelst
bultar 304. Axeltapparna 300 och 302 är monterade i lager 306 och
308, vilka är anordnade i öronpartiet 272 resp 274, så att höljet
274 är svängbart monterat för svängningsrörelse kring armbågsaxeln 92
vid den övre änden av skulderarmpartiet 84. Axeltapparna 300 och 302
har också invändiga öppningsurtag 310 och 312 (fig. 12), vilka verkar
som stödlager för de oberoende rörliga kugghjulstransmissioner, all-
mänt betecknade med 314, som sammanhör med axlarna 244, vilka sträcker
sig uppåt genom öppningen 298 i skulderarmpartiet 84. Kugghjuls-
transmissionerna 3l4 är visade närmare i detalj i fig. 14-16. En lås-
mutter 316 är anordnad för var och en av axeltapparna 300 och 302,
och ändkåpor 318, vilka täcker axeltapparnas 300 och 302 ändar, är
fästa vid armpartierna 272 och 274 medelst bultar 320. Höljet 270
är följaktligen noggrant monterat för svängningsrörelse kring arm-
_ bâgsaxeln 92 samtidigt som oberoende rörelse av kugghjulstransmission-
en 314 kring axeln 92 tillåtes, så att rörelsen för de tre yttre
axlarna kan överföras via denna kugghjulstransmission och via höljet
270 till underarmsvridpartiet 94 och manipulatorhanden 96.
I fråga om kugghjulstransmissionens 314 närmare detaljer är en
axel 322 (fig. 15) försedd med ändringar 324 och 326, vilka är be-
lägna i urtagen 310 och 312 i axeltapparna 300 och 302 (fig. l2),och
enseriepåtrekoniskaringkugghjul(krondrev)328,330och332næd kugäär
på sina båda sidor är vridbart monterade på axeln 322 medelst lager
334, 336 och 338. Ett första gjutstycke 340 har ett nedåt och bakåt
sig sträckande öronparti 342, vilket är fäst vid den övre änden av
skulderarmpartiet 84 medelst en tapp 344 (fig. l2), som går genom en
öppning 346 (fig. l4) i öronpartiet 342, så att gjutstycket 340 är
fäst vid och rör sig tillsammans med skulderarmpartiet 84. Gjut-
stycket 340 verkar som ett stöd för ett flertal vridbara ingångs-
axlar 348, 350 och 352, vilka är förbundna med de övre ändarna av
skruvaxlarna 244 medelst universalkopplingar 354 (fig. 6). Ingångs-
axlarna 348, 350 och 352 uppbär koniska ingângsdrev 356, 358 och 360,
vilka står i ingrepp med de koniska kuggarna på en sida av ringkugg-
hjulen 328, 330 och 332. Ett andra gjutstycke 362 är också vridbart
monterat på axeln 322 samt har ett öronparti 364, vilket är fäst vid
armbågshöljet 270 medelst en tapp 366 (fig. 12), så att gjutstycket
19 7611920-5
362 är fäst vid och rör sig tillsammans med höljet 270, när detta
svänges kring armbâgsaxeln 92. Gjutstycket 362 verkar som ett stöd
för ett flertal vridbara utgångsaxlar 368, 370 och 372, vilka uppbär
koniska kugghjul i ingrepp med kuggarna på den motsatta sidan av de
koniska ringkugghjulen 328, 330 och 332. När någon av ingângsaxlar-
na 348, 350 och 352 vrides, vrides följaktligen motsvarande utgångs-
axel 368, 370 resp 372 via det mellanliggande, dubbelsidiga och konis-
ka ringkugghjulet 328, 330 resp 332 samtidigt som utgångsaxlarna kan
vridas kring axeln 322 relativt ingångsaxlarna, när höljet 270 svänges
kring armbâgsaxeln 92.
Närmast skall det sätt beskrivas, på vilket ingångsaxeln 350
utnyttjas för att vrida underarmspartiet 94 kring armbågspartiets 90
axel för åstadkommande av den s k underarmsvridrörelsen, vilken ti-
digare berörts. Utgångsaxeln 370, som är sammankopplad med ingångs-
axeln 350 via ringkugghjulet 330, uppbär ett drivdrev 374 (fig. l7),
som gör ingrepp med ett kugghjul 376, vilket är uppburet av en axel
378, som är vridbart monterad i ett navparti 380 av höljet 270 me-
delst lager 382 och 384. Axelns 378 ände är utformad som ett drev
386, vilket står i ingrepp med ett mellankugghjul 388, som är fäst
vid änden av en axel 390, vilken är vridbart monterad i ett element
392, som är fäst vid höljet 270 medelst bultar 394 (fig. 18), varvid
axeln 390 är monterad inuti elementet 392 medelst lager 396 och
398. Underarmspartiet 94 innefattar ett i huvudsak cylindriskt, ihå-
ligt parti 400 (fig. ll), vilket är vridbart monterat inuti höljet
270 medelst lager 402 och 404, varvid underarmspartiet 94 innefattar
ett koniskt ytterparti 406, som slutar i en tvärgående ändplatta
408, vid vilken handkugghjulstransmissionsmekanismen 410 är fäst.
Armbågshöljet 270 innefattar en ändring 412, vilken är fäst vid höl-
jets 270 ände medelst bultar 414, varvid ringen 412 avgränsar en
luftkanal 416 (fig. ll) mellan ringen 412 och underarmspartiet 94.
Två O-ringar 418 och 420 utnyttjas för att åstadkomma lufttät pass-
ning mellan ringen 412 och underarmshöljet 400, 406, så att under-
armshöljet kan vridas relativt ringen 412 under upprätthållande av
en lufttät tätning. Tryckluft kan då tillföras via en rörkoppling
422 (fig. 13) till ringen 412 och matas genom en kanal 424 i under-
armshöljets 94 koniska parti 406 till en luftrörkoppling 426, som
är fäst vid detta höljes yttre. Tryckluft för manövrering av grip-
elementen i manipulatorhanden ledes således via det vridbara under-
armspartiet 94, varvid det är klart att luft från en lämplig tryck-
7611920-5 20
luftskälla tillföres rörkopplingen 422 via en böjlig slang 428.
I fråga om underarmspartiets 94 vridning relativt armbågspartiet
90 har det cylindriska höljespartiet 400 ett invändigt ringkugghjul
430 (fig. ll och 17), som står i ingrepp med mellankugghjulet 388,
vilket uppbäres av höljet 270, såsom beskrivet ovan. När utgångsaxeln
370 i kugghjulstransmissionen 314 vrides, vrides följaktligen under-
armens höljesparti 400 via kugghjulen 374, 376, 386, 388 och 430.
Beträffande sättet, på vilket de andra två utgångsaxlarna 368 och
372 i kugghjulstransmissionen 314 utnyttjas för att åstadkomma hand-
ledsböjning och handledsvridning, vilka rörelser allmänt beskrivits
ovan, skall det påpekas, att alla tre utgångsaxlarna från kugghjuls-
transmissionen 3l4 sträcker sig ut genom en öppning 432 (fig. ll)
i armbågshöljet 270 samt att utgångsaxlarna 368 och 372 (fig. 15) är
förbundna via universalkopplingar 434, axlar 436 och universalkopp-
lingar 438 i det inre av det koniska underarmshöljet 400, 406 med
två spårförsedda axlar 440 och 442 (fig. 19), vilka är monterade i
underarmspartiets 94 ändplatta 408. Handkugghjulstransmissionsmeka-
nismen 410 är monterad på ändplattan 408 medelst bultar 444, så att
denna mekanism vrider sig med underarmspartiet 94. Eftersom de tvâ
axlarna 440 och 442 är förskjutna från underarmspartiets 94 centrum-
axel, har universalkopplingarna 438 spârförsedda ändpartier, som
passar till de spårförsedda axlarna 440 och 442 för att medge begränsad
rörelse av universalkopplingarna 438 utmed axlarnas 440 och 442 längd-
riktning, när underarmspartiet 94 vrides över 300° kring underarms-
vridaxeln. _
Handkugghjulstransmissionsmekanismen 410 är visad i fig. 19 och
är schematiskt åskådliggjord i fig. 21. Ett koniskt kugghjul 446,
som är kopplat till den spårförsedda axeln 440, gör ingrepp med ett
koniskt kugghjul 448, som är uppburet på änden av en tvärgående axel
450. Ett kugghjul 452 är beläget på axelns 450 andra ände och står
i ingrepp med ett inställbart mellankugghjul 454, vilket är vridbart
monterat på en axel 456. Mellankugghjulet 454 är kopplat till ingångs-
kugghjulet 458 i en planetdrivenhet 460, vilken är vridbart monterad
i lager 462 och innefattar en förskjuten axel 464, på vilken ett kugg-
hjul 466 är monterat, vilket kugghjul står i ingrepp med en fast,
invändig kugghjulsring 468, liksom ett andra kugghjul 470, vilket
står i ingrepp med en invändig kuggring 472, som är kopplad till
ett handledsböjutgångselement 474. Utgångselementet 474 är vridbart
monterat i handkugghjulstransmissionsmekanismens 410 huvudhölje me-
delst lager 478 och 480, så att elementet kan vridas kring handleds-
21 7611920-5
böjaxeln 98. När utgångsaxeln 368 i huvudkugghjulstransmissionen 314
vrides, vrides följaktligen handledsböjutgångselementet 474, så att
dess yttre ändparti 482 svänges runt den främre kanten av höljet
476 kring böjaxeln 98.
Det sätt, på vilket vridning av utgângsaxeln 372 utnyttjas för
att åstadkomma handledsvridrörelsen, skall nu beskrivas. Den spårför-
sedda axeln 442 har ett drivdrev 490 på sin ände, vilket drev gör in-
grepp med ett mellankugghjul 492, som är vridbart monterat på en axel
494. Mellankugghjulet 492 står i ingrepp med ett kugghjul 496, som är
monterat pâ en ände av en axel 498, vilken är vridbart monterad i en
hylsa 500 medelst lager 502 och uppbär ett koniskt kugghjul 504 på
sin andra ände. Det koniska kugghjulet 504 står i ingrepp med ett
koniskt kugghjul 506, som är bildat på en ände av en tvärgående hylsa
508, vilken är vridbart monterad pâ en tvärgående axel 510, vilken
i sin tur är vridbart uppburen vid den ena änden inuti höljet 476 me-
delst ett lager 512 samt vid sin andra ände är kopplad till ett hål
514, som är bildat i det utböjda elementet 474, så att axeln 510 är '
inriktad med böjaxeln 98 och elementet 474 kan vridas kring denna
axel samtidigt som hylsan 504 oberoende kan drivas via den tidigare
beskrivna handledsvridkugghjulstransmissionen.
Ett koniskt kugghjul S16 är bildat vid den andra änden av hylsan
508 och gör ingrepp med ett koniskt ingângskugghjul 518 till en pla-
netkugghjulsdrivenhet 520, vilken är vridbart monterad i elementet
474 medelst lager 522 och innefattar en förskjuten axel 524, på vilken
ett första kugghjul 526 är monterat, vilket gör ingrepp med en in-
'vändig kuggring 528, som är kopplad till böjutgångselementet 474, lik-
som ett kugghjul 530, vilket står i ingrepp med en invändig kuggring
532, som är fäst vid en ände av ett handledsvridutgângselement 534.
Elementet 534 är vridbart monterat i det yttre ändpartiet 482 av
böjelementet 474 medelst lager 536 och 538. Handledsvridutgângsele-
mentet 534 har en fattning 540, som är avsedd att mottaga vilket som
helst av ett antal utbytbara detaljgripande element eller andra verk-
tyg, samt har kanaler 542 och 544, via vilka tryckluft kan tillföras
“ ett spår 546 och utnyttjas för att verksamgöra den detaljgripande
. _ m... .. _......~...._.-._.__......___........ ___..- ,
handen, vilken är placerad i fattningen 540, såsom lätt inses av de
på området erfarna. Kanalen 542 står i förbindelse med ett spår 548,
vilket är bildat i periferin av handledsböjutgångselementet 534
och i sin tur står i förbindelse med en öppning 550 i det yttre
partiet 482 av böjutgångselementet 474, så att tryckluft kan tillföras
medelst en rörledning 552 (fig. 13) via en vridförbindning 554, som
7611920-5 22
är belägen på handledsböjaxeln 98 och är fäst vid en sida av hand-
kugghjulstransmissionen 410, samt via en utgângsrörledning 556 till
Åöppningen 550. Tryckluft matas följaktligen till spåret 546 för på-
verkan av de detaljgripande fingrarna samtidigt som rörelse tillåtes
kring de ovan beskrivna handledsböj- och handledsvridaxlarna.
Såsom tidigare angivits är det en betydelsefull sida av upp-
finningen att åstadkomma ett programmerbart manipulatorarmsarrangemang,
vilket är i hög grad mångsidigt och kan förflyttas med hög hastighet
samt inställas noggrant för åstadkommande av sammansättning av detaljer
till snäva toleranser på ett minimum av tid. De ovan beskrivna kul-
skruvdrivanordningarna för de tre huvudaxlarna uppfyller dessa ända-
mål, eftersom de är tillräckligt starka för att vrida och luta det
relativt massiva skulderarmpartiet 84 och svänga armbågspartiet 90.
Dessa linjära kulskruvmanöverdon ger dessutom ett väsentligt ned-
växlingsförhållande, så att ett relativt styvt drivorgan åstadkommas
för lägesinställning av dessa relativt massiva partier av manipula-
torarmen med den önskade noggrannheten. Rörelserna kring de tre yttre
axlarna uppnås emellertid genom direkt kugghjulsutväxling, såsom be-
skrivits i detalj ovan, och det är högst väsentligt att all dödgâng
elimineras från de kugghjulstransmissioner som sammanhör med var och
en av dessa axlar. Det är dessutom betydelsefullt, att ett arrangemang
åstadkommas, i vilket dödgång ej kommer att införas vid förslitning
av delarna, så att kontinuerlig användning av manipulatorn utan väsent-
lig stilleståndstid uppnås. Eliminering av dödgång är särskilt be-
tydelsefull i den komplicerade handkugghjulstransmissionsmekanismen
410, eftersom de artikelgripande fingrarna måste lägesinställas
exakt för att åstadkomma sammansättning av små detaljer. För detta
ändamål har var och en av planetdrivenheterna 460 och 520 en dödgångs-
eliminerande anordning, vilken verkar trots förslitning av de i
varandra ingripande delarna.
Vad avser planetenheten 520, visad i fig. 20, har närmare be-
stämt denna enhets huvudhölje 560 ett par tvärgående hål S62 och 564,
vilka står i förbindelse med ändarna av axeln 524, varvid dessa änd-
partier av axeln 524 har hål 566 och 568, som mottager i tvärled sig
sträckande stift 565 och 567; Stiften 565 och 567 är avsedda att mot-
taga ett flertal buntar tallriksfjäderbrickor 570, varvid varje
bunt består av åtta eller nio fjäderbrickor och buntarna är anordnade
med alternerande orientering, såsom visat i fig. 20. Fjädrarna 570
kan hållas under tryck medelst en bricka 572, vilken hålles på plats
av en mutter, vilken är inskruvad i ett gängat hål 574, så att sido-
tryck utövas på axelns 524 båda ändar. Axeln 524 är monterad i lager
23 7611920-5
_576 och 578 mellan ändytor 580 och 582 av höljet 560, så att hela
aggregatet, inbegripet kugghjulen 526, 530 och lagren 576 och 578,
kan tryckas i sidled under inverkan av tallriksfjädrarnas 570 kraft.
När planetenheten 520 är monterad i handmekanismen 410, såsom visat
i fig. 19, tryckes följaktligen kugghjulens 526 och 530 kuggar
till ingrepp med kugghjulsringarna 528 och 532 för avlägsnande av
all dödgång i planetkugghjulssystemet. Tallriksfjäderbrickorna 570
alstrar företrädesvis ett sidotryck på 136 kp och är anordnade att
arbeta över en del av kraft/utböjningskarakteristiken för fjädrarna,
i vilken del kraften förblir relativt konstant med en variation i i
fjädrarnas utböjning. När de rörliga delarna blir slitna och tall-I
riksfjäderbrickornas 570 utböjning ändrar sig något, kommer följakt-
ligen den av dessa fjädrar utövade kraften fortfarande att vara rela-
tivt konstant och åstadkomma en automatisk justering för nedslitning-
en, vilken justering kontinuerligt eliminerar dödgàng. Med det be-
skrivna arrangemanget är det dessutom ej nödvändigt att taga isär
handkugghjulstransmissionsmekanismen 410 för att kompensera ändringar)
i dödgång som följd av förslitning eller liknande.
I samband med den hittills beskrivna automatiska sammansättnings-
stationanordningen skall det påpekas, att hastigheten och noggrann-
heten, med vilka manipulatorarmarna 50 och 52 förflyttas vid samman-
sättning av detaljer på massproduktionsbas, måste vara väsentligt
högre än vad som för närvarandeärnñjligt med industrirobotar, om
den automatiska sammansättningsstationen skall vara ekonomiskt an-
vändbar. Hastigheten och noggrannheten, med vilka detaljer samman-
sättes, bör företrädesvis vara en och en halv gånger den för en
mänsklig operatör för att användningen av sådana sammansättninge-
stationer skall vara berättigad. Sådana hastighets- och noggrannhets-
krav erfordrar inte endast en styvare stödkonstruktion och drivmeka-
nism utan också en lätt konstruktion, som kommer att ge manipulator-
armen en tillräckligt hög egenfrekvens, så att den kan reagera för
önskade styrsignaler på minsta tid. Med arrangemanget enligt före-
liggande uppfinning åstadkommer de hydrauliskt drivna kulskruvarna
och kugghjulsväxlarna med högt nedväxlingsförhållande den nödvändiga
styvheten i konstruktionen, vilken är avsevärt överlägsen den driv-
ningstyp med hydraulcylindermanöverdon.som tidigare utnyttjats för
att förflytta en manipulatoranordnings styrda axlar. Ehuru hydraul-
cylindermanöverdonet är överlägset ett pneumatiskt sådant i fråga
om gensvar, är oljepelaren i cylindern kompressibel och återspeglar
alla belastningsändringar och variationer, varför det manöverdonet
7611920-5 r 24
- är alltför mjukt och elastiskt för att kunna användas för snabb
sammansättning av detaljer.
De hydrauliskt drivna kulskruvsdrivanordningarna, vilka beskrivit
i detalj ovan, ger en styvhet, som är åtskilliga storleksordningar
bättre än drivarrangemanget av typen med en hydraulexcentermotor. I
detta sammanhang skall det också påpekas, att den erforderliga graden
av_styvhet är relaterad till trögheten hos den massa som skall drivas.
För handledsböj- och handledsvridrörelserna erfordras mindre styvhet
än för huvudarmledrörelserna. Om styvheten uppritas som funktion av
tröghetsmomentet, kommer således en diagonal linje över diagrammet
att representera en konstant egenfrekvens och handledsledrörelserna
_och huvudarmledrörelserna kommer att ligga på en linje med konstant
frekvens, varvid huvudledrörelserna med större tröghetsmoment kräver
en större vinkelstyvhet utmed denna linje.
Arrangemanget enligt föreliggande uppfinning åstadkommer en
ökning av egenfrekvensen på ungefär en storleksordning, vilket resul-
terar i en hastighetsökning med en faktor 2 för korta rörelser och
en femfaldig ökning av noggrannheten. Arrangemanget enligt förelig-
gande uppfinning âstadkommer också handkugghjulstransmissioner, vilka
är relativt små, så att manipulatorhänderna kan programmeras att
sätta samman små detaljer, och åstadkommer samtidigt de ovan beskrivna
planetkugghjulssystemen, vilka ger en ungefärlig reducering på l6:l,
vilket i kombination med ingångskugghjulsreduceringen på 2:1 ger ett
totalt nedväxlingsförhållande på 32:l, vilket åstadkommer den önskade
utgångshastigheten relativt konventionella motorhastigheter. Det
skall också påpekas, att tröghetskrafterna hos de snabba elementen
i manipulatorarmen är minimerade enligt föreliggande uppfinning genom
valet av en kulskruv med en relativt grov stigning. Kulskruven,
tlex kulskruven l60 i manöverenheten 142, har således företrädesvis
en stigning på en gänga per 2,54 cm, så-att vid drivning vid maxi-
mal hastighet på 3810 cm/min drivelementens tröghetskrafter ej blir
överdrivna.
_ Beträffande de elektroniska kretsar och datorhjälpmedel som är
anordnade enligt föreliggande uppfinning för att göra det möjligt
för manipulatorarmarna vid varje sammansättníngsstation att först
lära sig att utföra en serie av detaljsammansättningsoperationer'
och sedan-upprepa dessa inlärda sammansättningsoperationer under en
serie avspelningscykler, skall det först påpekas, att styrsystemet
för varje_manipulatoranordning, såsom manipulatoranordningen 50,
är av samma allmänna typ som den i den amerikanska patentskriften
25 7611920-5
3 661 051 beskrivna, till vilken patentskrift hänvisas för en de-
taljerad beskrivning av denna allmänna typ av styrsystem. För före-
liggande uppfinningsändamâl kan det emellertid allmänt anges, att
var och en av manipulatorns 50 sex axlar har en lämplig digital koda-
re, som vid alla tidpunkter ger en absolut lägesmätning av manipula-
torarmens läge för var och en av de sex styrda axlarna.
Under inlärningsoperationen verksamgöres de olika hydraulmotorer-
na, vilka tidigare beskrivits och vilka användes för att förflytta
manipulatorarmen kring var och en av de sex styrda axlarna, vanligen _
med relativt låga hastigheter under ett tillräckligt tidsintervall.
för att föra manipulatorarmen till ett önskat läge kring alla axlar.
Allt eftersom denna rörelse utföres kring varje axel drives kodarna
i motsvarighet till rörelsen via lämpliga kugghjulstransmissioner.
När det önskade läget är uppnått kring alla axlarna, registreras
alla de digitala kodarvärdena i ett lämpligt minne, där de kan an-
vändas såsom instruktionssignaler under manipulatorns avspelnings~
operationsmod.
Under avspelningen jämföres manipulatorarmens faktiska läge,
såsom angivet av de med axlarna förknippade, digitala kodarna, med
de digitala instruktionssignaler som tidigare registrerats i minnet
under inlärningsoperationen, varvid komparatorns utgång avger en
felsignal, som utnyttjas för att styra den drivande motorn för varje
axel för förflyttning av manipulatorarmen till den nya instruktionens
läge. I fallet med tre huvudrörelser hos manipulatorn, dvs midje-,
skulder- och armbågsrörelser, drives de digitala kodarna direkt från
hydraulmotorn, som driver kulskruven. Då det gäller rörelsen kring
armbågsaxeln är således en platta 600 (fig. 6) monterad på hydraul-
motorns 146 ände och en digital kodare 602 är monterad på plattan
600. Ett på kodarens 602 axel monterat kugghjul 604 står i ingrepp
med ett kugghjul 606, som är monterat på änden av motorns 146 axel,
så att allteftersom motorn 146 driver muttern 166 via skruven 160,
såsom ovan beskrivits, kodaren 602 åstadkommer en digital utsignal,
vilken svarar mot mutterns 166 läge och därmed absolutläget för arm~
bågspartiet 90, vilket svänger kring armbågsaxeln 92. Det är i detta
sammanhang underförstått, att kugghjulstransmissionerna 604, 606
är så valda, att en lämplig nedväxling åstadkommas, så att kodaren
602 rör sig över hela sitt område av digitala utgångsvärden, när
skulderpartiet 84 förflyttar sig över bågen på 1200, visad i fig. 5.
Dessutom kan en takometer 601 också vara monterad på plattan 600 och
Ådrivas av motorn 146 via kugghjulen 606 och 607. Utsignalen från
'_ 761192Û-5 26
takometern 601 kan utnyttjas som en hastighetsâterkopplingssignal
till servoförstärkaren för armbågsaxeln. Denna hastighetsâterkopplings
signal är anordnad att förhindra oscillering och pendling kring de
styrda axlarna och samtidigt medge en snabb rörelse av manipulator-
armen mellan programmerade delar, som kräver snabb acceleration och
retardation. En likartad styrning är också åstadkommen för de andra
axlarna.
Det skall i detta sammanhang också påpekas, att de med varje
axel förknippade kodarna, såsom kodaren 602, om önskat kan utgöras
av en lämplig elgon med tillhörande analog-digitalomvandlare för om-
vandling av elgonens sinusvågsutsignal till en motsvarande digital
utsignal.
En med hydraulmotorn 200 förbunden kodare 608 utnyttjas för att
åstadkomma en digital signal, som motsvarar skulderarmpartiets 84
rörelse kring skulderaxeln 86. En takometer 609 utnyttjas också för
att åstadkomma hastighetsâterkoppling för denna axel. En kodare 610
(fig. 8) sammanhör också med hydraulmotorn 224 och åstadkommer en digi-
tal utsignal, som svarar mot den vridbara plattformens 80 läge, allt
eftersom denna förflyttas kring vridaxeln 228. En takometer 611 ut-
nyttjas också för att åstadkomma hastighetsåterkoppling för denna
axel..
För att åstadkomma en digital lägessignal, som svarar mot var
och en av de tre andra axlarna hos manipulatorn, dvs underarmsvrid-
axeln, handledsböjaxeln och handledsvridaxeln, och samtidigt åstadkomma
ett arrangemang, som gör dessa digitala signaler tillgängliga till
ett minimum av komplexitet trots att dessa signaler representerar
rörelse hos manipulatorhanden vid manipulatorarmens yttre ände, är
en serie om tre kodare 612, 614 och 616 (se fig. 13) monterade på
armbågshöljet 270.
Var och en av dessa kodare är via en böjlig koppling 618 (fig.
ll) förbunden med en axel, som är monterad i höljet 362 och uppbär
ett koniskt kugghjul i ingrepp med en av kugghjulsringarna 328, 330
och 332. Närmare bestämt är exempelvis kodaren 616 förbunden via
den böjliga kopplingen 618 med en axel 620 (fig. 16), vilken är mon-
terad i höljet 362 och uppbär ett koniskt kugghjul 622, vilket står
i ingrepp med kugghjulsringen 330. När ingångsaxeln 350 utnyttjas för
att driva underarmspartiet 94 för âstadkommande av en underarmsvrid-
ning genom vridning av utgångsaxeln 370 på detj.detalj ovan beskrivna
sättet, driver följaktligen kugghjulsringen 330 också kodaraxeln 620
27 7611920-5
via det koniska kugghjulet 622, så att kodaren 616 avger en digital
absolutlägessignal, som representerar underarmspartiets 94 läge under
vridningen längs-banan 114 (fig. 4).
Pâ likartat sätt är kodarna 612 och 614 kopplade till kugghjuls-
ringarna 328 och 332 för åstadkommande av digitala lägessignaler,
som motsvarar manipulatorarmens handledsböj- och handledsvridrörelser.
I detta sammanhang skall det påpekas, att kodarna 612 och 614 i själva
verket mäter de tre yttre axlarnas läge i en punkt mellan drivorganen
och manipulatorhandens 410 kugghjulstransmission, som utnyttjas för
att åstadkomma handledsböj- och handledsvridrörelserna. Ett sâdant_
arrangemang har den fördelen, att kodarna 612 och 614 är skilda från
manipulatorhanden 410, så att de ej stör sammansättningsoperationer
och lätt kan betjänas. Som följd av det förbättrade antidödgångskugg-
hjulsarrangemanget, vilket utnyttjas i manipulatorhanden 410 och
har beskrivits i detalj ovan, är kodarnas 612 och 614 utsignaler
på samma gång noggranna mätningar av läget för manipulatorhanden
410 kring handledsböj- och handledsvridaxlarna i och för åstadkomman*
de av en sammansättning med snäva toleranser av små detaljer.
Takometrar 613 (fig. 6) kan utnyttjas för var och en av de
tre yttre axlarna för alstring av hastighetsâterkopplingssignaler
till respektive servoförstärkare för dessa axlar, varvid dessa tako-
metrar är monterade på drivmotorernas 232, 234, etc ändar.
Föreliggande uppfinnings elektroniska kretsar, medelst vilka
var och en av manipulatorarmarna 50, 52 positivt kan styras till
sitt läge under inlärningsoperationen, så att en arm ej rör sig
under det att den andra armen programmeras eller läres sin önskade
rörelse, skall nu beskrivas under hänvisning först till fig. 22,
där ett inlärningsarrangemang med sluten slinga är visat för en enda
axel, dvs vridaxeln 228. Enligt nämnda figur har en vridaxelläges-
kodare 610 en grupp utgångsledningar 620, på vilka absclutläget av
kodarens 610 axel uppträder såsom ett tal i Gray-kod. Dessa led-
ningar är anslutna till en Gray-kod-binäromvandlare 622, i vilken
signalerna omvandlas till binär kod och via en ledare 624 matas till
en digital komparator 626.
Under manipulatorns 50 repeter- eller avspelningsfas är digitala
minneshjälpmedel, allmänt betecknade 628, kopplade via en flerledar-
kabel 630 och en sektion 632a i en repeter-inlärningsströmställare
-632 till den andra ingången 634 till komparatorn 626. I komparatorn
626 jämföres den digitala kodarens signaler och digitala instruk-
tionssignaler samt alstras en digital felsignal, som representerar
7611920-5 28
storleken av skillnaden mellan vridkodarens 610 faktiska läge och
instruktionssignalen från minnet 628, matas via en flerledarkabel
636 till en digital-analogomvandlare 640, i vilken felsignalen om-
vandlas till en analog signal med lämplig form för att förflytta
manipulatorarmen kring vridaxeln samt retardera den utan översväng-
ning. Den av omvandlaren 640 alstrade analoga signalen matas till en
analog sampel- och hâllkrets 642, så att under den vridaxeln till-
delade tidsperioden felsignalens storlek samplas av kretsen 642 och
en mot felsignalen proportionell spänning kontinuerligt tillföres
en servoeffektförstärkare 644, vilken driver en servoventil 646 och
därmed styr hydraulmotorn 224, som driver manipulatorn 50 kring vrid-
axeln 228. En mot hastigheten kring vridaxeln proportionell återkopp-
lingssignal kan tillföras servoförstärkarens 644 anslutning 643 från
takometern 611 för att medge snabb rörelse kring denna axel utan
pendling eller oscillering.
Den digitala komparatorn 626 alstrar också en plus- eller minus-
signal på ledare 648, vilka är anslutna till en servoströmställar-
och riktningsminneskrets 650, i vilken riktningen, som manipulator-
armen skall förflyttas i för minskning av felet till noll, lagras
och utnyttjas för styrning av servoeffektförstärkaren 644, så att
servoventilen 646 verksamgör hydraulmotorn i rätt riktning för minsk-
ning av denna felsignal till noll.
Alla de ovan beskrivna kretskomponenterna kan vara i huvudsak
likartade den som beskrivits i detalj i ovan nämnda amerikanska pa-
tentskrift 3 661 051 och utgör ej del av föreliggande uppfinning.
Enligt en betydelsefull sida av föreliggande uppfinning registreras
emellertid den digitala utsignalen från vridkodaren 610, såsom omvand-
lad av omvandlaren 622, kontinuerligt i ett vridaxelregister 652,
vilket uppdateras en gång för varje multiplex period under den tids-
period som är tilldelad vridaxeln. Ett likartat register är anordnat
för var och en av manipulatorns 50 övriga fem styrda axlar och ut-
signalerna från dessa register matas via OCH-grindar 654 med öppen
'kollektor samt inlärnings-repeterströmställarsektionen 632a till den
andra ingången till den digitala komparatorn 626 i stället för minnes-
instruktionssignalen från minnet 628.
" Under inlärningsoperationen utnyttjas det av vridkodaren 610
angivna läget som en tillfällig instruktionssignal för att hålla
manipulatorhanden 50 i det tidigare inställda läget under det att
operatören gör en justering av den andra manipulatorns 52 läge eller
för någon annan axel hos manipulatorn 50. Närmare bestämt utnyttjas
29 7611920-5
under inlärningsoperationen en inlärningsstyrpistol 656 för att
styra rörelsen kring vridaxeln liksom kring manipulatorns fem andra
styrda axlar. En liknande inlärningspistol finns beskriven i detalj
i den ovan nämnda amerikanska patentskriften 3 661 051 för den däri
beskrivna manipulatorn med fem axlar.
Pistolen 656 innefattar ett par riktningsknappar 658 och 660
för vridaxeln, vilka selektivt nedtryckes av operatören, när denne
önskar förflytta manipulatorarmen kring vridaxeln i en önskad rikt-
ning. När exempelvis knappen 658 påverkas och om denna knapp mot-
svarar plusriktningen, matas en signal över ledarna 662 till servo-
strömställar- och riktningsminnet 650, så att effektförstärkaren 644
aktiveras i plusriktningen.
Samtidigt som detta inträffar matar en inlärnings-repeterström-
ställarsektion 632b en signal på +5 V via den slutna plusriktnings-
knappen 658 till en ingång till en OCH-grind 664, vars andra ingång
tillföres en verksamgöringspuls under den period som är tilldelad
vridaxeln,.sâsom beskrives närmare i detalj längre fram.
Utsignalen från OCH-grinden 664 utnyttjas som en klockinpuls
för vridaxelregistret 652, så att detta register tillâtes registrera
utsignalen från vridkodaren 610 under multiplexperioden G3, som är
tilldelad vridaxeln, men detta endast om en av riktningsknapparna
658, 660 är nedtryckt. Den vridaxeln tilldelade multiplexpulsen
matas också till OCH-grindar 654 med öppen kollektor, så att utsigna-
lerna från alla sex axlarna kollektivt kan matas via flerledarkabeln
666 och strömställarsektionen 632a till ingången till den digitala
komparatorn 626, där utsignalerna från de sex registren utnyttjas
som tillfälliga instruktionssignaler.
Under manipulatorarmens faktiska rörelse vid inlärningsoperation-
en, dvs när plusriktningsknappen 658 är nedtryckt, pâtryckes servo-
effektförstärkaren 644 en spänning för att bringa motorn 224 att
röra sig i plusriktningen. Så snart plusriktningsknappen 658 släppes
upphör emellertid uppdateringen eller förändringen av vridaxelregist-
ret 652, vilket då i stället kvarhåller vridkodarens 610 sista läge.
Det därmed i registret 652 lagrade vridläget utnyttjas sedan som en
tillfällig instruktionssignal, vilken tillföres komparatorn 626.
När operatören förflyttar manipulatorn-50 kring andra styrda axlar
eller lägger ifrån sig inlärningsstyrpistolen 656 helt under utfö-
rande av en inlärningsoperation för den andra manipulatorn 52, matas
således registrets 652 utsignal kontinuerligt till den digitala
komparatorn 626. De andra komponenterna i servoslingan fortsätter
7611920-5 30
dessutom att vara verksamgjorda, så att om manipulatorn 50 av något
skäl förflyttas något kring vridaxeln, denna 'rörelse åstadkommer
en ändring av kodarens 610 utsignal, som kontinuerligt jämföres
med denna kodares föregående läge, såsom registrerat i registret 652,
och den digitala komparatorn 626 samt efterföljande.styrkomponenter
verkar på det ovan beskrivna sättet för påverkan av servoventilen
'646 i rätt riktning för att bringa manipulatorn 50 att förflyttas
tillbaka till sitt föregående läge, såsom registrerat i registret 652.
I fig. 23 och 24, till vilka nu hänvisas, visas kretsarrangemanget
för åstadkommande av inlärningshjälpmedel med sluten slinga för alla
manipulatorns 50 sex styrda axlar. Såsom visat i fig. 23 är närmare
bestämt en klocka 670 kopplad via en programmerbar, binär räknare
672, vars funktion skall beskrivas närmare i detalj längre fram,
till en gruppräknare ( 3 bitar) 674, vars utgång är ansluten till
en oktalavkodare 676. Oktalavkodaren 676 avger multiplexpulser på
utgångsledare Gl-G8, varvid dessa multiplexperioder har en nominell-
tidslängd på ungefär 250 us, såsom visat i fig. 24. Varje multiplex-
periods exakta tidslängd kan varieras genom inställning av den pro-
grammerbara räknaren 672, såsom kommer att beskrivas närmare i detalj
längre fram. Utsignalerna i de sista sex multiplexperioderna är in-
dividuellt tilldelade manipulatorernas 50 och 52 sex styrda axlar
.och de första två multiplexperioderna Gl och G2 utnyttjas för hjälp-
styrfunktioner, såsom EXTERN OPERATION (QX), EXTERN VÄNTAN (WX),
binärkodade instruktionssignaler för
samt andra styrfunktioner, beskrivna i detalj längre fram. Utgången
från räknaren 674 är kopplad till ett'adressregister 678, som är an-
slutet till minnet 628, så att varje adresslokation eller programmerat
steg kan nås i minnet 628 via adressregistret 678. Registret 678
styres av en adressräknare 680, som under avspelningsoperationerna
är anordnad att skifta minnets 628 utsignal från ett programmerat
steg till det nästa, såsom lätt inses av de på området erfarna.
För att utnyttja en gemensam Gray-binärkodsomvandlare 622 för
alla de sex styrda axlarna är var och en av kodarnas 602 och 608-618
enskilda ledare anslutna till en serie OCH-grindar 682 och 684 med
öppen kollektor. Var och en av OCH-grindarnas 682, 684 andra ingång
tillföres multiplexpulsen från oktalavkodaren 676 i överensstämmelse
med den multiplexperiod som är tilldelad den särskilda axeln. OCH-grin-
darna 682, 684, vilka sammanhör med vridkodaren 610, matas således
med verksamgöringspulsen G3, de till kodaren 608 hörande OCH-grindarna
tillföres en multiplexpuls G4 och de till handledsvridkodaren 614
31 7611920-5
hörande OCH-grindarna matas med mu1tiP1eXPu15en G8-
Riktningsknappar 686 och 688 utnyttjas för att styra uppdatering-
en av ett register 690 och riktningsknappar 692 och 694 utnyttjas
för att styra uppdateringen av ett handledsvridregister 696 på sama
sätt som beskrivits i detalj ovan i samband med fig. 22. Utsignalerna
från alla registren 652, 690 och 696 matas via OCH-grindkretsar med
öppen kollektor, såsom de ovan i samband med midjevridaxeln beskrivna
OCH~grindkretsarna 654, till repeter-inlärningsströmställarsektionen
632a, där de tillföres komparatorn som en tillfällig instruktions-
signal under inlärningsoperationen, såsom tidigare beskrivits.
Det skall påpekas, att komparatorn 626 och digital-analogomvand-
laren 640, vilken senare enhet innefattar de tidigare beskrivna funk-
tionsgenereringsnäten, är gemensamma för alla manipulatorns sex
axlar, varigenom det i varje manipulatoranordning erfordrade antalet
kretsar väsentligt förenklas. Utsignalen från digital-analogomvandla-
ren och dess funktionsnät matas till de olika sampel- och hållkretsar-
na för varje axel, såsom sampel- och hâllkretsen 642 för vridaxeln.
Sampel- och hållkretsen 696 för skulderaxeln och sampel- och hållkret~
sen 698 för handledsvridaxeln är också visade i fig. 23, varvid dessas
servoförstärkare är angivna vid 700 resp 702. Det är klart, att kom-
paratorn 626 även åstadkommer en lämplig riktningssignal, vilken till-
föres servoströmställar- och riktningsminneskretsar, såsom beskrivna
i detalj ovan i samband med det enaxliga arrangemanget i fig. 22,
varvid dessa kretsar är uteslutna från fig. 23 för enkelhets skull.
Alla manipulatorns 50 sex styrda axlar har således aktiva
servon i inlärningsmoden, vilka är anordnade att hålla varje axels
läge i det senast inlärda läget. Styrningen av rörelsen kring vilken
som helst axel kommer endast att överföras till inlärningsstyrningen,
när respektive riktningsknapp är nedtryckt för förflyttning av mani-
pulatorarmen till ett annat läge. Under denna rörelse âstadkommes
en löpande registrering av rörelsen kring varje axel av registren
652, 690 och 696 etc och när rörelseknappen släppes upphör följningen,
varigenom en noggrann registrering av inlärningsslutpunkten upprätt-
,hålles. Dessa lagrade ändpunktsdata användes sedan i en styrning med
sluten slinga för upprätthållande av noggrann lägesinställning av en
manipulatorarm, medan den andra manipulatorarmen programmeras. Det är
i detta sammanhang klart, att när väl manipulatorarmen under inlär-
ningsoperationen har förflyttats till ett önskat läge kring alla
axlarna en registreringsknapp 704 slutes, varigenom de digitala läges-
signalerna för alla kodarna till de sex styrda axlarna matas till
7611920-5 32
minnet 628 under respektive multiplexperioder G3-G8. Dessutom väljas
vilka som helst andra hjälpstyrsignaler, avseende det programerade
steget, medelst lämpliga strömställare, som aktiveras under den till-
delade multiplexperioden, dvs Gl och G2.
Under manipulatorernas 50 och 52 avspelnings-ellerrepeter-
roperationsmod är det tänkt att manipulatorarmen 50 primärt kommer
att verka i en operationsmod punkt för punkt, varvid successiva pro-
gramsteg från minnet 628 tillföras komparatorn 626 som lägesinstruk-
tionssignaler, vilka jämföres med de faktiska lägessignalerna från
kodarna 602 och 608-616, varvid manipulatorarmen förflyttas kring alla
de sex styrda axlarna till dess att felsignalerna för dessa axlar
har minskats till en önskad noggrannhetsgrad. Ett sådant arrangemang
är beskrivet i detalj i den amerikanska patentskríften 3 661 051
liksom i andra av de ovan nämnda patentskrifterna. Enligt en betydel-
sefull sida av föreliggande uppfinning har emellertid var och en av
manipulatorerna 50 och 52 en linjär interpolationsenhet, varigenom
korta, rätlinjiga konstanthastighetssteg kan åstadkommas, så att en
simulerad, kontinuerlig banstyrmod åstadkommas för var och en av dessa
manipulatorer. Med ett sådant arrangemang kan man mycket nära approxi-
mera en kontinuerlig bana i rymden genom registrering av en serie
ändpunkter, vilka är skilda åt ungefär l,3 cm eller mindre. Under
.avspelning anger en hjälpstyrsignal att hastighetsmoden eller den
kontinuerliga banmoden skall utnyttjas för det nästa programsteget
i stället för den normala punkt-punktmoden. Den linjära ínterpolations-
enheten kommer att utföra ett antal funktioner på tidsdelad bas för
var och en av manipulatorns sex styrda axlar. Först subtraherar in-
terpolationsenheten det förhandenvarande axelläget från den nya änd-
punktsinstruktionen och åstadkommer därmed en digital signal, som
motsvarar den inkrementella ändring som skall göras för den axeln.
Den linjära interpolationsenheten delar sedan upp programstegets
tid i en serie lika tidsintervall, t ex trettiotvå, och dividerar
också den inkrementella lägesändringen med samma tal. I det första
interpolationsintervallet adderas resultatet till utgångsläget.
Detta resultat är den första av trettiotvâ mellanliggande, artifici-
ellt alstrade lägesinstruktioner, vilka alstras lokalt av inter-
polationsenheten som gensvar på ett enda programsteg, vilket har
registrerats under inlärningsoperationen. I det andra tidsintervallet
dividerar den lokala interpolationsenheten den totala lägesändringen
med 16, vilket ger ett resultat, som åter en gång adderas till de
första axellägesdata. Eftersom denna process upprepas med lika tids-
33
7611920-5
intervall, alstras en serie om trettiotvå lika åtskilda, mellan-
liggande och digitala lägesinstruktioner, vilket resulterar i en
genomgång med konstant hastighet av den rörelse som erfordras av det
registrerade programsteget. Genom att variera tidsstyrningen medelst
räknardelarteknik kan ett stort antal olika operationshastigheter
åstadkommas i interpolationsmoden. Dessutom kan en särskild styr-
signal som anger banhastigheten vid arbete i interpolations- eller
hastighetsmoden, programmeras under inlärningsoperationen, såsom
kommer att beskrivas i detalj längre fram.
I fig.25, vartill nu hänvisas, visas den gemensamma, linjära
interpolationsenheten tillsammans med de kretsar som erfordras för
en enda axel, dvs manipulatorns 50 vridaxel eller midjeaxel, varvid
många av kretskomponenterna är likartade de komponenter som omnämnts
i samband med fig. 22 och 23 och därmed har givits samma hänvisnings-
nummer. I kretsarrangemanget enligt fig. 25 är emellertid en med
ett steg subtraherande adderare 720 anordnad mellan adressräknaren
680 och minnet 628.
När under inlärningsoperationen ett eller flera särskilda program-
steg vid avspelning skall utföras i hastighetsmoden registreras också
en hjälpsignal, betecknad VEL, i minnet 628. Vid avspelning åstad-
kommes följaktligen en identifiering av hjälpsignalen VEL, när ett
särskilt programsteg skall utföras i hastighetsmoden, dvs när de
linjära interpolationshjälpmedlen enligt fig. 25 skall utnyttjas.
I följande beskrivning antages det, att ett programsteg 10 har
utförts i punkt-punktoperationsmoden och att programsteget ll, när
det läses från minnet 628, innefattar en hjälpsignal VEL. Alla hjälp-
signalerna, vilka uppträder under multiplexperioderna Gl och G2,
är lagrade i serie i buffertregister 722, så att en hastighetsmod-
signal VEL alstras på en utgångsledare 724 under programsteget ll.
Denna signal VEL matas till alla de i fig. 25 angivna punkterna.
Denna signal VEL matas för det första som en insignal till en OCH-
grind 726, vars andra ingång är utgången från en monostabil multi-
vibrator 725 med pulstiden 50 us, vilken multivibrator är kopplad
till utgången från den programmerbara räknaren 672. Multivibratorn
,725 alstrar en puls på 50 us vid början av varje multiplexpulsperiod
oberoende av räknarens 672 inställning. OCH-grinden 726 verksamgöres
följaktligen under de första 50 us av var och en av multiplex-
perioderna Gl-G8 och denna verksamgöringssignal matas som en
styr- eller klockpuls till ett register 728 för ett minussteg och
såsom en verksamgöringspuls till den med ett steg subtraherande
7a1192o-s 34
adderaren 720. Under de perioder då kretsen 720 är verksamgjord
subtraherar den ett steg från adressräknarens 680 utsignal och begär
därmed åter den lägesinformation som svarar mot instruktionssignaler-
na för programsteget 10 under de första 50 us av varje multiplex-
period, varvid dessa åter begärda lägesinstruktionssignaler
tillfälligt lagras i registret 728 för ett minussteg. Under varje
multiplexcykel registreras följaktligen de lägesinstruktions-
signaler för alla sex axlar som motsvarar programsteget 10 succes-
sivt i registret 728. Under den senare delen av varje mnltiplex-
period overksamgöres adderaren 720 och utsignalen från minnet 628
fortsätter att lämna programstegets ll lägesinstruktionssignaler
pâ utgångsledarna 630.
Minnesutsignalerna matas också till en subtraktionsenhet 730
tillsammans med utsignalen från registret 728 för -l steg, så
att den mot det föregående programsteget l0 svarande absolutposi-
tionen subtraheras från den nya instruktionsinformation som svarar
mot programsteget ll i subtraktionsenheten 730. Skillnaden mellan
dessa två instruktionssignaler alstras på utgångsledare 732 från sub-
traktiónsenheten 730. Enheten 730 alstrar således successivt.en digi-
tal representation av den inkrementella sträcka som förflyttning skall
ske över mellan programsteget 10 och programsteget ll kring var och
en av manipulatorns sex styrda axlar.
_ Subtraktionsenheten 730 åstadkommer också styrsignaler på
P- och M-ledare 734 resp 736, vilka signaler representerar polari-
teten eller riktningen för den önskade inkrementella sträckan, som
uppträder på enhetens 730 utgångsledare 732. Plus- eller minusstyr-
signalerna på ledarna 734 och 736 matas till en subtraktions- eller
additionsenhet 738, till vilken också matas utsignalen om l5
bitar från registret 728 för -l steg, motsvarande instruktions~
signalen för programsteget 10, som just har avslutats. Den inkremen-
tella sträcka som förflyttning skall ske över till det nya läget ll
divideras nu med en förutbestämd faktor och det resulterande, mindre
inkrementet adderas till programstegets 10 instruktionssignal för
åstadkommande av en artificiell instruktionssignal, som utnyttjas
för att förflytta manipulatorarmen en sträcka, som är lika med detta
mindre inkrement. Närmare bestämt är en multiplicerare 740 anordnad
att styras av en programmerbar, binär räknare 742, så att multipli-
ceraren 740 kommer att dela inkrementlägessignalen, som uppträder
på ledarna 732, i progressivt större inkrement, såsom från l till 32,
under den binära räknarens 742 successiva räknetal. I detta samman-
HS 7611920-5
hang är det klart, att multipliceraren 742 i själva verket multi-
plicerar med en förutbestämd bråkdel för åstadkommande av den er-
forderliga divisionen i lika tidsintervall; Räknarens 742 maximala
räknetal kan styras i enlighet med hjälpstyrsignaler, vilka registre-
ras som bitar l, 2 och 3 i multiplexperioden Gl under inlärningsopera-
tionen. Dessa styrsignaler lagras i buffertregistren 722 och matas
via ledare 743 till räknaren 742, så att antalet interpolationsinter-
vall för ett programsteg kan varieras från 16 till 256, såsom kommer
att beskrivas närmare i detalj längre fram.
Den takt, i vilken pulser tillföres räknaren 742, bestämer den
tid som tilldelas varje interpolationsintervall och bestämmer därmed
hastigheten av manipulatorarmens rörelse. I överensstämmelse med en
betydelsefull sida av uppfinningen kan manipulatorarmens hastighet
styras mycket noggrant över ett stort område av värden, så att rörel-
se med en exakt hastighet kan uppnås mellan två punkter under avspel-
ning. Närmare bestämt är en frekvensdelare 744 anordnad mellan räknar-
na 672 och 742 och antalet aktiva delarsteg i delaren 744 styres i
överensstämmelse med hjälpstyrsignaler, vilka registreras som bitar
7, 8 och 9 i multiplexperioden G2 under inlärningsoperationen. Dessa
styrsignaler lagras i buffertregistren 722 och matas via ledare 745
till delaren 744, så att räknarens 672 pulsutsignal delas med en
_faktor, vilken kan varieras från l6 till 256. Denna variation i för-
bindelse med den programmerbara variationen av räknaren 672 ger ett
' brett omrâde för styrning av hastigheten hos rörelsen mellan två
punkter, vilket skall beskrivas närmare i detalj längre fram.
Vad avser den hitintills beskrivna interpolationsenhetens
arbetssätt för âstadkommande av en artificiell instruktionssignal,
som motsvarar det första rörelseinkrement som skall utföras kring
vridaxeln mellan programsteget 10 och programsteget ll, och under
antagande av att räknaren 742 är inställd för trettiotvå interpola-
tionsintervall mellan programstegen, avger den binära räknaren 742
först en binär kombination, som bringar multipliceraren 740 att divi-
dera med en faktor 32, så att den inkrementella sträcka som uppträder
på subtraktionsenhetens 730 utgångsledare 732 divideras med en faktor
32 och uppträder på multiplicerarens 740 utgângsledare 748. Subtrak-
tions- eller additionskretsen 738 addera: sedan denna l/32 av den
inkrementella sträckan mellan programsteget 10 och programsteget
ll till den lägesinformation som uppträder pâ utgångsledarna 750 från
registret 728 för -l steg, vilken lägesinformation motsvarar pro-
gramstegets 10 ursprungliga läge.
7611920-5 36
Utgångsledarna 752 från subtraktions- eller additionskretsen
738 lämnar således en artificiell instruktionssignal, som är lika
med programstegets 10 läge plus l/32 av skillnaden mellan program-
steget 10 och programsteget ll. Denna artificiella instruktione-
signal på ledarna 752 matas som en utsignal till en serie OCH-grindar
884, en för varje ledare, vilka grindars andra ingång tillföres signa-
len VEL. Under den linjära interpolationsmoden passerar således denna
artificiella instruktionssignal genom OCH-grindarna 884 och genom
en motsvarande serie ELLER-grindar 882 till komparatorn 626. I
komparatorn 626 jämföres denna artificiella instruktionssignal med.
utsignalen från vridkodaren 610. Det är i detta sammanhang underför-
stått, att utgångarna från alla sex kodarna är kopplade via lämpliga
OCH~grindar med öppen kollektor till den gemensama Gray-binäromvand-
laren 622, såsom beskrivet i detalj i samband med fig. 23. En fel-
signal utvecklas således på komparatorns 626 utgång, vilken felsignal
är proportionell mot skillnaden mellan vridkodarlägessignalen och
ovan beskrivna artificiella instruktionssignal, som motsvarar 1/32
av sträckan till det nya programsteget ll.
Om det för ögonblicket antages, att manipulatorarmen börjar
röra sig i riktningen för minskning av dess fel till noll, fort-
sätter multipliceraren 740 att på sin utgång alstra 1/32 inkrement
endast till dess att den binära räknaren 742 stegas fram till sitt
nästa läge, varvid den binära räknarens utsignal är sådan, att multi-
, pliceraren 740 dividerar med en faktor 16 i stället för med faktorn
32. Det skall påpekas, att växlingen från divisionsfaktorn 1/32 till
faktorn 1/16 ej är beroende av att manipulatorarmen når det läge som
svarar mot den första artificiella instruktionssignalen, vilken alstra-
des under den period, då multipliceraren dividerade med faktorn 32.
När multipliceraren 740 dividerar med faktorn 16, matas nu
en inkrementsignal, som är lika med l/16 av den totala sträckan
mellan programsteget 10 och programsteget ll, till subtraktions- eller
additionskretsen 738 och en motsvarande större, artificiell instruk-
tionssignal tillföres komparatorn 626. Om manipulatorarmen ej har
förflyttats l/32 av sträckan mellan programsteget 10 och program-
steget ll vid den tidpunkt multipliceraren skiftar till en divisions-
faktor 16, så alstras en något större felsignal, när denna skiftning
sker, vilket i sin tur bringar manipulatorarmen att förflytta sig
något snabbare kring vridaxeln:
.Om å andra sidan manipulatorarmen har förflyttat sig mer.än
l/32 av sträckan från programsteget 10 till programsteget ll vid
'37 7611920-5
den tidpunkt då multipliceraren 740 skiftar till divisionsfaktorn
16, så är medel anordnade för att mata en något mindre felsignal
till servoförstärkaren, som styr vridaxeln, såsom skall beskrivas
närmare i detalj längre fram. Medel är således anordnade för att
förflytta manipulatorarmen med en i huvudsak konstant hastighet
genom successiv alstring av artificiella instruktionssignaler med
trettiotvâ lika tidsintervall, varvid dessa successiva, artificiella
instruktionssignaler också motsvarar trettiotvå lika inkrement av
sträckan mellan de önskade ändpunkterna i programsteget l0 och pro-
gramsteget ll. _
När den binära räknaren 742 når sitt maximala räknetal, dividerar
multipliceraren 740 med en faktor 1, så att hela inkrementlägessigna-
len, som uppträder på ledarna 732, matas till subtraktions- eller
additionskretsen 738 och den på ledarna 752 uppträdande instruktions-
signalen därmed är lika med det för programsteget ll från början in-
lärda läget.
Vad avser de hjälpmedel som är unika för vridaxeln för åstadkom-
mande av manipulatorarmens rörelse kring denna axel i överensstämmelse
med de ovan beskrivna artificiella instruktionssignalerna, som ut-
vecklas av den gemensamma, linjära interpolationsenheten, matas ut-
signalen från digital-analogomvandlaren 640 och tillhörande funktions-
generatorer till en fälteffekttransistor 760, som är kopplad i serie
med en lagringskondensator 762. Transistorn 760 verksamgöres under
multiplexperioden G3, som är tilldelad vridaxeln, men endast under
den sista delen av denna multiplexperiod, varvid de första 50 us
av denna multiplexperiod utnyttjas för avkänning av den med
ett steg subtraherande adderaren 720 och lagring av den pro-
gramsteget 10 motsvarande informationen i registret 728 för -l steg,
såsom beskrivet i detalj ovan. Närmare bestämt är en OCH-grind 764
anordnad att styra transistorns 760 ledning. En insignal till OCH-
grinden 764 är multiplexpulsen G3 och den andra insignalen tillföres
via en inverterare 766 från utgången från den monostabila multivi-
bratorn 725. Under den senare delen av varje multiplexperiod G3
laddas följaktligen kondensatorn 762 till en spänning, som är pro-
portionell mot den analoga felsignal som utvecklas av enheten 640»
Den spänning som uppträder över kondensatorn 762 pålägges via en
emitterföljare 768 på en operationsförstärkare 770, som selektivt
utnyttjas som en inverterare under den linjära interpolationsopera~
tionsmoden.
Inverteraren 770 erfordras i de fall då vridservoventilen från
7611920-5 38
början öppnas allt för mycket som gensvar på en av de första arti-
ficiella instruktionssignaler som utvecklas av enheten 738, så att
när en växling göres till den nästa artificiella instruktionssignalen
"en negativ felsignal utvecklas av komparatorn 626. Manipulatorarmen
skall emellertid fortfarande röra sig i samma riktning och vad som
erfordras är att servoventilen 646 stänges något samtidigt som fort-
farande en grundriktningssignal åstadkommes, vilken erhålles ur skill-
naden mellan programstegen 10 och ll. Enligt föreliggande uppfinning
upprättar subtraktionsenheten 730 grundriktningen, i vilken manipula-
torarmen skall röra sig kring vridaxeln,medelst på ledarna 734 eller
736 avgivna styrsignaler, och denna grundriktning bibehålles under
hela den linjära interpolationscykeln. Ehuru denna grundriktnings-
signal bibehålles under hela den linjära interpolationscykeln, växlar
emellertid polariteten för de av inverteraren 770 utvecklade signa-
lerna i överensstämmelse med ändringar i den av komparatorn 628 ut-
vecklade plus- eller minusfelsignalen, allt eftersom successiva in-
struktionsinkrement alstras av subtraktións- eller additionskretsen
738. Inverterarens 770 särskilda arbetssätt för åstadkommande av
denna ändring skall beskrivas efter det att den återstående delen
av servoventilförstärkarkretsarna har beskrivits.
Utsignalen från inverteraren 770 matas till en operationsför-
-stärkare 772, vilken utnyttjas som ett styrdon av proportionell typ
och återställningstyp för utförande av en integrering av den över
kondensatorn 762 utvecklade felsignalen. Denna proportionella och
återställande verkan är i funktion under hastighetsoperationsmoden,
varunder linjär interpolation skall utföras. Under punkt-punktmoden,
när signalen VEL ej alstras, matas emellertid utsignalen från en
inverterande förstärkare 774 till en fälteffekttransistor 776, vilken
är kopplad över en återkopplingskondensator 778 till styrdonet 772,
så att denna kondensator kortslutes under punkt-punktoperationen och
ingen integrerande eller återställande verkan åstadkommes vid styr-
ning av servoventilen som gensvar på den över kondensatorn 762 ut-
vecklade felsignalen.
Utsignalen från styrdonet 772 matas till baserna av styrtransisto
rer 780 och 782, vilka styr var sin lindning 784 resp 786 i servo-
ventilen 646, som driver manipulatorarmen kring vridaxeln. Denna fel-
signal tillföres baserna av båda transistorerna 780 och 782. Endast
en av dessa transistorer tillför emellertid ström till lindningen 784
respektive lindningen 786 i beroende av ledningen hos strömställar-
transistorer 788 och 790, vilka är kopplade i serie med var sin av
n-w-a-w-ns-.a _. _
7611920-5
transistorerna 780 och 782.
Det sätt på vilket den av subtraktionsenheten 730 alstrade
signalen styr ledningen av en av transistorerna 788 och 790 under
den linjära interpolationsmoden eller hastighetsmoden skall nu be-
skrivas. Dessa riktningssignaler matas till OCH-grindar 792 och 794,
vilkas andra ingång tillföres multiplexpulsen G3. Utsignalen från
OCH-grindarna 792 och 794 matas till var sin OCH-grinds 796 och 798
ena ingång, vilka OCH-grindar 796 och 798 också är styrda av signalen
VEL, vilken alstras under hastighetsoperationsmoden. P-signalen matas
således via en ELLER-grind 800 och M-signalen matas via en ELLER-
grind 802 under hastighetsoperationsmoden. Utsignalerna från dessa
ELLER-grindar matas till var sin OCH-grind 804 och 806, vilkas andra
ingång tillföres en verksamgöringssignal under den senare delen av
multiplexperioden G3, vilken verksamgöringspuls erhålles från en
OCH-grind 808, som tillföres pulsen G3 och utsignalen från inverteraren
766. En vippa 810 inställes följaktligen i plusriktningen som gen-
svar på en signal på utgângsledaren 734 från subtraktionsenheten
730 och inställes på den motsatta polariteten som gensvar på att en
signal uppträder på ledaren 736. Vippans 810 utgângsledare är kopplade
via ELLER-grindar 8l2 och 814 till baserna av transistorerna 788
och 790, så att servoventilen 648 aktiveras i antingen plus- eller
minusriktningen i överensstämmelse med inställningen av subtraktions-
enheten 730.
Arbetssättet för riktningsminneskretsen under punkt-punktopera-
tionsmoden skall nu beskrivas. I denna mod skall riktningsutsignaler-
na från komparatorn 626 styra rörelsen kring vridaxeln i stället för
subtraktionsenheten 730. För detta ändamål är komparatorns 626
P- och M-ledare anslutna till OCH-grindar 816 resp 8l8. Pulsen G3
matas till dessa OCH-grindars andra ingång, så att de alstrar en
utsignal under den vridaxeln tilldelade multiplexperioden. Utsignaler-
na från OCH-grindarna 816 och 818 tillföres OCH-grindar 820 resp 822.
Signalen VEL matas via en inverterare 824 till OCH-grindarnas 820
och 822 andra ingång. Under punkt-punktoperationsmoden, när ingen
signal VEL alstras, är således också OCH-grindarna 820 och 822 verk-
samgjorda, så att den av komparatorn 626 alstrade P- eller M-signalen
matas via ELLER-grinden 800 eller ELLER-grinden 802 och påverkar
en vippa 810, så att en av transistorerna 788 och 799 selektivt göres
ledande för bestämning av rörelseriktningen kring vridaxeln under
punkt-punktoperationen. Under denna punkt-punktoperation förstärkas
den analoga felsignal som utvecklas över kondensatorn 762 för vrid-
7611920-5 ~ 40
axeln i operationsförstärkaren 772 på proportionellt sätt, eftersom
kondensatorn 778 är kortsluten av den ledande fälteffekttransistorn
2776 som följd av det förhållandet, att ingen signal VEL tillföres
inverteraren 774. Denna förstärkta felsignal tillföres baserna av
transistorerna 780 och 782 och den ledande av transistorerna 780
och 790 styr strömflödet genom lindningen 784 resp 786 i proportion
till denna felsignal. Rörelsen kring vridaxeln fortgår således, tills
vridkodaren 6l0 avger en utsignal, som är proportionell mot den från
minnet 628 erhållna instruktionssignalen.
Det sätt, på vilket inverteraren 770 under hastighetsmoden eller
den linjära interpolationsoperationsmoden kastar om polariteten för
den analoga felsignal som utvecklas över kondensatorn 762, skall nu
beskrivas. Det pâminnes om att under den linjära interpolationsmoden
vrideervoventilen 646 kan öppnas i alltför stor utsträckning vid någon
tidpunkt under alstringen av artificiella inkrementinstruktioner me-
-delst det ovan beskrivna linjära interpolationssystemet. När detta
inträffar, kommer komparatorn 626 att fortsätta att avge en utsignal
och riktningssignalerna på M- och P-utgångsledarna från komparatorn
626 kommer att kastas om. Eftersom dessa ledare emellertid ej styr
servoventilriktningen under hastighetsoperationsmoden, kommer den
av digital-analogomvandlaren 640 utvecklade, negativa felsignalen
att ladda kondensatorn 762 i samma riktning som tidigare, eftersom
polariteten hos den av digital-analogomvandlaren 640 utvecklade fel-
signalen ej ändras med riktning. Detta skulle innebära, att servo-
ventilen 646 skulle öppnas mer, medan det förutsatta tillståndet skull
kräva, att ventilen skulle stängas något för åstadkommande av en kon-
stant rörelsehastighet kring vridaxeln.
Under dessa förhållanden göres inverteraren 770 verksam för in-
vertering av den felsignal som utvecklas av den summerande kondensa-
torn 762, så att servoventilen 646 stänges något under dessa för-
hållanden. Närmare bestämt utnyttjas komparatorns 626 växlande plus-
och minusutsignal relativt subtraktionsenhetens 730 plus- och minus-
utsignal för att ändra förstärkaren 770 från en inverterande för-
stärkare till en icke-inverterande förstärkare, varigenom den önskade
polaritetsändringen hos den analoga felsignalen åstadkommes. För
detta ändamål är en EXKLUSIVT-ELLER-grind 830 anordnad, vars ena
ingång är ansluten till P-ledaren från komparatorn 626 och vars andra
ingång är ansluten till utgången från ELLER-grinden 812, vars ut-
signal motsvarar en signal på P-ledaren 734 från subtraktionsenheten
730. Under de perioder då polariteten hos komparatorns riktningssignal
41 7611920-5
är densamma som polariteten hos riktningssignalen från subtraktions~
enheten 730 avges ingen utsignal från EXKLUSIVT-ELLER-grinden 830.
Under dessa förhållanden matas nollutsignalen från EXKLUSIVT-ELLER-
grinden 830 genom en inverterare 832 och tillföres den ena ingången
till en OCH-grind 834, vars andra ingång tillföres en verksamgörings-
signal under den senare delen av multiplexperioden G3, vilken verk-
samgöringssignal erhålles från en OCH-grind 836, till vars ingångar
multiplexpulsen G3 och utsignalen från inverteraren 766 matas. När
polariteten hos komparatorriktningssignalen är lika med polariteten
hos riktningssignalen från subtraktionsenheten 730, återställes
följaktligen en vippa 838. Inställningsutgången från vippan 838 är
ansluten till en ingång till en OCH-grind 840, vars andra ingång
tillföres signalen VEL. OCH-grindens 840 utgång är kopplad till basen
av en fälteffekttransistor 842, som är oledande till dess att en
utsignal erhålles från OCH-grinden 840. Under perioder, när kompa-
ratorns riktningssignal är lika med subtraktionsenhetens signal,
är således förstärkarens 770 icke-inverterande ingång ej jordad av
fälteffekttransistorn 832. Förstärkaren 770 är således icke-inver-
terande under dessa förhållanden. När komparatorns riktningssignal
kastas om relativt subtraktionsenhetens signal, exempelvis när en
signal uppträder på P-ledaren 734 från subtraktionsenheten 730 sam-
tidigt som komparatorsignalen ändras från en signal på P-ledaren
till en signal på M-ledaren, erhålles emellertid en utsignal från
EXKLUSIVT-ELLER-grinden 830, vilken utsignal matas via en OCH-grind
848 för inställning av vippan 838. När vippan 838 är inställd, er-
hålles en utsignal från OCH-grinden 8,40, vilken utsignal gör fält-
effekttransistorn 842 ledande och jordar förstärkarens 770 icke-in-
verterande ingång, så att denna förstärkare nu blir inverterande och
inverterar den analoga felsignal som utvecklas över kondensatorn
762. Detta tillstånd kommer endast att kvarstå till dess att rörelsen
kring vridaxeln har retarderats tillräckligt för att bringa rikt-
ningssignalen från komparatorn 626 att åter överensstämma med rikt-
ningssignalen från subtraktionsenheten 730. När detta senare tillstånd
är âterupprättat, erhålles ingen utsignal från EXKLUSIVT-ELLER-grinden
_ 830 och vippan 838 återställes, så att förstärkaren 770 återgår till
ett icke-inverterande til lstånd.
Under perioder, när punkt-punktoperatibnsmoden utnyttjas, matas
ingen signal VEL till OCH-grinden 840 och därmed förblir förstärkaren
770 i sitt icke-inverterande tillstånd kontinuerligt under punkt-punkt-
operationsmoden. Såsom diskuterats ovan kortslutes också kondensatorn
76'1192Û-5 42
778 av fälteffekttransistorn 776 under punkt-punktoperationsmoden,
så att förstärkaren 770 endast verkar som en proportionell förstärka-
re under denna operationsmod.
Arbetssättet för den linjära interpolationsenheten efter det
att alla trettiotvå rörelseinkrement mellan programsteget 10 och
programsteget ll har slutförts skall nu beskrivas. Under dessa för-
hållanden bör adressräknaren 680 avkännas, så att det nästa program-
steget, dvs programsteget 12, blir den nya instruktionssignalen. I
överensstämmelse med föreliggande uppfinning styres emellertid denna
ändring frân programsteget ll till programsteget 12 ej av total koin-
cidens för alla de styrda axlarna utan bestämmes i stället av den
binära räknarens 742 uppnâende av sitt maximala räknetal, vilket i
sin tur anger att alla trettiotvå artificiellt alstrade inkrement-
instruktionssignaler har alstrats av subtraktions- eller additions-
kretsen 738. När den binära räknaren 742 är återställd till noll,
uttages för detta ändamål en utsignal på ledaren 850, vilken är an-
sluten till en ingång till en OCH-grind 852, vars andra ingång till-
föres signalen VEL. När den binära räknaren 742 under hastighets-
operationsmoden återställes, matas en utsignal via OCH-grinden 852
ooh via en ELLER-grind 8É4 till adressräknaren 680 för att bringa
denna räknare att skifta till nästa programsteg, dvs programsteget
l2 i minnet 628. Denna ändring sker emellertid ej förrän en minnes-
ändringspuls WTR också tillföres adressräknaren 680, såsom skall
beskrivas närmare i detalj längre fram. I samband härmed påpekas det,
att den totala tid som är tilldelad för rörelse kring alla axlar
under hastighetsoperationsmoden är bestämd av den tid som erfordras
för att binärräknaren 742 skall nå sitt maximala räknetal, vilket
i sin tur styres av frekvensdelarens 744 divisionstakt. Såsom tidigare
angivet är insignalen till frekvensdelaren 744 en puls, som uppträder
en gång för varje fullständig multiplexcykel. En multiplexcykels
varaktighet kan varieras av hjälpstyrsignaler, vilka registreras
som bitar l-6 i multiplexperioden G2 under inlärningsoperationen.
Dessa styrsignaler är lagrade i buffertregistren 722 vid avspelning
och matas över de sex ledarna 673 till räknaren 672, så att en enda
multiplexperiod kan varieras från 195,2 us till 390,4 us. En full-
ständig multiplexcykel, som innefattar åtta multiplexperioder, kan
således programmeras att uppträda i en takt från 1,5 till 3,0 ms.
Om under förutsättning av en nominell tid på 244 us frekvensdelaren
744 dividerar med en faktor på exempelvis 128, kommer den binära
räknaren 742 att stegas fram i en takt på 1/32 s, vilken tid således
43 7611920-5
är medgiven för utförande av varje inkrementell instruktion. Efter-
som multipliceraren 740 alstrar trettiotvå inkrementella instruk-
tioner under en linjär interpolationscykel, är således under dessa
antagna förhållanden totalt l s tilldelad för samtidig rörelse kring
de olika axlarna för slutförande av de önskade rörelserna mellan
programsteget 10 och programsteget ll. Det är emellertid också klart,
att dessa rörelser sker kontinuerligt och samtidigt kring varje axel
som följd av den spänning som lagras på felkondensatorn för respektive
axel, såsom kondensatorn 762 för vridaxeln eller midjeaxeln. Under
den senare delen av varje mutliplexperiod jämför komparatorn 626
utsignalen från subtraktions- eller additionskretsen 738 med kodar-
signalen och fälteffekttransistorn 760 verksamgöres för laddning av
kondensatorn 762 till det nya värdet på felsignalen. Felsignalsinfor-
mationen uppdateras således en gång varannan millisekund för varje
axel. Ehuru sammanlagt l s för slutförande av rörelsen i ett program-
merat steg är tillräckligt för manipulatorarmen att röra sig en
väsentlig sträcka, ligger programstegen, som inbegriper den linjära'
interpolationsmoden, vanligtvis relativt nära varandra, när en
A kontinuerlig banoperationstyp utnyttjas, och banan består av en
serie små rätlinjiga segment. _
Under punkt-punktoperationsmoden är det fortfarande nödvändigt
att åstadkomma medel för att växla från ett programsteg till det
nästa programsteget, när total koincidens är uppnâdd för alla de
sex styrda axlarna mellan kodarsignalerna och de motsvarande instruk-
tionssignalerna, som erhålles från minnet 628. För detta ändamål matas
P- och M-utsignalerna från OCH-grindarna 820 resp 822 via inverterare
860 och 862 såsom två insignaler till en OCH-grind 864 med tre in-
gångar. Den tredje insignalen till OCH-grinden 864 erhålles från en
OCH-grind 808 och är en verksamgöringspuls, som uppträder under den
senare delen av multiplexperioden G3, vilken är tilldelad vridaxeln.
Komparatorns 626 M- och P-riktningssignaler är båda noll endast
när koincidens är uppnådd mellan instruktions- och kodarsignalerna
för vridaxeln. Under punkt-punktoperationsmoden utvecklas följakt-
ligen verksamgöringssignaler av båda inverterarna 860 och 862 och
tillföres OCH-grinden 864 enbart när den önskade rörelsen kring vrid-
axeln har slutförts. När detta inträffar inställer OCH-grinden 864
en vippa 866, som alstrar en signal på sin inställningsutgångsledare
868, vilken signal utmärker att koincidens har uppnåtts för vrid-
axeln. Ledaren 868 är ansluten till en OCH-grind 870, till vilken ut-
signaler, som svarar mot utsignalen på ledaren 868 för vridaxeln,
7611920-5 44
matas för alla de andra fem styrda axlarna. Dessutom tillföres even-
tuella signaler OX eller WX också till OCH-grinden 870, när eventuella
externa funktioner är slutförda. När total koincidens är uppnâdd för
alla sex axlarna och de externa villkoren har uppfyllts, erhålles
följaktligen en totalkoincidensutsignal från OCH-grinden 870, vilken
utsignal matas via en ledare 872 till en ingång till en OCH-grind
874. Den andra ingången till OCH-grinden 874 matas via en inverterare
876 från VEL-anslutningen, så att när systemet drives i punkt-punkt-
operationsmoden en signal TC på ledaren 872 passerar via OCH-grinden
874 och ELLER-grinden 854 samt åter konditionerar adressräknaren
680 att stega till det nästa programsteget i minnet 628.
Under punkt-punktoperationsmoden kommer ingen signal VEL
att alstras och registreras i buffertregistret 722, varför adderaren
720 och registret 728 är inaktiva. Under dessa förhållanden matas
7 instruktionssigmflerna,som svarar mot den önskade rörelsen kring
alla sex styrda axlar, från minnets 628 utgångsledare till en serie
OCH-grindar, vilka representeras av en OCH-grind 880, vars andra
ingång tillföres utsignalen från en signalen VEL tillförd inverterare
882. När ingen signal VEL alstras, åstadkommes följaktligen en verk-
samgöringsinsignal för OCH-grindarna 880, så att instruktionssignaler-
na från minnet 628 passerar genom ELLER-grindar 882 till komparatorns
626 ingång. Eftersom ingen signal VEL alstras under punkt-punktopera-
tionsmoden, är OCH-grindarna 884 ej verksamgjorda, varför ingen ut-
signal från subtraktions- eller additionskretsen 738 tillföres kompa-
ratorn 626 under dessa förhållanden. Under punkt-punktoperations-
moden jämföres följaktligen kodarsignalerna med från minnet 628 er-
hållna instruktionssignaler och utnyttjas för att förflytta manipula-
torarmen kring alla de sex styrda axlarna, såsom allmänt beskrivits
ovan och såsom beskrivits i detalj i tidigare patentskrifter, såsom
den amerikanska patentskriften 3 661 051.
Under inlärningsoperationen intryckes den ena av riktnings-
knapparna 658 av inlärningsoperatören i enlighet med riktningen,
i vilken han önskar att manipulatorarmen skall röra sig kring vrid-
axeln. När någondera av knapparna 658 och 660 är sluten, matas en
signal genom en av ELLER-grindarna 812 och 814 för att göra en av
styrtransistorerna 788 och 790 ledande. Det är emellertid också
nödvändigt att en inspänning påtryckes servoförstärkaren 772 under
inlärningsoperationen, så att servoventilen 846 kommer att öppnas
och manipulatorarmen förflyttas kring vridaxeln i den önskade
riktningen. För detta ändamål är en potentiometer 886 kopplad mellan
45 I 7611920-5
+5 V och jord, varvid potentiometerns arm är kopplad till inlärnings-
tryckströmställarna 658a och 660a, vilka slutes samtidigt med ned-
tryckningen av riktningsknapparna 658 resp 660. Det är klart, att
strömställarna 658a och 660a helt enkelt kan utgöra en andra ström-
ställarsektion på riktningsknapparna 658 och 660. Sektionerna 658a
och 660a är sammankopplade och via en summerande resistor 890 kopplade
till förstärkarens 772 ingång. Under inlärningsoperationen är också
en tredje grupp strömställarsektioner 658b och 660b kopplade mellan
anslutningen till +5 V och fälteffekttransistorn 776. Under inlär-
ningsoperationsmoden göres således fälteffekttransistorn 776 ledande
7 för vardera rörelseriktningen, så att kondensatorn 778 kortslutes
och förstärkaren 772 drives i enbart den proportionella moden. En
signal matas följaktligen till baserna av transistorerna 780 och 782
under nedtryckningen av endera av knapparna 658a och 660a, vilken
transistor har rätt polaritet för att bringa en av servoventillind-
ningarna 784 och 786 att verksamgöras i rätt omfattning för att akti-
vera servoventilen vid den önskade rörelsehastigheten kring vrid-
axeln. Det är klart, att potentiometern 886 kan inställas efter önskan
för styrning av rörelsehastigheten kring vridaxeln.
A' Såsom allmänt diskuterats ovan är det utomordentligt svårt att
programmera eller lära manipulatorn 50 så, att manipulatorhanden 96
,kommer att röra sig längs en rätlinjig bana. Detta beror på att
rörelserna kring de sex stela axlarna hos manipulatorn 50 inbegriper
vridrörelse kring seriekopplade leder samt att rörelse kring vissa
av dessa axlar växelverkar med andra axlar under rörelsen. Samtidig
rörelse kring ett antal olika axlar genom nedtryckning av de erforder-
liga av inlärningsriktningsknapparna 658, 660, 686, 688 och 692, 694
(fig. 24) samt val av lämpliga hastigheter kring var och en av dessa
axlar för åstadkommande av en resulterande rätlinjig rörelse är
dessutom nästan omöjliga för en mänsklig operatör att utföra manuellt,
särskilt i begränsade situationer. Å andra sidan kräver många opera-
tioner vid sammansättning av detaljer sådan rätlinjig rörelse. Vid
införing av en cylinder i ett hål eller vid glidande sammanpassning
av detaljer i rätlinjiga spår, etc, är det exempelvis ytterst önskvärt
att man-kan åstadkomma en mot en rätlinjig rörelse svarande rörelse
av manipulatorn i vilken som helst önskad vinkel under inlärnings-
operationen.
»För att lösa dessa motstridiga krav och i enlighet med en be-
tydlesefull sida av föreliggande uppfinning är hjälpmedel anordnade
för att utnyttja en dator för utförande av de nödvändiga beräkningarna
.7611920-5 46
och bestämma de nödvändiga rörelserna kring var och en av de sex
styrda axlarna, vilka erfordras för att åstadkoma en'rätlinjig
rörelse i en önskad riktning. När man, såsom visat i fig. 26, önskar
införa ett stift 900 i en passande öppning 902, inriktas närmare
bestämt manipulatorhanden 96 så, att cylindern 900 är inriktad längs
linjen 904, visad i fig. 26, vilken svarar mot öppningens 902 axel.
Denna axel kan ha vilken som helst önskad vinkel relativt en hori-
sontallinje och en vertikallinje. Programmeraren anger sedan en
sträcka längs linjen 904, vilken sträcka stiftet 900 skall förflyttas
för att införas till önskat djup i öppningen 902. De kodarvärden som
svarar mot det i fig. 26 visade läget för stiftet 900, när detta
befinner-sig omedelbart invid öppningen 902 och är inriktat längst
axeln 904, tillföres datorn tillsammans med en angivelse av den
sträcka stiftet 900 skall förflyttas längs axeln_904. Datorn gör
sedan de nödvändiga beräkningarna för beräkning av en serie inkremen-
tella lägen för alla de sex styrda axlarna, så att stiftet 900 kommer
att förflyttas längs axeln 904 den önskade sträckan. Det är i detta-
sammanhang klart, att rörelsen längs axeln 904 kommer att kräva
många beräkningar av datorn, eftersom de enda för den tillgängliga
data är de digitala kodarvärdena för de sex styrda axlarna vid stiftet
900 i fig. 6 visade ingångspunkt, vilket kommer att beskrivas närma-
re i detalj längre fram.
_Pâ likartat sätt kan datorn också användas vid ett inlärnings-
hjälparrangemang för rörelse längs en linje 906, som är vinkelrät
mot axeln 904, varvid denna rörelse programmeras på ett sätt, som
är likartat sättet för den ovan beskrivna rörelsen längs axeln 904.
Rörelsen kan också ske längs en s k svepaxel, som är vinkelrät mot
linjernas 904, 906 plan, eller längs en linje, som utgör en kombina-
tion av alla dessa tre rörelser, såsom kommer att beskrivas i detalj
längre fram.
I enlighet med en betydelsefull sida av uppfinningen är beräk-
ningarna, som datorn måste göra för att åstadkomma rörelse längs
axeln 904 eller axeln 906, väsentligt reducerade, så att den tid
som erfordras för datorn att alstra de inkrementella lägesdata för
rörelse till det önskade läget i öppningen 902 är väsentligt mindre.
Detta är betydelsefullt även om datorn användes "off-line" under
inlärningsoperationen, eftersom även med den längre fram beskrivna
förenklingen beräkningarna är ytterst komplicerade och kräver avse-
värd beräkningstid. Före granskningen av sättet, på vilket datorn
beräknar den önskade rörelsen längs axeln 904, kommer de olika sam-
47 7611920-5
banden mellan manipulatorns 50 sex styrda axlar och ekvationerna,
vilka har framtagits enligt föreliggande uppfinning för att förenkla
dessa samband, att diskuteras. I fig. 27 är de sex ledrörelserna hos
manipulatorn 50 visade relativt ett överlagrat, kartesiskt X-, Y-,
Z-koordinatsystem, varvid rörelse kring var och en av de sex styrda
axlarna hos manipulatorn är identifierade av en särskild vinkel.
Rörelse kring midjevridaxeln är således identifierad som 94, rörelse
kring skulderaxeln som El, rörelse kring armbågsaxeln som 62, rörelse
kring underarmsvridaxeln som 65, rörelse kring handledsböjaxeln som
63 och rörelse kring handledsvridaxeln som 66. I fig. 27 är manipula-
torarmen visad med alla vinklarna 61-66 i nolläget samt med pilar,
som anger riktningen för ökande 6. Vinkeln 62 är lika med noll, när
skulderarmspartiet 84 är vinkelrätt mot armbågspartiet 90. Alla
övriga 6 är noll mitt på rörelsehanan kring den axeln.
Såsom allmänt beskrivits ovan har de sex styrda axlarna följande
rörelseområden relativt de i fig. 27 visade nollvinklarna:
ei = fšg (skuiara)
ez = fšg (armbage)
63 = 1120 (handledsböjning)
64 = 155 (midjevridning)
65 = il50 (underarmsvridning)
G6 = Inga mekaniska gränser (handledsvridning).
Ehuru 66 ej har några mekaniska gränser skall för enkelhets
skull vid datorprogrameringen alla argument av trigonometriska
funktioner vara mindre än 1800 eller U radianer för undvikande av
tvetydighet i bågfunktionerna. För det i det följande i detalj be-
skrivna datorinlärningshjälpmedlet kommer därför 66 att vara begränsad
till ¿1so°.
Läget för var och en av de i fig. 27 angivna rörelserna lämnas
av kodarna 602 och 608-616, som beskrivits i detalj ovan. Utsignaler-
na från dessa kodare efter omvandling till vinkelinformation kommer
att definieras som Sle-66e. Såsom framgår av fig. 27 ligger ett antal
av rörelserna kring de olika styrda axlarna i serie med varandra,
så att det finns en mängd olika växelverkningar mellan de olika
rörelsegraderna. När en vridning sker kring en axel, medför detta
således en rörelse kring en annan axel. I vissa fall mätes ej en
av växelverkan med en annan axel âstadkommen rörelse av kodaren.
7611920-5 48
Därför är GN ej lika med GNe för vissa axlar. I andra fall ger
fler än en axel en växelverkan med en särskild axel.
I enlighet med en betydelsefull sida av uppfinningen är de
särskilda kugghjulsutväxlingsförhållandena och de sammankopplande
drivmekanismerna, som beskrivits ovan och särskilt i samband med
fig. 21, så anordnade, att uttrycken för alla termerna Gl-66 som
funktion av Sle-66e kan uttryckas genom kombination av kodarutsigna-
ler på binärrelaterad bas. Detta innebär, att de särskilda värdena
för Gl-66 kan erhållas genom enkel addition av en fast och binärt
relaterad del av en kodarutsignal till utsignalen från en annan
kodare. Speciellt är utvecklingsförhållandena och sammankopplingsmeka-
nismerna, visade i fig. 21, så anordnade, att följande uttryck för
61-66 gäller:
61 = Gle _ g (1)
ez = eze ' (2)
es' = ese + 1/szesa . (3)
e4 = e4e o ' (4)
es = ese (5)
es = ese + 1/isese + 11/sizese (6)
Eftersom det också är nödvändigt för datorn att omvandla i
den motsatta riktningen, dvs från kodarvärden till värden 91-66,
är följande uttryck också åstadkomna i det i fig. 2l visade arrange-
manget av föreliggande uppfinning:
eie = ei ' (7)
eze = ez ' (8)
ese =' es - 1/szes (9)
e4e = e4 (io)
ese = es (11)
ese = es - 1/1693 - 1/ages (12)
För att åstadkomma ett sådant arrangemang, att datorn ej begär
ett läge hos någon rörelse bortom dennas mekaniska anslag, måste
också gränser sättas för Gle-66e. _
' Såsom ovan angivet är 96 begränsad till jl80°. Under användning
av uttrycken (1)-(6) och de definierade områdena för 61-96 kan
gränser för Sle-66e fastställas enligt följande:
eie = ei < 3o° (13a)
eie ei > -so° (13b)
49 7611920-5
eze = ez < 4o° (14a)
eze = ez > -5o° (14b)
e4e = e4 < ss° ' (lsa)
e4e = e4 > -ss° (lsb)
'ese = es < 1so° (lea)
ese = es > -1so° (lab)
ese = es-1/32 ese<11s,3° (lva)
eae = es-1/32 ese>-11s,a° (ivb)
ese = es-1/less-17/s1zese<1s7,s° (laa)
ese = es-1/lses-11/s12ese>-161,e° <1sb)
Som ett exempel på den enligt föreliggande uppfinning åstad-
komna förenklingen för omvandling av kodarvärden till önskade 6-värden
och betraktande avvikelsen hos 66, som är handledsvridrörelsen
och inbegriper handledsvrid-, handledsböj- och underarmsvridkompo-
nenter, såsom visat i fig. 6, är i fig. 28 ett typiskt logikkrets-
arrangemang visat för framtagning av 96 ur tre komponentkodarvärden.
Handledvridkodarens 614 utsignal tillföras således en första adderare
910 och utsignalen om 15 bitar från handledsböjkodaren 612 (93e)
skiftas 4 bitar åt höger och tillföres som andra insignal till adde-
raren 910. Utsignalen från adderaren 910 är således värdet 66e plus
'l/l6 av värdet 63e.
Utsignalen från adderaren 910 matas till en andra adderare
912, vars andra ingång tillföres utsignalen från underarmsvridkodaren
616 (65e) skiftad åt höger 5 bitar, så att utsignalen från den andra
adderaren 912 är 66e plus 1/16 av 63e plus l/32 av 95e. Utsignalen
från adderaren 912 tillföres en tredje adderare 914, vars andra
ingång tillföres utsignalen från underarmsvridkodaren 616 skiftad
åt höger med en faktor 9. Utsignalen från den tredje adderaren 914
är således det-önskade värdet på 96, eftersom de två komponenterna
1/32 och 1/512 av underarmsvridkodarens värde 65e korrekt adderas
för bildande av det erfordrade värdet, angivet i ekvation (6). Genom
att helt enkelt anordna tre adderare, vilka kan vara fast uppkopplade
eller vara programmerade i datorn, âstadkommes följaktligen omvand-
lingen från kodarvärden till värdena 61-66 mycket enkelt enligt
föreliggande uppfinning. Det skall också påpekas, att omvandlings-
ekvationerna (7)-(12) också är relaterade till varandra genom binära^
inkrement, så att additionen av 9-värdena kan åstadkommas mycket
enkelt för omvandling tillbaka till önskade kodarvärden.
7611920-5 5°
För att datorn skall kunna beräkna de önskade lägena kring var
och en av de sex styrda axlarna för åstadkommande av rätlinjig
rörelse exempelvis längs axeln 904 är det nödvändigt, att datorn
omformar värdena 6, som lämnas på kodarutgångarna, såsom modifierade -
genom ekvationerna (l)-(6) ovan, till motsvarande kartesiska koordi-
nater, dvs X-, Y- och Z-komponenter, så att det nya rörelseinkrementet
kan adderas i kartesiska koordinater. Det är sedan nödvändigt att
datorn omformar dessa nya kartesiska koordinatvärden tillbaka i polär
koordinatform för åstadkommande av 6-värden, vilka kan utgöra nya
instruktionssignaler för rörelse kring de sex styrda axlarna till det
nya läget längs axeln 904.
Om dessa transformationer utföres genom lösning av sex samtidiga
ekvationer med sex okända variabler, är uppgiften att utföra var och
en av dessa transformationer ytterst komplicerad, kräver avsevärd
beräkningstid och är besvärlig att programmera. Enligt föreliggande
uppfinning är en förenklad lösning åstadkommen, vilken väsentligt
förkortar den totala tid som datorn kräver för att utföra de nödvän-
diga beräkningarna och ge noggranna resultat. Denna lösning är dess-
utom anordnad att samverka med den ovan beskrivna, linjära inter-
polationsoperationsmoden under avspelning, så att extremt noggrann
rörelse längs vilken som helst önskad riktning uppnås. Denna förenk-
ling åstadkommas genom att manipulatorhanden först inställes eller
inriktas så, att den pekar i den önskade rörelseriktning som skall
programmeras. De kodardata som således alstras då stiftet 900 är in-
riktat i den rätta riktningen för införing i öppningen 902 (fig. 26),
bestämmer då orienteringsvinklarna, vilka definieras under inlärninge-
inriktningsförloppet och kan utnyttjas för omvandling till kartesiska
koordinater och tillbaka till polära koordinater för att väsentligt
förenkla de erforderliga beräkningarna. '
Innan denna förenkling studeras i detalj hänvisas till fig. 29,
där de olika lederna, som är sammankopplade för bildande av manipula-
torarmen 50, är visade. I denna figur representerar vektorn al
skulderarmpartiet 84. Vektorerna a2 och a3, vilka är vinkelräta
mot varandra, representerar tillsammans armbâgspartiets 90 oriente-
ring. Det förskjutna partiet a3 erfordras, eftersom armbågspartiets
90 axel ligger något över armbågsaxeln 92, såsom bäst framgår av fig.
ll. Komponenterna a2 och a3 är emellertid alltid belägna vinkelrätt
mot varandra, såsom visat i fig. 29.
Komponenten b representerar manipulatorhanden 96, vilken är
rörlig kring handledsböjaxeln, identifierad som punkt 3 (denna punkt
51 7611920-5
är angiven med hänvisningsnumret 3 i en cirkel i fig. 29), och
elementets b rörelse kring handledsböjaxeln motsvarar den angivna
vinkeln 93. Manipulatorhandens klor eller käftar är angivna vid 920
i fig. 29 och elementet c representerar en detalj, t ex stiftet 900,
som, när den gripes i klorna 920, sträcker sig vinkelrätt mot ele-
_mentet b. Stiftets 900 (eller elementets c) ände, betecknad ändeffekt-
punkten i det följande, är identifierad som punkt 6. Skärningen mel-
lan elementen b och c är identifierad som punkt 5 i fig. 29. När
manipulatorhanden vrides kring handledsvridaxeln för åstadkommande
av en ändring i 66, rör sig ändeffektpunkten (punkt 6) i ett plan
vinkelrätt mot elementet b.
Såsom tidigare allmänt beskrivits grundar sig den förenklade
lösningen enligt föreliggande uppfinning på beräkningen av den nöd-
vändiga transformationen från kartesiska till polära koordinater på
den förutsättningen, att den inlärande operatören önskar förflytta
ändeffektpunkten antingen längs elementets b axel eller längs ele-
mentets c axel. Mer komplicerade rörelser, såsom en sveprörelse
längs en bana vinkelrätt mot det av elementen b och c definierade
planet, är också möjliga liksom längs en linje, som är en kombina-
tion av en rörelse längs b, längs c eller längs svepaxeln, såsom be-
skrivet närmare i detalj längre fram.
Det är således klart, att manipulatorarmen 50 utgöres av ele-
menten al, a2, a3, b och c. Denna arms orientering styres dessutom
genom variation av ledvinklarna 61-96. Genom att inskränka den in-
struerade rörelsen till en rörelse på X cm i den riktning som ele-
mentet b är inriktat i eller en rörelse på X cm~i den riktning ele-
mentet c är inriktat i (visat som “längs b" eller “längs c" i fig. 29)
kan svårigheten i transformationen från kartesiska till polära koordi-
nater kraftigt minskas. Detta beror pâ att när rörelse instrueras
längs antingen plus eller minus b eller längs plus eller minus c
de tre punkterna 3, 5 och 6 vardera måste röra sig samma sträcka
AX, AY och AZ. Detta beror på att elementen b och c vinkelrätt mot
varandra är väsentligen stelt förbundna.
9 Elementets c vinkelorientering relativt elementet b kan inställas
genom ändring av 66. Om en rörelse längs b instrueras, så rör sig
punkterna 3, 5 och 6 inte desto mindre samtliga parallellt med varand-
ra och parallellt med axeln för elementet b. Om en rörelse längs ele-
mentet c instrueras, kommer på liknande sätt alla punkterna 3, 5 och
6 att röra sig parallellt med varandracufliparallellt med axeln för
elementet c. Genom att inskränka alla rörelser från en given start-
7611920-5 sz
punkt, i vilken värdena 61-96 är kända, till lika, samtidiga linjära
translationer av punkterna 3, 5 och 6 kräver beräkningarna för be-
stämning av ändpunkten 6 endast tre ekvationer med sex okända. Sama
tre ekvationer definierar efter förenkling till fem okända punkten 5
och slutligen definierar samma tre ekvationer efter förenkling till
tre okända punkten 3.
Såsom visat i fig. 29 är punkten 3 definierad såsom lika med
summan av vektorerna al + a2 + a3. Punkten 5 är definierad som lika
med summan av vektorerna al + a2 + a3 + b. Pâ liknande sätt är punkten
6 definierad som lika med summan av vektorerna al + a2 + a3 + b + c.
Enligt en betydelsefull sida av uppfinningen har tre ekvationer ut-
vecklats, vilka inbegriper de sex okända 61-66, som definierar x6,
y6 och 26, dvs de kartesiska koordinaterna för ändeffektpunkten 6.
Dessa ekvationer kan användas för att lösa koordinaterna X5, y5 och
z5 för punkt 5 genom att c-termerna sättes lika med noll och på lik-
, nande sätt kan dessa ekvationer lösas för X3, y3 och z3 genom att
både b- och c-termernas koefficienter sättes lika med noll. Närmared
bestämt är de tre ekvationer, vilka har utvecklats för att ge X-,
y- och z-koordinaterna för ändeffektpunkten 6 uttryckta i elementen
al, a2, a3, b, c och vinklarna 61-66, följande:
x6 = al-cos6l-cos64¥a2-cos(180-61-62)-cos94+
+a3-sin(l80-61-92)-cosS4+b-cos(l80-63)-cos64-cos+
+b-sin(l80-63)-cos65-sin(l80-61-92)-cos64-
-b-sin(l80-63)'sin65-sin64-
-c-cos96-sin(180-63)-cos64-cos(l80-61-62)+
+c-[cos AI-sin(l80-Gl-62)-cos64-cosB-
-c-[cos AI-sinB-sin94 (19)
y6 = al-sin6l-a2-sin(l80-91-62)+a3~cos(l80-6l-62)-
-b-cos(l80-63)°sin(l80-61-62)+
+b-sin(l80-63)'cos95-cos(l80-Gl-62)+
+c-cos96-sin(l80-63)-sin(l80-6l-92)+-
+c-[cos AI-cosB-cos(l80-Gl-62) (20)
z6 = al-cosöl-sin94+a2-cos(180-61-62)-sin64+
+a3-sin(l80-61-62)-sin64+
+b-cos(l80-83)-sin64-cos(l80-6l-62)-
-c-cos66-sin(l80-63)-sin84-cos(l80-Gl-92)+
+b-sin(l80-93)-cosB5-sin(180-Gl-92)-sin94+
+c-Icos A]-cosB-sin(l80-91-62)~sin64+
+b-sin(l80-63)-sin65¥cos64+
+c-Icos AI-sinB-cos94 I (21)
53 7611920-5
där [cos A] = [cos {sin-l(cos96-sin(l80-93)ïl |
och r
B = 65+sin_l 1 _l sineö
Lcos {sin (cos96'sin(l80-93))}
Efter det att ändeffektpunkten, dvs punkt 6, är inställd och
inriktad i den riktning som inlärningsoperatören önskar att rörelsen
skall ske är det nödvändigt att beräkna och lösa koordinaterna för.
punkterna 3, 5 och 6 i kartesiska koordinater, vilka punkter bestämde
startpunkten för den avsedda rörelsen i en särskild riktning, såsom
axeln 904, motsvarande en rörelse längs elementets b axel i fig. 29.
Dessa koordinatvärdesgrupper kan beräknas ur ekvationerna 19, 20 och
21 ovan. Först bestämmes koordinatvärdena X6, Y6 och Z6 genom insätt-
ning av de erforderliga värdena 61-66 i var och en av ekvationerna
19, 20 och 2l. C-termerna sättes sedan lika med noll, varefter dessa
ekvationer löses för X5, Y5 och ZS. Både b- och c-koefficienttermer-
na sättes sedan lika med noll, varefter ekvationerna löses för koor-
dinaterna X3, Y3 och Z3.'
Det är nödvändigt att beräkna koordinatkomponenterna AX, AY
och AZ, vilka erfordras för förflyttning den beordrade sträckan längs
“axeln b. Det är betydelsefullt att förstå, att punkterna 3, 5 och 6
vardera kommer att röra sig identiska sträckor AX, AY och AZ. Detta
säkerställer, att handorienteringen från handleden (punkt 3) kommer
att bibehållas. Elementen b och c kommer att translateras linjärt
i rummet, men deras orientering kommer att förbli densamma som den
i den inriktade startpunkten, såsom schematiskt åskådliggjorts i
fig. 30. Av fig. 30 framgår det, att manipulatorarmens element al,
a2 och a3 kommer att förflyttas på erforderligt sätt för att ge
translationen av elementen b och c "utan vridning". Elementen al,
a2 och a3 kommer sannolikt att sluta i en icke-parallell orientering
relativt deras "inriktade" startpunktsläge, såsom visat i fig. 30.
Genom att begränsa rörelsen av punkterna 3, 5 och 6 till en konstant
AS (S = sträcka) förenklas väsentligt de erforderliga beräkningarna
för framtagning av den sats 01-96 som är nödvändig för att definiera
nya punkter 3, S och 6 (definierade som punkter 3N, SN och 6N).
Vad det gäller alstringen av komponenterna AX, AY och AZ
i den avsedda rörelsen AS så kan AS först definieras enligt följande
samband:
I761192Ü~S 54
a i c ~ (22)
As = x/Axz + Aïz + Azä
där AS representerar den sträcka, över vilken punkterna 3, 5 och 6
skall förflyttas, varvid AX, AY och AZ representerar de kartesiska
koordinatkomponenterna av den avsedda rörelsen AS.
Om den avsedda rörelsen skall ske längs elementet b, dvs axeln
904, så erhålles värdena AX, AY och AZ ur följande ekvationer:
_ xs - X3 -_
_ Axb _ _-_b Asb _ (23)
_ Ys - Ya _ _
Ayb - b Asb (24)
_ šâ_-L3 . c
Azb _ b Ash (25)
Om den avsedda rörelsen skall ske längs elementet c och är lika
med AS, så erhålles AX, AY och AZ genom följande ekvationer:
XG-XS
Axc = -c-- - Asc I (26)
_ Ye - 25 _ '
Axe _ ___-c Asc (27)
_ Z_6__:__Zí . u
Azc - c _ Asc j (za)
På likartat sätt kan rörelse åstadkomas i vilken som helst
riktning i rummet genom bestämning av riktningscosiner relativt
X-, Y- och Z-axlarna för den önskade translation som skall programme-
ras enligt följande:
AX = AS X riktningscos för rörelse relativt X-axel (29)
AY = AS X riktningscos för rörelse relativt Y-axel (30)
AZ = AS X riktningscos för rörelse relativt Z-axel (31)
Efter att först ha bestämt X-, Y- och Z-koordinaterna för
punkterna 3, 5 och 6 före den önskade rörelsen kan komponenterna
AX, AY och AZ för den avsedda rörelsen adderas till koordinatgruppere
na för punkterna 3, 5 och 6, så att koordinatgrupperna för punkterna
3N, SN och 6N för det önskade, nya armläget erhålles. Den återstående
uppgiften blir sedan att finna motsvarande nya vinklar (5lN-96N),
55 761192U-5
som kommer att ge de nya X-, Y- och Z-koordinatgrupperna för punkter-
na 3, 5 och 6. Denna process benämnes korrekt den inversa trans-
formationsprocessen och ger de direkta vinkelgrupperna 6lN-96N, vilka
motsvarar en given X-, Y- och Z-koordinatlägesgrupp för var och
en av punkterna 3, 5 och 6. En sådan invers transformation âstadkommes
i allmänhet genom utnyttjande av tre ekvationer, som inbegriper tre
okända, vilka definierar de nya kartesiska koordinaterna för punkten
3, samt lösning för 6lN, 62N och 94N, varigenom det nya läget för
punkt 3 bestämmes. Efter att ha bestämt 6lN, 62N och 64N kan lösning
ske med avseende på 63N medelst den triangel som innefattar punkten 2',
punkten 3 och punkten 5, vilkas tre sidor lätt kan bestämmas. När
väl 93N är känd, kan 95N bestämmas genom användning av de kända koor-
dinaterna X5, Y5 och Z5. Pâ likartat sätt kan 66N sedan lösas, när
väl 95N_är bestämd.
De särskilda operationer, som måste utföras för att åstadkomma
den inversa transformation som diskuterats ovan, är visadei.fíg.
31-49, vilka visar den följd av operationer som utföres av datorn
under inlärningshjälpoperationen, vilken tidigare diskuterats i
detalj. Såsom visat i fig. 31 avser den första beräkningen 64N,
som kräver att arctg (tan_l) för storheten Z3N/X3N beräknas. Om det
antages att rörelsen sker enbart längs axeln b, är det således klart,
_att värdet X3N är lika med X-koordinaten (kartesisk) för den ursprung-
liga startpunkten, erhâllen ur ekvation 19, plus ändringen i X-kompo-
nenten, erhâllen ur ekvation (23). Pâ likartat sätt kan Y3N och Z3N
framtagas. Framtagningen av arctg är angiven av logikblocket 922
i fig. 31, varvid det är klart, att denna operation utföres i den
dator som är förknippad med manipulatorerna 50 och 52, såsom kommer
att beskrivas i detalj längre fram. Beräkningarna enligt fig. 31-49
kan alternativt utföras på något annat lämpligt sätt, t ex medelst
en miniräknare eller medelst något slag av analog behandlingsmaskin
eller digital behandlingsmaskin för särskilt eller allmänt ändamål.
Det är således nödvändigt att taga fram 6lN och 62N, vilket är
visat i fig. 32. För att taga fram dessa storheter utnyttjas triangeln,
vilken bildas av punkterna O, 2 och 3 i fig. 29. Först bestämmas
storleken av sträckan mellan punkt 0 och punkt 3, såsom visat av
logikblocket 924. Detta värde kombineras sedan med de kända sträckor-
na al och a4 i fig. 29 i ett logikblock 925 för bestämning av partial-
omkretsen hos triangeln: 0 - punkt 2 - punkt 3, varvid utgångsvärdet
identifieras som s0_2_3_ Utsignalen från logikblocket 925, kombineras
sedan med insignalerna till detta logikblock i ett logikblock 926
_ .
7611920-5 _ 56
för bestämning av arean av triangeln: 0 - punkt 2 - punkt 3.
I ett logikblock 928 bestämes arcsin för vinkeln, som är bildad
av punkt 0 - punkt 2 - punkt 3, och denna utsignal matas till en
subtraherare 930, i vilket ett värde, som är proportionellt mot
6 offset, visad i fig. 29, dvs arctg för storheten a3/a2, subtrahe-
ras för âstadkommande av den önskade utsignalen 62N. Areautsignalen
från logikblocket 926 kombineras också med al och storleken av
punkt 0 - punkt 3 i ett logikblock 932 för erhållande av en med 6lN"
betecknad storhet, och Y3 kombineras med storleken av punkt 0 - punkt
i ett logikblock 934 för erhållande av en utsignal 6lN', varefter
dessa tvâ utsignaler kombineras i en adderare 936 för erhållande av
den önskade utsignalen elN. värdena BIN' och 6lN" är visade i fig. 32
varav det framgår, att det önskade värdet Gl är summan av 61' och
6l". _
Efter att således ha bestämt värdena för de tre instruktione-
signalerna för huvudaxlarna, dvs 61, 92 och 64, är det nödvändigt
att beräkna det nya värdet för 63, dvs 63N. Härvid hänvisas till
fig. 33-37 och fig. 33a, varvid den triangel utnyttjas som bildas
av punkt 2' - punkt 3 - punkt 5. För att kunna utnyttja denna triangel
måste först koordinaterna för punkt 2'N bestämmas. Detta göres i den
grupp logikkretsar som allmänt är betecknade med 938 i fig. 33. När
dessa komponentkoordinater för punkten 2'N har bestämts, bestämmes
storleken av linjen mellan punkten 2[N och punkten 5N av ett logik-
block 940 (fig. 34) genom utnyttjande av X-, Y- och Z-koordinaterna
för punkten SN, vilka är kända,och de beräknade X-, Y- och Z-kompo-
nenterna från logikblocket 938.
Den partiella omkretsen av triangeln, som bildas av punkterna
2'N - 3N - SN, bestämmes sedan i ett logikblock 942 (fig. 35), arean
av denna triangel bestämmes av ett logikblock 944, såsom visat i
fig. 36, och slutligen bestämmes värdet för 93N i ett logikblock
946 (fig. 37) genom utnyttjande av den från logikblocket 944 erhållna
arean och komponenterna a2 och b.
Efter att nu ha bestämt värdena för 6lN, 62N, 63N och 64N be-
stämmes det nya värdet för 65, dvs 65N, under användning av dessa
fyra tidigare beräknade värden. För att göra denna bestämning antages
det, att punkt 50 är läget för punkten 5, när 65 = 0, såsom visat
i fig. 38. Under dessa villkor måste man finna koordinaterna för
punkten 3', som ligger utmed axeln för elementet a2, varvid dess
relativa riktning är en funktion av vinkeln (1800-63). Triangeln,
som bildas av punkterna 3', So och SN kan sedan solveras, och den
sv g 7611920-5
av punkterna SN - 3' - 50 bildade vinkeln bestämmas, vilken vinkel
är den önskade vinkeln 95N. I fig. 38 är elementet a5 lika med
punkt 3N - 3'N och dess X-, Y- och Z-koordinater bildas medelst
logikblock 948, 949 och 950, vilka visas i fig. 39. X-, Y- och
Z-koordinaterna för punkten 3'N kan sedan bestämmas medelst logik-
block 951, 952 och 953, visade i fig. 39b.
Med koordinaterna för punkten 3'N bestämda kan triangeln mellan
punkterna 3'N, 5N och 50 solveras, varvid koordinaterna för punkten
50 (som motsvarar punkt 5 med 65N = 0) bestämmes av logikblock 954,
955 och 956 i fig. 39c. Den mellan punkterna 5N och 50 bildade
sidan bestämmes sedan medelst ett logikblock 957 i fig. 40. Radien
rc hos basen av den kon som bildas, när 65 varieras, bestämmes sedan
med ett logikblock 958 i fig. 41 och de två utsignalerna från logik-
blocken~957 och 958 utnyttjas som insignaler till ett logikblock 959
för bestämning av partialomkretsen till triangeln mellan punkterna
3'N, SN och 50, såsom visat i fig. 42. Ett logikblock 960 i fig. 43_
utnyttjas sedan för bestämning av den önskade vinkeln HSN. Utsignalen
från logikblocket 960 anger emellertid ej huruvida 65N är positiv
eller negativ. Polariteten för 95N bestämmes genom att först vektor-
produkten bildas mellan vektorerna: punkt 3'N - punkt 50 och
punkt 3'N - punkt SN, såsom visat av ett logikblock 961 i fig. 43a,
varvid denna vektorprodukt är definierad som CXSO. Om den resulterande
riktningen är densamma som vektorn punkt 2'N - punkt 3N, så är tecknet
plus. Om den resulterande vektorprodukten är motsatt vektorn
punkt 2'N - punkt 3N, så är tecknet minus, såsom bestämt av ett
logikblock 962 i fig. 43b. I detta sammanhang skall det påpekas,
att den andra lösningen för 65N, när -63N användes, alltid kommer
att ge 95N2 = 65Nl-1800. Den korrekta lösningsgruppen för 63N
och GBN är den grupp som kräver minimal ändring för både 63 och 05.
Efter att ha beräknat 94N, 9lN, 62N, 63N och 65N kan 66N be-
stämmas. Beträffande lösningen för 65N skall det emellertid påpekas,
att om (l80°-63) ligger mellan i0,0l°, såsom bestämd av logikblocket
963 i fig. 39a, vilket skall definieras som noll, så löses 65 ej
direkt. Lösningen för BGN kommer att ge det tilldelade 65N. Fallet
(l80°-63) = 0 motsvarar den situation när elementet b är kolinjärt
med elementet a2 och radien för konens bas närmar sig noll. I p
detta fall definierar 65 och 66 vridningar kring samma axel (elementet
a2) och är effektivt i fas, dvs additiva.
I För bestämningen av 96N hänvisas till fig. 44, där solveringen
av den triangel som bildas av punkterna 5N, 60 och 6N är angiven,
7611920-5 58
varvid läget för punkt 60 uppträder, när värdet noll tilldelas
66. Om ett i fig. 39a visat logikblock 963 anger, att (l80°-93)
är större än ip,0l°, så beräknas 66N genom solvering av denna
triangel. Om det antages, att logikblocket 963 ger ett nej-svar,
så bestämmes koordinaterna för punkten 60 genom utnyttjande av de
kända koordinaterna för punkten SN, till vilka koordinater adderas
komponenterna för vektorelementet c (med 66 = 0), vilken summering
utföres av logikblock 965, 966 och 967, visade i fig. 45a, 45b och
45c. Längden av triangelsidan: punkt 60 - punkt GN bestämes sedan
av ett logikblock 968 i fig. 46. Den partiella omkretsen för tri-
angeln: punkt 6N, punkt SN, punkt 60 bestämmes sedan av ett logik-
block 969 i fig. 47 och storleken av 6N bestämmes sedan av ett
logikblock 970 i fig. 48.
För bestämning av det rätta tecknet för 96N framtages vektor-
produkterna av vektorerna: punkt 5N - punkt 60 och punkt SN - punkt 6N
av ett logikblock 971 i fig. 48a och riktningen av resultanten CX6°
jämföres med vektorn: punkt 3N - punkt 5N i ett logikblock 972 i
fig. 48b.
I det specialfall då 63 är mindre än 10,010 (fig. 39a) är
elementen az och b i huvudsak kolinjära och en vridning av endera
65 eller 66 resulterar i en vridning kring elementet az. Under dessa
förhållanden utelämnas beräkningarna för 65N och 66N beräknas med
början enligt fig. 45a och med insättning av 95 = 0 i alla ekvationer-
na. Ehuru det på detta sätt beräknade värdet för 96N skulle kunna
användas som ett nytt 66-värde oberoende av 65 vidtages för att för-
dela den totalt erfordrade rörelsen mellan 65 och 86 följande ät-
gärder. Efter det att operationerna enligt fig. 45a-48b är slutförda
med 65 = 0 matas det beräknade värdet för 66N, identifierat som
066, till ett logikblock 973 (fig. 49) tillsammans med de gamla
värdena på 65 och 06. I detta logikblock erhålles det beräknade
rörelseinkrementet, identifierat som AB, och detta divideras med 2.
Värdet AB/2 adderas sedan till de gamla värdena på 65 och 66 i logik-
block 974 och 975 för erhållande av de önskade värdena på 65N och
'66N. Det skall understrykas, att logikblocken 973, 974 och 975 an-
vändes endast i det specialfall då (l80°-63) är mindre än 10,010
(fig. 39a).
Ehuru den ovan beskrivna inversa transformationen från kartesiska
koordinater till de sex önskade polära koordinaterna för det nya
läget, till vilket manipulatorarmen skall förflyttas längs axeln 904,
kan synas ganska komplicerad,'är den väsentligt enklare än de er-
59 7611929-s
forderliga beräkningarna, om den allmänna lösningen, som utnyttjar
sex ekvationer med vardera sex okända, utnyttjas. Denna relativt
enkla, inversa transformation är möjliggjord enbart på grund av
att man alltid känner de korrekta koordinaterna för punkt 3. Detta
inskränker problemet till tre ekvationer med tre okända (64, 61 och
62), vilka lätt kan lösas. När väl Gl, 92 och 64 har bestämts, har
man åter att behandla tre ekvationer med tre okända, vilka lätt kan
lösas. Den tid som datorn erfordrar för att utföra de nödvändiga
beräkningarna för ovanstående relativt enkla inversa transformation
har uppskattats till ungefär en tiondel - en tjugondel av den
tid som erfordras för den mer allmänna lösningen. Det är också be-
tydelsefullt att förstå, att stegen AS längs axeln 904 om önskat kan
vara relativt korta, dvs av storleksordningen 5-10 mm, så att de
resulterande felen i rörelsebanan kan hållas extremt små. För ett
AS på 5 mm har felet uppskattats till mindre än 0,1 mm, när dessa
två punkter längs axeln 904 också programmeras för avspelning i
hastighetsmoden, varvid det linjära interpolationsarrangemanget ut-
nyttas, vilket beskrivits i detalj ovan i samband med fig. 25.
Såsom allmänt diskuterats tidigare är det också möjligt att
utvidga det ovan beskrivna arrangemanget för invers transformation
till beräkningar, som inbegriper vridning kring punkten 5, såsom
visat i fig. 50. I denna figur visas en programmerad vridning kring
den av elementet c bestämda axeln. I detta fall förblir punkterna
5 och 6 stationära och endast punkten 3 rör sig kring den cirkel-
formiga, streckade banan 980. Rörelsebanan 980 för manipulatorarmen
kan lätt programmeras för sekvensiella, små ändringar i vinkeln u,
vilken definitionsmässigt är lika med noll i startläget. En sådan
rörelsebana kan utnyttjas vid sammansättning av detaljer, där vrid-
rörelse kring en axel erfordras, såsom inskruvningen av en detalj
i en annan, etc. 7
I fig. 50 består nettoändringen för punkt 3 av summan av vektorer-
na punkt 3 - punkt 7 och punkt 7 - punkt 8. Det skall emellertid
påpekas, att vektorn punkt 3 - punkt 7 ligger på axeln b och har
en storlek, som är lika med b - b cos a. Dess olika komponenter
är givna av följande ekvationer:
X5 - X3
Axb = --E-- - (b - b-cos G) (32)
Ayb = 35-š-33 Ä (b - b-cos a) (33)
Azb 35-š-åš - (b - b-cos a) (34)
7611920-5 _ ao
Vektorn punkt 7 - punkt 8 ligger i en riktning, som är bestämd
av -(Q X 3), vilken riktning är normal till vektorernas b och_c
plan. I exemplet enligt fig. 50 är storleken av vektorn punkt 7 -
punkt 8 lika med (b - sin a). Dess olika komponenter är givna av
följande ekvationer:
AXs = - Sx-(b~sin a) W . (35)
AYX = - Sy-(b°sin a) I (36)
Azs =
- sz-(b-sin a) D (37)
där Sx är svepaxelns riktningscosinus relativt x-axeln,
Sy är svepaxelns riktningscosinus relativt y-axeln och
Sz är svepaxelns riktningscosinus relativt z-axeln.
Ur dessa ekvationer kan punkten 3N beräknas för vridning kring
elementet c i fig. 50 enligt följande ekvationer:
X3N = X3 + AXb + AXs (38)
Y3N = Y3 + AYb + AYs. ~ (39)
z3N = Z3 + Azb + Azs _ (40)
Eftersom punkterna 5 och 6 förblir stationära, är de kartesiska
koordinaterna för punkterna 3N, SN och 6N nu kända och beräkningen
kan fortskrida som tidigare med den inversa transformation som
beskrevs i samband med fig. 31-49 för bestämning av de nya värdena
på 91-96.
Såsom allmänt diskuterats tidigare utnyttjas den ovan beskrivna
inlärningsbiståndsdatorprogrammoden för utförande av noggranna
rörelser i samband med sammansättning av detaljer i olika vinklar
och sneda plan. Inlärningsoperatören befrias således från den i
själva verket omöjliga uppgiften att koordinera sex vinkelrörelser,
som bestämmer en exakt rörelsebana för manipulatorhanden i rummet.
Enligt en ytterligare sida av uppfinningen är den med manipulator-
anordningen förknippade datorn kopplad via lämpliga gränssnitt till
manipulatorns styrkretsar, så att när väl värdena 6lN-96N har beräknat:
på det ovan i detalj beskrivna sättet och efter lämplig transformation
enligt ekvationerna (7)-(12) och omvandling från vinkelinformation
till digital information de kan registreras i manipulatoranordningens
minne, där de kommer att fungera som instruktionssignaler för alla
sex styrda axlarna under manipulatorns avspelningsoperationsmod.
61 7611920-5
Sättet, på vilket en sådan dator kan förbindas med en manipulator-
anordning, är visat i fig. 51-58, varvid dessa figurer skall arrange-
ras på det i fig. 58a visade sättet. Med hänvisning till dessa
figurer är en dator, allmänt betecknad 1000, kopplad till manipula-
torkonsolens kretsar, t ex manipulatorn 50, via lämpliga datorgräns-
snittsförbindningar 1002, varvid manipulatorkonsolens kretsar i
fig. 51-58 är visade i form av huvudblock, vilka i många fall inne-
fattar enskilda tryckta kretskort, som bildar en särskild del av
manipulatorkretsarna. I de fall då det särskilda blocket i huvudsak
motsvarar vad som tidigare beskrivits i detalj i samband med fig.
21-25 har likartade hänvisningsnummer utnyttjats. Datorn 1000 är
företrädesvis en dator Model Nova 2/10 från Data General med ett kärn-
minne på 32 kbit och är försedd med en fjärrskrivarenhet (TTY), all-
mänt betecknad 1004, medelst vilken inlärningsoperatören kan utnyttja
datorn 1000 som ett inlärningshjälpmedel under den första inlärnings-
operationen och registrera de beräknade programstegen i manipulatorns
minne 628. Kopplingen mellan datorn 1000 och datorgränssnittet 1002
är allmänt angivet med en förbindningsledning 1006. Gränssnittet
1002 är företrädesvis inbegripet i datorn 1000, så att datorn och
gränssnittet helt enkelt kan pluggas in i en manipulatoranordning,
såsom en av manipulatorerna 50 och 52 för att bistå vid inlärningen
av den särskilda manipulatornl Datorn 1000 och gränssnittet 1002
kan också vara anordnade att betjäna båda manipulatorerna 50, 52 på
alternerande sätt genom lämplig omkoppling, när operatören anger
vilken manipulator som skall använda datorn för den nästa inlärnings-
operationen.
Beträffande huvudkomponenterna i manipulatorkretsarna matas
signalerna från sex kodare, allmänt betecknade 1008 (fig. 57), till
en avsökarskiva 1010, vilken också tillföres de tre utsignalerna från
en gruppräknare 674 (fig. 52), allmänt angivna vid 1012 och motsva-
rande insignalerna 20, 21 och 22 i fig. 23. Avsökaren 1010 alstrar
en passande multiplex utsignal i binär kod, vilken är betecknad med
symbolen Én och tillföres komparatorn 626. I
När kodardata skall registreras i minnet 628 som en instruktions-
signal, dvs under en inlärningsoperation, matas dessa data Én via I
MUX9 på en I-skiva l0l4 till minnet 628 över med MEn betecknade le-
dare. Det skall i detta sammanhang påpekas, att termen MUX utnyttjas
i fig. 51-58 för att beteckna en multiplexer i form av en integrerad
krets, som innehåller en mängd kretsar för omkoppling av en utsignal
mellan två eller flera insignaler under styrning av en eller flera
761192Û~5 æ
styrledare. Denna mängd kretsar är allmänt antydd som en enpolig
tvåvägsströmställare och dennas styrning är utmärkt medelst en
streckad linje.
De binära, kodade data från varje kodare innefattar ett ord om
15 bitar, och en paritetsgenerator 1016 är anordnad på I-skivan 1014
för att addera en sextonde paritetsbit, så att de minnet 628 tillförda
data är ett ord om 16 bitar, tillfört över ledarna MEn. Nämnda kodar-
data kan också inverteras i en inverterare 1018 och matas över ledare
TÉE till en test- och datapresentationsenhet 1020. Data från en huvud-
styrpanel 1022 kan dessutom matas till MUXl0 på I-skivan 1014, där
de kan adderas till kodardata under multiplexperioder Gl, G2, som
är tilldelade extra styrsignaler.
En inlärningsmodströmställare 1024 är anordnad på manipulator-
konsolen och har ett normalt inlärningsläge 1026, betecknat fifiï,
ett manuellt inlärningsläge 1027, betecknat EET, ett datorbistånds-
läge 1028, betecknat ÜEF, och ett bandspelarläge 1030, betecknat
ñïš. när strömstäilaren 1024 är 1 läget 1027 eller 1028, är Muxlo
anordnad att mata hjälpinformation från huvudstyrpanelen 1022 till
minnet 628 via MUX9.- _
Manipulatoranordningens arbetssätt under en normal inlärnings-
operation med strömställaren 1024 i läget 1026 skall först beskrivas.
När ström först matas till manipulatorn och närhelst in1ärnings-repe-
terströmställaren slås om från repetering till inlärning, matas läges-
data från kodarna Én omedelbart till ett direktaccessminne, beteck-
nat RAMI, på en inlärningsskiva 1032 med sluten slinga. Under denna
inlärningsmod är MUX4 kopplad till utgången från RAMl. När strömmen
först slås till eller när inlärnings-repeterströmställaren slås om
till inlärningsläget (WTÉ), styr en skriv/lässtyrkrets 1036 minnet
RAMl så, att nämnda kodardata En lagras i RAMI.
De i RAMl lagrade data identifieras som Dn, vilka tillföres som
en insignal till en subtraherare 1038 i komparatorn 626, vilken
subtraherares andra insignal är kodardata Én. Komparatorn jämför
således utsignalen frân RAMI med kodardata Én och alstrar det som
EER identifierade lägesfelet, dvs utsignalen från digita1-ana1ogom-
vandlaren 640. Ett inlärningssystem med sluten slinga är således
åstadkommet, vilket är anordnat att upprätthålla begynnelsekodarläget
och förhindra drift för alla axlar, såsom beskrivet i detalj ovan
i samband med fig. 22, 23 och 24. P- och M-riktningssignalerna från
komparatorn 626 fungerar som vid repetering för alla axlar. När en
inlärningsstyrriktningsknapp för en rörelse nedtryckes, t ex en av
53 7611920-5
riktningsknapparna 658, 660 för midjevridaxeln, alstras emellertid
en inlärningsriktningssignal T? eller ïfi och signalerna P, M inbi-
beras. Den valda rörelsen följer således inlärningsstyrinstrukticnen,
men övriga rörelser förblir låsta på begynnelselägesdata, lagrade
i RAMI.
Inlärningsriktningssignalerna tvingar också RAMl in i skrivmoden
under den valda grupperioden, såsom den midjevridaxeln tilldelade
G3, så att detta arbetsminne uppdateras. När inlärningsriktningsknappen
släppes, stoppas således den valda rörelsen i det nya läget, såsom
beskrivet i detalj ovan. När registreringsknappen nedtryckes, skrives
utsignalerna från kodarna och instruktionsbitarna från huvudstyr-
panelen 1022 in i minnet 628 medelst I-skivan 1014, såsom beskrivet
ovan. Denna inlärningsregistreringsprocess är i huvudsak densamma
som i en konventionell manipulatoranordning. När registreringsknappen
nedtryckes, aktiveras emellertid en reläbank 1040 för åstadkommande
av registreringssignalen, betecknad CRR, och denna signal synkroni-
seras på en W-skiva 1042 med systemklockan. På detta sätt alstras '
minnesinitieringssignalen WÉÉ, minnesmodsignalen WÛÖ, adresstegsigna-
len WSP och minnesströmsignalen VDD av samma kretsar för alla opera-
tionsmoder.
När strömställaren 1024 är i det manuella inlärningsläget 1027,
är en gruppinlärningsstyrmod också möjlig. I detta läge användes
en inbyggd testanordning 1020 för att styra inlärningsoperationen.
En nedtryckning av gruppknappen (ïfi låg) bringar den primära lås-
kretsen i W-skivan 1042 att âterställas synkront, vilket blockerar
systemklockan. Pâ denna punkt är gruppmodoperationen densamma som
i en konventionell manipulator för gruppval, gruppläsning och grupp-
registrering. En hjälpstyrpanel 1044 innefattar en serie om femton
strömställare 1026, som kan användas för att manuellt inställa vilken
som helst av de instruktionsbitar som erfordras i multiplexperioderna
Gl och G2. Hjälpstyrpanelen utnyttjas i första hand för manuell pro-
grammering av instruktioner för hopp från en del av ett program till
en annan del, såsom kommer att beskrivas i detalj längre fram. Sådana
manuella styrströmställare erfordras, eftersom datorn 1000 utnyttjas
för inlärning av hoppinstruktioner via sin styrenhet 1004, såsom
kommer att beskrivas i detalj längre fram. De femton strömställarna
1026 styr de 15 bitarna i varje grupp och är manuellt programmerade
i gruppkoden. Utgângarna från dessa strömställare är via ELLER-grindar
kopplade till utgången Én från avsökaren 1010 och anslutna till minnet
628 på det ovan i detalj beskrivna sättet.
64
7611920-5
Såsom allmänt beskrivits ovan kan datorn 1000 utnyttjas som
ett inlärningshjälpmedel och reagerar för indata, som tillföres
från manipulatorkonsolen, genom att utföra beräkningar på dessa
indata och åstadkomma utdata, vilka kan lagras i manipulatorminnet
628. En sådan inlärningshjälpoperation åstadkommes, när inlärnings-
modströmställaren l024 är i datorläget 1028. I detta läge finns
två aspekter att beakta. Den första är dator-manipulatormoden,
i vilken i datorn utvecklade data tillföres minnet 628, och den andra
är manipulator-datormoden, i vilken instruktionsdata tillföres da-
torn 1000. Under dator-manipulatormoden tager datorn 1000 fullständig
styrning över manipulatorhuvudminnet 628 via datorgränssnittet 1002.
Närmare bestämt sänder först gränssnittet 1002 den önskade adressen,
identifierad som CAn, till MUXl i adresstyrenheten 680. Den som
MING identifierade signalen styr MUXl och är aktiv under dator-mani-
pulatormoden. Den önskade adressen tillföres således från MUX1 som
en adressinsignal An till adressregistret 678. Signalen MING kopp-
lar också om MUX5 till läget 2, så att gruppdelen (3 lägre LSD) av
minnesadressen styres av datorutsignalen, identifierad som CGC (0-2),
varvid utsignalen från MUX5 är identifierad som MGC (0-2). Med detta
arrangemang sättes valet av vilken som helst särskild grupp på en
särskild adress i minnet 628 under datorns 1000 styrning.
Signalen MING är också anordnad att via en ELLER-grindkrets
1046 på dataväljarskivan 1048 styra MUX9 på I-skivan 1014 medelst
utsignalen ïïï från ELLER-grinden 1046. När datorn 1000 med detta
arrangemang har slutfört sin beräkning av en grupp kodarvärden Bl-66
på ovan i detalj beskrivet sätt och denna grupp datorutvecklade
signaler skall registreras i minnet som instruktionssignaler, vilka
skall användas vid avspelning, matas de av datorn beräknade data
via gränssnittet 1002 och ledningen CEn till MUX6 på dataväljarskivan
1048. Den som IEn identifierade utsignalen från dataväljarskivan 1048
matas sedan till den andra ingången till MUX9 på I-skivan 1014 och
därifrån till minnet 628.
Under dator-manipulatorinlärningsmoden arbetar systemklockan och
systemslingan är sluten kring RAMl. Manipulatorläget driver således
ej under det att datorn utför ovannämnda beräkningar och de beräknade
6-värdena för varje axel registreras i minnet 628. I dator-manipula-
tormoden ersättes den av W-skivan alstrade minnesinitieringssignalen
WCB och minnesmodsignalen WMC av datorgränssnittsekvivalenter CCB
resp CMC. Inga synkroniseringsproblem erfares således vid införande
av de datorberäknade data i minnet 628. Närmare bestämt matas under
“S 7611920-5
dator-manipulatorinlärningsmoden signalen CCB via en inverterare
1050 till en multiplexer 1052, vilken är styrd av signalen.MING,
så att under denna inlärningsmod signalen ÖCB ersätter signalen
WÖÉ. Signalen MING matas också via en ELLER-grind 1053 såsom signa-
len Wfië.
Det påpekas, att varje grupp av data för en särskild axel består
av 15 informationsbitar, vilka sändes parallellt som ett enda
ord, vars adress tidigare har valts medelst ledningarna CAn och
CGC (0-2). Dessa datagrupper sändes serievis på ledningarna CEn
med början i instruktionsgrupperna l och 2 och därefter i följd
genom lägesgrupperna G3-G8. Eftersom den totala adressen är upprättad
före överföringen av data, kan vilken som helst datagrupp som mot-
svarar en särskild axel om önskat sändas till minnet.
När strömställaren 1024 är i läget 1028, kan också en manipula-
tor-datoroperationsmod upprättas, vid vilken ingen förbindelse finns
mellan datorn 1000 och huvudmanipulatorminnet 628. I denna operations-
mod utnyttjas överföring av data från arbetsminnet RAMl på det ovan
beskrivna sättet för upprätthållande av ett inlärningssystem med
sluten slinga, så att manipulatorläget ej kommer att driva. Eftersom
systemklockan löper under denna operationsmod, måste datorgränssnitts-
kretsarna synkroniseras med denna klockfrekvens. För detta ändamål
'sändes WRD (systemklocka) och Gl (första gruppuls) till gränssnittet
1002.
Under manipulator-datorinlärningsmoden sändes hjälpstyrsignalerna
(Gl och G2) ej till datorn utan endast lägessignalerna från kodarna
(G3-G8) sändes till datorn 1000. I denna:operationsmod användes
perioden Gl för synkronisering och perioden G2 användes för att
sända förhandenvarande programstegsadress till datorn, så att datorn
vet vart de beräknade resultaten skall sändas för detta inlärnings~
steg. 7
I manipulator-datorinlärningsoperationsmoden'tages stegadressen
från adressregistrets utgång genom grindstyrning av utsignalen med
signalerna MCP och G2, såsom allmänt antytt med ett block 1054,
varvid utsignalen från detta grindsystem kopplas via trådade
ELLER-grindar (ej visade) till ingången Én till RAMI. Denna steg-'
adress matas således till MUX4 och över ledarna Dn till datorgräns-
snittet 1002 och därmed till datorn 1000. Eftersom inlärnings-repe-
terströmställaren 1024 är i inlärningsläget under denna operations-
mod, är MUX4 i läge 2 och utsignalen från RAMI är också tillgänglig
på ledningarna Dn. Dessa ledningar användes också som dataingång till
7611920-s t se
datorgränssnittet 1002 för lägesdata, som representerar manipulator-
armens förhandenvarande läge vid den tidpunkten. _
När inlärningsmodströmställaren 1024 förflyttas till läget
1030, utnyttjas en bandspelare 1056 för att mata på band registrerade
läges~ och styrsignaler, identifierade som ZEn, till MUX6 på data-
väljarskivan 1048. Signalen ñïš, som alstras när strömställaren
1024 är i läget 1030, styr MUX6 på så sätt, att dessa bandregistre-
rade data matas via MUX9 till minnet 628. Med ett sådant arrangemang
kan bandspelaren 1056 utnyttjas för direkt registrering i manipula-
toranordningens minne i stället för manuell inlärning av den mani-
pulatoranordningen, exempelvis i de fall då en serie manipulatorer
skall utföra identiska uppgifter under successiva avspelningscykler.
Bandspelaren 1056 mottager ingångsinformation, vilken först är till-
förd frân minnesutgångsledarna MDn och har lagrats i bufferregister
1058, varefter denna information matas via ledningar TÜH till band-
spelaren 1056. Efter det att ett program har registrerats i minnet
628 kan det följaktligen registreras i bandspelaren 1056 under en
avspelningscykel, varvid indata tillföres över ledningarna TÜH. När
väl programmet är registrerat i bandspelaren 1056, kan det utnyttjas
för att styra en annan manipulatoranordning på det ovan beskrivna
sättet.
När inlärningsmodströmställaren 1024 är i bandspelarläget 1030,
stoppas manipulatorsystemklockan och enheten 1056 styr flödet av
data in i och ut från huvudminnet 628.
Arbetssättet för de i fig. 51-58 visade manipulatorkonsolstyr--
kretsarna under repeter- eller avspelningsoperationsmoden skall nu
diskuteras. Det påpekas först, att datorn 1000 ej utnyttjas under
avspelning. De i dessa figurer visade konsolkretsarna fungerar följ-
aktligen på ett sätt, som är i huvudsak likartat det sätt som be-
skrivits i detalj tidigare i de ovan nämnda patentskrifterna. Det
påpekas emellertid, att medelst kretsarna på en sekvensstyrskiva
1060 tre olika typer av adresshoppsmoder är åstadkomna, identifierade
som JMP, JMP-R och JMS. I JMP-moden hoppar manipulatorn helt enkelt
till en ny adress och fortsätter serievis i steg från denna nya
adress. I moden JMP-R hoppar manipulatorn till en ny adress och fort-
sätter därifrån till dess att en unik "subrutinslut"-bit detekteras,
varefter den återgår till det ursprungliga programmet. I moden JMS
hoppar manipulatorn till en ny adress, stegar ett fast programmerat
antal steg n och återgår sedan till det ursprungliga programsteget
(N + 1).
61 761192-0-5
Före närmare diskussion av adresshoppsmoderna skall systemets
arbetssätt i repetermoden under ett rättfran1progran1utan hopp be-
skrivas. Programmets startadress inställes-av programväljaren 1062
och efterföljande adresser följer serievis som gensvar pâ program-
stegsändringssignalen WSP. Utsignalen från ett register 1064 matas
till ett register 1065 och utsignalen från registret 1065 matas till
en adderare 1081 för +1 eller -1 steg. Om registret 1064 befinner
sig i steget N, uppträder följaktligen-steget N + l på adderarens
1081 utgång. Varje gång en signal WSP uppträder, stegas registret
1064 fram ett steg via en ELLER-grind 1067, men registret 1065 stegas
ej fram som följd av en inverterare 1069. Efter det att signalen
WSP har försvunnit verksamgöres registret 1065 och stegas fram till
registrets 1064 inställning. Närhelst en icke-sekvensiell adress
skall införas i adressregistret 678 alstras en signal WAR, som
styr registren 1064 och 1065 via ELLER-grinden 1067 samt även styr
MUX7, så att registret 1064 ej längre styres av utsignalen från
adderaren 1081 utan i stället styres av externa adressdata An.
Signalen WAR förinställer således registret 1064 med hjälp av ingångs-
adressledningarna An via MUXl och MUX2, såsom bestämt av programvälja-
ren 1062. Adressregistrets 678 utgångsledningar ACn styr minnets
628 adress med undantag för de tre lägsta binära siffrorna, vilka
styres av gruppräknarutsignalerna GC (0-2). Om önskat kan adress-
registerutsignalerna ACn ändras till binärkodad decimalform av
en läsminneskodomvandlare, vars utsignal driver en adressindikator
1066. En framstegningsknapp 1068 på en adresstyrpanel 1070 utnyttjas
för att stega adressregistret antingen framåt eller bakåt i beroende
av inställningen av en stegriktningsströmställare 1072. Snabb steg-
ning i vardera riktningen erhålles genom att framstegningsknappen
1068 hâlles nere.
Under avspelning matas först instruktionssignalsutdata MDn
från huvudminnet 628 till buffertregistren 1058, vilka åstadkommer
lämplig drivkapacitet för andra kretsar. I buffertregistren 1058
är nämnda data MDn låsta under perioderna Gl och G2 samt avkodas för
alstring av hjälpstyrsignalbitarna. De återstående minnesdata MDn
buffertlagras också i registren 1058 och matas som data SDn till
sekvensstyrskivan 1060. Dessa data kopplas också till datapresenta-
tionsenheten på frontpanelen och till det inbyggda testdonet 1020.
TDn-data föres också ut till bandspelarenheten 1056, såsom i detalj
beskrives ovan. De buffertlagrade data BDn och CDn matas också till
en linjär interpolator 1074. Den linjära interpolatorn 1074 kan vara
7611920-5 a sa
i huvudsak sådan som den i samband med fig. 25 i detalj tidigare
beskrivna samt matar data över ledningarna LDn till inlärnings-
skivan 1032 med sluten slinga. I repeteroperationsmoden är MUX4 i
läget l och därmed matas data LDn över ledningarna Dn till kompara-
torn 626. I punkt-punktavspelningsoperationsmoden lämnar de buffert-
lagrade data BDn och CDn den linjära interpolatorn utan ändring
såsom data LDn, såsom beskrivits i detalj ovan i samband med fig. 25.
Under hastighetsoperationsmoden, identifierad som CP, modifieras
datasignalerna BDn och CDn av interpolationsenheten för åstadkommande
av de ovan beskrivna artificiella inkrementinstruktionssignalerna,.
vilka såsom data LDn tillföres komparatorn 626. I komparatorn 626
jämföres Dn-data med kodardata Én för erhållande av lägesfelsignalen
EER och riktningssignalerna P och M, såsom beskrivet i detalj ovan.
Under repeteroperationsmoderna är hjälpstyrsignalerna låsta i
buffertregistren 1058 under intervallen S1' och S2', som motsvarar
de senare delarna av intervallen Gl och G2. Dessa styrsignaler är
visade schematiskt i fig. 62 och 63 samt kan programmeras antingen
genom inställning av strömställarna på huvudstyrpanelen 1022 eller
av datorn 1000 under en datorassisterad inlärningsoperation. Med
hänvisning till dessa figurer utnyttjas vad det gäller punkt-punkt-
moden PTP bitar l och 2 i perioden Gl för programmering av signaler
noggrannhet 2 och noggrannhet 3, såsom beskrivet i detalj i nämnda
amerikanska patentskrift 3 661 051. Bit 3 i Gl programmerar en lång-
sam inlärningshastighet för alla axlar, bit 4 är programslutbiten,
bitarna 5-9 är signaler OX, bitarna 12 och 15 är signaler WX och
bitarna 13 och 14 är lâsningsstyrsignaler. Bitarna 10 och ll i Gl
utnyttjas för att styra vilken mod, dvs PTP, CP (hastighetsmoden),
JMS eller JMP, som manipulatorn skall arbeta i för ett särskilt pro-
gramsteg. I perioden G2 utnyttjas ej bitarna l-9 för moden PTP,
biten 10 är en annan signal QX, biten ll är en tidsfördröjningssignal,
som anger att det nästa programsteget skall väljas efter en förut-
bestämd tidsfördröjning, och bitarna 12-15 är ytterligare signaler
WX.
I CP- eller hastighetsmoden styr bitarna l-3 i perioden Gl
programmeringen av räknaren 742, som bestämmer antalet interpola- '
tionsintervall mellan två programsteg, såsom beskrivet i detalj ovan.
När bitarna 1-3 är noll, styres närmare bestämt räknaren 742 att
åstadkomma sexton interpolationsintervall, och när bitarna 1-3 är
001 åstadkommas trettiotvå interpolationsintervall, etc upp till
256 sådana intervall. Bit 4 är en programslutsignal i moden CP,
6; 7611920-5
bitarna 5-15 är likartade de i den ovan beskrivna PTP-moden. I
perioden G2 utnyttjas bitarna l-6 för att styra programmeringen
av räknaren 672, som bestämmer varaktigheten av varje multiplex-
period. Närmare bestämt styr bitarna l-6 i G2 räknaren 672 så, att
den räknar från ett minimum på 64 till ett maximum på 127, såsom
tidigare beskrivet. Bitarna 7-9 i G2 utnyttjas för att styra antalet
dividerarsteg som utnyttjas i divideraren 744. När bitarna 7-9 är
000, dividerar divideraren 744 med 24 och när dessa bitar är 100
dividerar divideraren 744 med 28. De återstående bitarna 10-15 är
likartade motsvarande bitar i den ovan beskrivna moden PTP.
I moden JMS ger bitarna l-9 och 12 startadressen för subrutin-
listan, bitarna 10 och ll utmärker operationsmoden JMS och bitarna
13-15 anger subrutinnumret, vilket kan variera från l till 7, om
upp till sju pallar samtidigt utnyttjas under en sammansättnings-
operation. I moden JMS betecknar bitarna l-3 i G2 antalet steg i
den särskilda JMS-sekvensen, medan övriga bitar i G2 ej utnyttjas.
I moderna JMP och JMP-R ger bitarna 1-9 och 12 i Gl startadressen,
till vilken hoppet skall göras, och bitarna 10 och 11 anger moderna
JMP och JMP-R. En "l" i bit 13 anger moden JMP-R, varvid armen _
återgår till steget N + 1, när en "l" (subrutinslutbit) är åstadkommen
i bit 15 i G2. Alla övrigabitar i G2 användes ej för moderna JMP
och JMP-R.
Adresshoppmoden JMP skall nu beskrivas närmare i detalj. Start-
adressen för moderna JMP, JMP-R och JMS är inrymd i bitarna l-9 och
12 i Gl. Dessa startadressdata matas över ledningarna BDn, CDn till
en serie av startadresslåskretsar 1080 i adressingångsväljaren 680
samt låses i dessa låskretsar, när en signal JPS tillföres. Signalen
JPS utvecklas av en JMP/JMS-detektor 1082, vilken är styrd av G1
och alstrar en utsignal på ledaren JPS, när bitarna 10 och ll i G2
är antingen "1“, "O" eller "l", "l". Detektorn 1082 alstrar också
en signal på ledaren JMP, när bitarna 10 och ll är "l", "l", och
alstrar en signal på ledaren JMS, när bitarna 10 och ll är "l", "O".
Startadressen i moden JMP matas således till läge 1 för MUX3 på
adressingångsväljaren 680. När en läs/skrivstyrenhet 1083 mottager
antingen en signal JMP eller en signal JMS från detektorn 1082,
matar den en signal över en ledare 1084 till en adressåterställnings-
logikenhet 1085, som i sin tur matar en signal över QAl till MUX2
i adressingångsväljaren 680 för att föra MUX2 till läge 2, så att
startadressen JMP matas från låskretsarna 1080 via MUX3, MUX2 och
MUX1 till MUX7. MUX7 är styrd av signalen WAR till läge 1, så att
7611920-5 "°
startadressen tillföres registret l064 samt via ledningarna ACn till-
föres minnet 628. Minnet 628 hoppar följaktligen omedelbart till
den nya startadressen och fortsätter successiva programsteg från
denna punkt. I moden JM? göres ingen återgång till ett tidigare
programsteg.
I moden JM?-R göres en återgång till steget N + l efter det
att minnet 628 har hoppat till den nya startadressen och därefter
påträffar en subrutinslutbit "l" i bit 15 i G2, såsom visat i fig. 63.
Vid början av en mod JMP-R_matas adressen för programsteget N + l,
vilken adress uppträder på adderarens 1081 utgång, över ledningarna
LAn till RAM2. RAM2 är ett direktaccessminne med åtta adresslitsar,
varvid nolladresslitsen utnyttjas för att lagra adressen för program-
steget N + l och de andra sju slitsarna utnyttjas för lagring av
nya startadresser för var och en av de sju JMS-sekvenser som samtliga
kan fortskrida samtidigt, såsom kommer att beskrivas närmare i detaljl
lägre fram i samband med hoppsekvensen JMS. Signalen på ledaren 1084
vid början av moden JMP-R för MUX8 på sekvensstyrskivan 1060 till '
läget l, så att adressen för programsteget N + l lagras i nolladress-
slitsen i RAM2. När en subrutinslutbit påträffas i bit 15 i G2, vilket
anger att moden JM?-R har avslutats och minnet 628 skall återgå till
programsteget N + l, matas en signal E/S till en läs/skrivstyrkrets
l083, vilken styr RAM2 via en ledare 1086 för utläsning av den adress
som är lagrad i nolladresslitsen i RAM2, och denna adress matas via
ledningar EXE till läge 2 för MUX3. Styrkretsen matar också en signal
över ledaren QAD till MUX3, så att denna föres till läge 2. Adressen
till programsteget N + 1 matas sedan via MUX3, MUX2, MUXl och MUX7
till registret 1064, så att minnet 628 återföres till programsteget
N + l och fortsätter serievis från denna punkt.
Moden JMS utnyttjas, när ett antal detaljer skall avlägsnas från
olika ställen på en pall under successiva avspelningscykler. Moden
JMS innefattar typiskt ett litet antal steg, vilka erfordras för att
lyfta en detalj från pallen och förflytta den till ett förutbestämt
läge. Samma antal programsteg erfordras således för varje avspel-
ningscykel, men detaljens läge på pallen skiljer sig för varje av-
spelningscykel. I arrangemanget enligt föreliggande uppfinning be-'
räknas de nödvändiga lägesinstruktionerna för upplockning av varje
detalj från en pall av datorn 1000 samt lagras i en sekvensiell serie
programsteg i minnet 628 under inlärningsoperationen, vilken opera-
tion betecknas operationsuppgift III, såsom beskriven i detalj längre
fram. Om en serie på tre steg måste utföras för upplockning av varje
71 1611920-5
detalj från pallen, kommer lägesinstruktioner att lagras i minnet
628 i på varandra följande trestegsgrupper. När ett programsteg
påträffas, vilket begär en sekvens JMS, är den första trestegsgruppens
startadress angiven av bitarna 1-9 och 12 i Gl, såsom diskuterat
ovan i samband med fig. 62. Om det antages, att den första trestegs-
gruppen i sekvensen JMS är lagrad vid programstegen 512, 513 och 514,
skulle startadressen för programsteget 512 ges av bitarna 1-9 och 12
i Gl och minnet 628 skulle bringas att hoppa till steget 512. När
dessa tre steg är avslutade, skulle minnet bringas att återgå till
steget N + 1 samt avsluta programmet. Under nästa avspelningscykel,
när steget N, som kräver denna sekvens JMS, åter påträffas, skall
emellertid minnet bringas att hoppa till steget 515, som avser det
korrekta stället för avlägsnande av den nästa detaljen från pallen,
snarare än steget 512, vars adress uppträder i bitarna l-9 och 12
i steget N. Programstegen 515, 516 och 517 ger då de korrekta inf
struktionssignalerna för avlägsnande av den andra detaljen från
pallen. Dessutom kan en serie olika pallar, upp till maximalt sju,
samtliga användas vid olika punkter i programmet och minnet 628
bringas att hoppa till den korrekta adressen för varje pallsubrutin
som begäres.
Antalet steg i sekvensen JMS (instruktioner W) för en särskild
pall är givet av bitarna l, 2 och 3 i G2 och tillföres en W-låskrets
1087 varje gång ett JMS-modprogramsteg påträffas. En räknare 1088
räknar då antalet på varandra följande programsteg och när räknarens
utsignal är lika med det i W-låskretsen 1087 inställda talet alstrar
en komparator 1089 en utsignal, som tillföres läs/skrivstyrkretsen
1083 och även återställer räknaren 1088 och låskretsen 1087.
Sättet, på vilket sekvensstyrkretsen 1060 arbetar för att bringa
minnet 628 att hoppa till den första startadressen för den första
detaljen på pallen och därefter till successiva nya steggrupper under
successiva avspelningscykler, skall nu beskrivas under antagande av
en trestegssekvens samt att det första stegets startadress är 512,
vilken startadress 512 först lagras i startadresslåskretsarna 1080,
när detektorn alstrar en signal JPS. Stegets N + 1 adress är också
lagrad i nolladresslitsen i RAM2, såsom tidigare beskrivits, och
subrutinnumret för pallen, angivet av bitarna 13, 14 och 15 i Gl,
är lagrat i en av ett flertal subrutinlåskretsar 1090, av vilka det
finns en för var och en av de sju pallrutinerna. Det lagrade sub-
rutinnumret avkodas i en avkodare 1091 och verksamgör den motsvarande
av ett flertal första passeringens detektorvippor 1092, så att en
7611920-5 72
vippa inställes, vilken motsvarar det subrutinnumret. Dessa vippor
återställes, när strömmen först slås till, av ett pulsknippe från
en oscillator 1093, vilken är kopplad till en startstyrkrets 1094,
som i sin tur styr återställningen av RAM2 samt läs/skrivstyrkretsen
1083. Den första passeringens vippdetektorer 1092 återställes ocksâ,
när subrutinslutbiten påträffas i det sista programsteget i sekvensen
JMS, för avlägsnande av den sista detaljen från pallen, såsom kommer
att beskrivas närmare i detalfi längre fram.
Så snart startadressen 512 är lagrad i låskretsarna 1080 och
signalen JPS är alstrad, matas denna startadress till minnet 628
och de tre programstegen 512, 513 och 514 i denna sekvens JMS ut-
föres. Efter det att stegets N + 1 adress är lagrad i nollslitsen i
RAM2 föres MUX8 till läge 2, så att RAM2 nu adresstyres av det sub-
rutinnummer som är lagrat i en av lâskretsarna 1090. Om sekvensen
JMS exempelvis avser den första pallen, kommer.RAM2 att adresseras
så, att adresserna för programstegen 513, 514 och 515 successivt
skrives in i adresslitsen i RAM2, vilken slits motsvarar den första
pallen, varvid det påminnes om att stegets N + 1 adressdata tillföres
RAM2 över ledningarna LAn. När de tre stegen är avslutade och kompa-
ratorn 1089 alstrar en utsignal, lagras följaktligen adressen till
steget 515, som är det första steget i nästa sekvens JMS, i den
_slits i RAM2 som är tilldelad den första pallen. Läs/skrivkretsen -
1083 reagerar för komparatorutsignalen genom att föra MUX8 till
läge 1 och styra RAM2 så, att steget N + l läses ut från nolladress-
slitsen i RAM2 över ledningar JAn och via MUX3 till adressregistret
2678, så att minnet 628 återföres till steget N + l. Eftersom vippan
i den första passeringens detektorer 1092 förblir inställda, sändes
emellertid nästa gång steget N påträffas och en startadress 512
lagras i låskretsarna 1080 denna startadress ej till minnet 628.
I stället reagerar läs/skrivkretsen 1083 för É-signalen, som utveck-
las av den inställda vippan, genom att mata en signal på ledningeni
QAD till MUX3, så att adressen för steget 515, vilken adress är
lagrad i den motsvarande slitsen i RAM2, matas över ledningarna JAn
och via MUX3, MUX2 och MUXl till adressregistret 678.
Ovanstående operation kommer att fortsätta under successiva _
avspelningscykler, tills den sista detaljen har avlägsnats från paller
När detta inträffar har det sista steget i den sekvensen JMS en "l"
i bit 15 i G2, vilken utnyttjas för att alstra en subrutinslutsignal
E/S, vilken tillföres detektorerna 1092 samt läs/skrivkretsen 1083
för âterställning av dessa kretsar. När en ny pall tillföres, kommer
73 7611920-5
adressen att styras av lâskretsarna 1080, eftersom ingen första
passeringens vippa 1092 ännu har inställts. I detta sammanhang
påpekas det, att detektorerna 1092 innefattar en vippa för vart
och ett av de sju subrutinnummer som kan lagras i lâskretsarna
1090, så att detaljer kan avlägsnas från upp till sju pallar under
samma program.
En kort beskrivning ska1l~nu lämnas av de särskilda uppgifter
som datorn 1000 kan utföra under inlärningshjälpoperationen.
Den första uppgift som datorn kan utföra under inlärningshjälp-
operationen, vilken uppgift kan betecknas som uppgift I, består
i att utföra alla de nödvändiga beräkningarna för förflyttning i
en önskad riktning en angiven sträcka och med en angiven hastighet,
såsom beskrivits i detalj ovan i samband med fig. 31-49, samt att
lagra de beräknade resultaten i minnet 628 på de erforderliga
adresserna. Det är i detta sammanhang klart, att inlärningsopera-
tören kan förflytta manipulatorarmen till ett önskat läge och rikta
in den i en önskad riktning, när strömställaren 1024 är i det l
normala inlärningsläget 1026, och också kan programmera önskade
hjälpstyrsígnaler via hjälpstyrpanelen 1044, när strömställaren
1024 är i det manuella inlärningsläget 1027. Närhelst datorn 1000
skall utföra en inlärningsuppgift är emellertid strömställaren
1024 i datorläget 1028, såsom beskrivet i detalj ovan.
En typisk ínlärningsoperation av typ uppgift I är visad nedan:
UPPGIFT I Interaktiv styrning dator-manipulator
(1) UPPGIFT? 1
(2) R NÄR ROBOT KLAR R
(3) ROBOT NR: l
(4) B “: ø
(5) C ": -3
(6) S ": -2
(7) VEL: 12ø
(8) F ELLER G: G
(9) X FöR x BITAR: x
(10) øøøøøøWWWWWW
(11) xxxxxxxxxxxx
(12) 1234561234S6
(13) øøøøøøøøøøøø
(14) K FöR ANDRA BITAR= K
(15) KKTE
mv..
761192Û"5 - 74
(16) l2DP
(17) løøø
(18) P FoRTsÄTT= P
(19) sKRIv ADRESS ocn 6 VÄRDEN
(20) øløøøø ø22315 ø15653 ø227ø3 ø3717ø ø4øøøø ø4ø644
(21) “P FoRTsÄTT= P
(22) UT RoBoT
(23) løøøø løøøl løøø2 løøø3 løøø4 løøø5 løøøö løøø72
(24) 12øø2 ø 21553- 15631 22545 3666ø 4øø74 4ø63ø
(25) UT RoBoT _
(26) løølø løøll løøl2 1øøl3 1øøl4 løøl5 løølö løøl7
(27) l2øø2 ø Zlølø 15613 224ø7 3635ø 4øl67 4ø6l6
(28) UT RoBoT
(29) løø2ø løø2l løø22 løø23 løø24 løø25 løø26 løø27
(30) _l2øø2 ø 2ø244 l56øø 22252 36ø4ø 4ø262 4ø6ø6
(31) UT RoBoT
(32) 1øø3ø 1øø31 1øø32 1øø33 1øø34 1øø35 1øø36 1øø37
(33) 12øø2 ø 175øø 15s7ø 22117 35531 4ø354 4ø6øø
(34) UT RoBoT-
(35)) løø4ø løø4l 1øø42 løø43 løø44 1øø45 løø46 løø47
(36) 12øø2 ø 16734 15563 21764 35223 4ø446 4ø575
(37) UT RoBoT -
(38) 1øø5ø 1øø51 1øø52 1øø53 1øø54 1øø55 1øø56 1øø57
_(39) 12øø2 ø 1617ø 15561 21633 34715 4ø54ø 4ø573
(40) ~UT RoBoT Å
(41) løøöø løøöl 1øø62 løø63 løø64 1øø65 løø66 løø67
((42) 12øø2 ø 15426 15563 215ø3 _3441ø 4ø631 4ø572
(43) UT RoBoT
(44) 1øø7ø 1øø71 1øø72 1øø73 1øø74 1øø75 1øø76 1øø77
(45) 12øø2 ø 14664 15567 21354 341ø3 4ø722 4ø574
(46) UT RoBoT _
(47) løløø 1ø1ø1 1ø1ø2 1ø1ø3 1ø1ø4 1ø1ø5 1ø1ø6 1ø1ø7
(48) 'l2øø2 1 l4l2ø 15577 21226 33575 4løl3 4ø577
(49) SLUT
(50) SISTA STEG = 52ø
(51) UPPGIFT
I fråga om följden av händelser vid utförande av ovanstående
inlärningsoperationsuppgift I skriver datorn först uppgift? (rad l)
på fjärrskrivmaskínsenheten 1004 samt väntar. Inlärningsoperatören
skriver då numret på den tilldelade uppgiften, dvs "l". Datorn
75 7611920-5
skriver sedan på rad 2 R NÄR ROBOT KLAR och väntar. Operatören
kan nu rikta in manipulatorhanden i den önskade riktningen, om
han ej redan har gjort detta, och skriver så R på slutet av rad 2.
Datorn skriver sedan på rad 3 ROBOT NR: och väntar, tills operatören-
skriver numret på den robot som skall styras, i detta fall robot
nr l. Ett sådant arrangemang erfordras då två eller fler robotar
betjänas av en dator. Datorn skriver sedan på rad 4 B": och väntar
på att operatören skall skriva den önskade rörelsesträckan längs
axeln b, såsom beskrivits i detalj ovan i samband med fig. 29. I
detta fall önskas nollrörelse längs b och operatören skriver 0
vid slutet av rad 4. På likartat sätt kompletteras raderna 5 och
6 av operatören för att ange de önskade sträckorna längs axeln c
och längs svepaxeln (S). I detta fall önskas en sträcka på -3'2,54 cm
längs axeln C och -2-2,54 cm längs axeln S. På rad 7 skriver datorn
sedan VEL: och väntar på att operatören skall fylla i den önskade
rörelsehastigheten för den önskade riktningen. I detta fall skriver
operatören "l20“, vilket anger en hastighet på 120-2,54 cm/min.
Såsom allmänt beskrivits ovan grundar sig de i fig. 31-49 visade
beräkningarna på antagandet, att de tre yttre punkterna, dvs
punkten 3, punkten 5 och punkten 6, samtliga rör sig parallellt.
Om en sådan parallell rörelse antages över en relativt stor sträcka,
så kommer väsentliga fel att införas i beräkningarna. Datorn 1000
delar därför först upp den önskade sträckan i små rörelseinkrement
i den önskade riktningen samt gör separata beräkningar av kodar-
värdena för alla sex axlarna, vilka värden är nödvändiga för att
förflytta manipulatorarmen successivt till dessa punkter. Dessa
inkrement kan vara antingen grova eller fina i beroende av den
önskade noggrannheten, med vilken rörelsen skall utföras. För detta
ändamål skriver datorn på rad 8 "F ELLER G:" och väntar på att
operatören skall ange huruvida den erfordrade sträckan skall delas
upp i fina (F) eller grova (G) intervall. I detta fall skriver
operatören G pâ slutet av rad 8. _
Pâ rad 9 skriver datorn sedan X för X BITAR: samt väntar.
Om operatören önskar ändra någon av hjälpstyrsignalerna i G1 och
G2 skriver han "X" vid slutet av rad 9. Om han ej önskar göra
några ändringar från det manuella inlärningstillståndet, skriver
han VR (vagnretur) vid slutet av rad 9. I föreliggande fall skriver
operatören X och datorn reagerar genom utskrift av raderna 10, ll
och 12. I vertikala kolumner anger dessa rader de sex signalerna
OX och de sex signalerna WX. Operatören skriver sedan på rad 13
7611920-5 75
den önskade beteckningen för varje signal OX och varje signal
WX. I föreliggande fall skrevs nollor för alla kolumnerna, vilket
anger att inga signaler OX eller WX erfordras för detta program-
steg.
På rad 14 skriver datorn sedan K FÖR ANDRA BITAR: samt väntar.
Operatören kan ändra andra bitar genom att skriva K på slutet
av rad 14. Datorn skriver raderna 15 och 16 samt väntar på att
operatören skall fylla i rad 17. I föreliggande fall programmeras
låskretsen Kl att verksamgöras genom att en "l" skrives under Kl,
medan nollor skrives under de andra kolumnerna.
Datorn 1000 har nu all den information den behöver för att slut-
föra den tilldelade uppgift I samt skriver på rad 18 P FORTSÄTT:
samt väntar. Operatören skriver P, när han är klar för datorns
utförande av beräkningarna och lagringen av den på de önskade
*adresserna i minnet 628. I den åskådliggjorda utskriften skrives
emellertid adress- och kodarvärdena för manipulatorns förhanden-
varande läge ut på raderna 19 och 20, men det är klart, att denna
information normalt tillföres datorn 1000 via ledningarna Dn utan
att någon utskrift göres. Alla adress- och kodarvärden skrives ut
i oktalkod, varvid varje oktalsiffra är omvandlingsbar till tre
binära siffror enligt följande:
Oktal siffra ' Binär grupp
' ooo
001
010
011
100
101
110
lll
~: m un ß ua Nlhfl o
I föreliggande fall anges adressen 512 för lagringen av den första
beräknade gruppen av värden av oktalkodstalet 010000 på rad 20
samt de sex förhandenvarande kodarvärdena av de sex oktaltal som
följer därefter. Raderna 21-98 åskådliggör sedan sättet, på vilket
datorn beräknar successiva inkrement i den önskade riktningen och
lagrar dem på successiva adresser i minnet 628, varvid det är klart
att dessa rader normalt ej skrives ut under en inlärningsoperation.
Lagringen i minnet 628 av de beräknade kodarvärdena uppnås genom
sändning av adressdata för en grupp beräknade värden över ledningarna
77 7611920-5
CAn samt via MUXI och MUX7 till registret 1064 i adresstyrenheten
678. Den sänder också passande gruppadressinformation över ledningar-
na CGC (0-2) och via MUX5 för styrgruppsadressering av minnet 628
i stället för gruppräknaren 674. De beräknade kodarvärdena sändes
via gränssnittet 1002, ledningarna CEn, MUX6 och MUX9 till minnet
628. Med hänvisning till rad 23 är adresserna för de åtta perioderna
Gl-G8 i programsteget S12 givna i oktalkod och de mot varje period
svarande instruktionerna är lämnade på rad 24. Gl-instruktionen
12002 motsvarar således i binär kod 001 010 000 000 010, som måste
läsas i omvänd ordning, såsom angivet i fig. 62 och 63. Denna in-I
struktion anger en signal Acc. 3 i bit 2, en CP-modsignal i fig. ll
(angivande att vid avspelning rörelsen för detta programsteg sker
i hastighetsmoden, såsom beskriven i detalj ovan) samt en lâssignal
Kl i bit 13, motsvarande den information som skrevs in av operatören
på rad 17. Inga instruktionssiffror uppträder i perioden G2 på rad
24, och de sex oktaltal som därefter följer är de beräknade kodar-
värdena, vilka lagras i minnet 628 på det i detalj ovan beskrivna
sättet. Raderna 25, 26 och 27 i utskríften motsvarar den nästa
gruppen kodarvärden, som beräknas av datorn 1000, varvid det
påpekas, att hjälpstyrsignalerna förblir desamma. Detta nästa stegs
adress är emellertid 5l3, såsom angivet av raden 26. På samma sätt
utföres sju andra grupper beräkningar, angivna på raderna 28-48,
av datorn samt lagras i successiva adresser i minnet 628. På rad
49 skriver datorn sedan SLUT och på rad 50 skrives den sista adressen,
dvs 520, i decimal kod, så att operatören har en indikering på
det antal programsteg som har fyllts av datorberäkningarna.
Efter det att dessa beräkningar gjorts och lagrats i minnet 628
avvaktar datorn nästa uppgiftstilldelning. Om önskat kan inlärninge-
operatören gå till manipulatorn och kasta om inlärnings-repeter-
strömställaren till repetermoden och kontrollera stegen, vilka just
har beräknats, genom att iakttaga manipulatorhandens rörelse som
gensvar på de beräknade grupperna av kodarvärden, vilka har lagrats
i minnet 628.
Datorn 1000 kan också utnyttjas för utförande av en annan uppgift,
betecknad uppgift II, under inlärningsoperationen. Vid utförande
av uppgift II matas manipulatorarmens lägen vid två ändpunkter av
en önskad bana till datorn, som sedan beräknar hastighetsstyrkon-
stanterna och registrerar dem i intervallen Gl och G2 för det pro-
gramsteg som är inbegripet vid rörelse mellan de tvâ önskade änd-
punkterna, så att ändeffektpunkten, dvs punkt 6, kommer att röra
7611920-5 78
sig i en rät linje mellan dessa två ändpunkter. En sådan dator-'
assistans vid en inlärningsoperation är särskilt fördelaktig vid
ljusbågssvetsning eller liknande, där ändeffektpunkten (t ex ljus-
bågssvetsspetsen) måste förflyttas i en krökt eller sinusformig bana.
Identidigare teknikens arrangemang, exempelvis beskrivna i den
amerikanska patentskriften 3 885 295, måste inlärningsoperatören
programmera manipulatorn i exakta, lika små intervall för att uppnå
en konstant hastighet vid avspelning.1ü1sådan fysisk mätning medför
nödvändigtvis en viss grad av onoggrannhet i fråga om intervallängden,
för vilken programstegen registreras, så att vid avspelning denna
variation i programstegsintervall resulterade i motsvarande varia-
tioner i manipulatorhandens rörelsehastighet. Vid inlärningsopera-
tionsuppgiften II enligt föreliggande uppfinning beräknar datorn
1000 AS, dvs sträckan mellan de två önskade ändpunkterna, och beräk-
nar sedan hastighetskonstanterna, vilka erfordras för förflyttning
över denna sträcka med en önskad hastighet. Inlärningsoperatören
behöver således ej ställa in manipulatorarmen i exakt lika åtskilda
punkter utmed den önskade, krökta banan utan ställer i stället helt
enkelt in armen i två punkter längs banan och informerar datorn om
den erfordrade hastigheten mellan punkterna. Detta förenklar väsent-
ligt inlärningsoperationen för programmering av krökta banor, efter-
som operatören endast behöver programmera nära varandra belägna
punkter på skarpa kurvor utan hänsyn till exakt lika avstånd mellan
dessa punkter och datorn bestämmer och lagrar de korrekta hastig-
hetskonstanterna, så att rörelse längs en rät linje med önskad hastig-
het uppnås vid avspelning.
En typisk inlärningsoperationsuppgift II lämnas genom följande
utskrift:
UPPGIFT II Interaktiv styrning dator-manipulator
(1) UPPGIFT? 2
(2) R NÄR Rosor KLAR R
(3) _RoBoT NR: 1
(4) sxRIv ADRESS ocn 6 VÄRDEN
(5) øøø73ø ø22315 ø15653 ø227ø3 ø3717ø ø4øøøø ø4ø644
(6) R FoRmsÄTm= P
(7) RLYTTA Rosor, R DÅ KLAR R
(8) T FöR vERKTYGsoFFsET= T
(9) QFFSET B: 9,75
(10) OFFSET c: -1
'(11) -OFFSET S: 0,5
79 761 TÉ-ÉÛ-*S
(12) vEL= 120
(13) x rön x ß1TAn= x
(14) øøøøøøwwwwww
(15) xxxxxxxxxxxx
(16) 1234s61234ss
'(11) øøøøøøøøøøøø
(18) K FÖR ANDRA BITAR: K
(19) RKTE
(20) l2DP
(21) lløø
(22) P FORTSÄTT: P
(23) SKRIV ADRESS OCH 6 VÃRDEN
(24) øøø73ø øø6222 ølöløø øl777ø ø3ø276 ø42ø2l ø4ø726
(25) P FORTSÄTT: P
(26) UT ROBOT
(27) 73ø 731 732 733 734 735 736 737
(28) 32øø4 llø 6222 l6løø l777ø 3ø276 42ø2l 4ø726
(29) SLUT
(30) SISTA STBG = 59
(31) UPPGIFT?
Vid en inlärningsoperationsuppgift II förflyttar den inlärande
operatören först manipulatorhanden till den första ändpunkten samt
går sedan till skrivmaskinen 1004 och skriver "R" vid slutet av
rad 2 samt robotens nummer på rad 3, såsom diskuterat ovan i samband
med en operationsuppgift I. I åskådliggörande syfte visar ovanstående
utskrift adress- och kodarvärden för den första ändpunkten på rad 5,
ehuru raderna 4 och 5 normalt ej skulle skrivas ut. Efter det att
dessa data har mottagits av datorn skriver den på rad 7 FLYTTA ROBOT,
R DÅ KLAR samt väntar. Inlärningsoperatören tager då åter upp inlär-
ningsstyrpistolen 656 och förflyttar armen till den önskade banans
andra ändpunkt. Efter att ha förflyttat armen till detta läge anger
operatören att armen är i den andra ändpunkten genom att skriva
R vid slutet av rad 7. I âskådliggörande syfte är denna nya grupp
kodarvärden lämnade på rad 24. Datorn skriver sedan rad 8 T FÖR
VERKTYGSOFFSET: samt väntar. Om ändeffektpunkten (punkten 6 i ovan-
stående beskrivning) är förskjuten från de förutbestämda värdena
på b, c och s, såsom exempelvis med en bâgsvetsningsspets, skriver
operatören dessa konstanter vid slutet av raderna 9, 10 och ll efter
att ha skrivit T vid slutet av rad 8. Operatören skriver sedan den
7011920-5 2 80
önskade hastigheten mellan ändpunkterna, i detta fall 120-2,54 cm/min.
Operatören kan också programmera OX, WX och andra hjälpstyrbitar i
Gl, G2, såsom visat med raderna 13-21.
Efter det att-nämnda kodardata för de önskade ändpunkterna har
tillförts datorn 1000 beräknar denna först AS, dvs sträckan mellan
ändpunkterna, genom att först omvandla kodarvärdena till kartesiska
koordinater medelst transformationsekvationerna (19), (20) och (21)
samt beräknar
As = VQX2 _ Xl)2 + (YZ _ Yl)2 + (22 _ Zl)2 . Efter det att AS
bestämts fastställer datorn det antal interpolationsintervall som
skall användas i enlighet med följande tabell: I
AS (-2,54 cm) Antal interpola- _ Kod
tionsintervall
0,1 - 0,2 16 000
0,2 - 0,4 32 4 001
0,4 - 0,8 64 010
0,8 - 1,6 128 011
1,6 - 3,2 256_ 2 100
Datorn kodar sedan interpolationsintervallsantalet för regi- '
strering i bitarna l, 2 och 3 i G2, såsom beskrivits ovan i samband
med fig. 62. Datorn beräknar sedan den totala tid som erfordras
för rörelse mellan ändpunkterna genom att dividera AS med hastigheten
samt väljer det korrekta antalet delarsteg i frekvensdelaren 744,
vilket antal innesluter den beräknade totala tiden, enligt följande
tabell:
Total tid (us) Delarsteg Kod
3,125 - 6,250 424 000
6,250 - 12,500 ' 25 001
12,500 - 25,000 '26 010
25,000 - 50,000 27 011
50,000 - 100,000 28 100
Datorn kodar sedan det valda antalet delarsteg för registrering
i bitarna 7, 8 och 9 i G2, såsom beskrivits ovan i samband med fig. 63.
Om det antages, att den totala tiden är 7027 us skulle datorn välja
25 som det korrekta antalet delarsteg. Eftersom valet av antalet
delarsteg emellertid endast är approximativt, såsom framgår av ovan-
81 7611920-5
stående tabell, beräknar datorn sedan den korrekta räknehastigheten
för den programmerbara räknaren 672 så, att oscillatorklockpulserna
delas med det exakt rätta beloppet för att ge den erforderliga totala
tiden. Datorn kodar sedan den önskade räknehastigheten för regi-
strering i bitarna 1-6 i Gl. I ovanstående utskrift av uppgiften II
ger rad 28 instruktionsdata för Gl och G2 samt sex kodarvärden för
punkt z. Dessa kodarvärden är desamma som på raden 24, som visar
kodarvärdena, när manipulatorn från början förflyttas till den andra
punkten före datorberäkningarna. Det påpekas också, att adressen för
'data pâ raden 28 är lämnad på rad 27, vilken adress är densamma som
först åstadkoms, när den första punkten tillfördes datorn, såsom
visat på rad 5. I ovanstående utskrift motsvarar det första instruk-
tionstalet 32004 i oktal form på rad 28 för perioden Gl det 15 bitar
uppvisande binära talet 011-010-000-000-100. När detta tal läses
från höger till vänster för bitarna 1-15 i Gl (fig. 62), framgår
det att bitarna 1-3 visar 32 som antalet interpolationsintervall.
Det andra oktala talet 00110 på rad 28 för perioden G2 motsvarar det
15 bitar uppvisande binära talet 000-000-001-001-000. Bitarna l-6
lästa från höger till vänster anger en delningshastighet på 72 för
räknaren 672, varvid det påminnes om att denna räknare har en minsta
räknetakt på 64, vilken adderas till det kodade 0001 i bitarna 1-6
.för att ge 72. Bitarna 7-Q lästa från höger till vänster anger en
delartakt på 25 för delaren 744, liksom i ovanstående exempel.
I enlighet med en annan sida av uppfinningen kan datorn 1000
utnyttjas för att beräkna kodarvärdena och hastighetsstyrkonstanterna,
vilka erfordras för att förflytta manipulatorhanden under successiva
avspelningscykler för upplockning av olika detaljer från en pall,
på vilken detaljerna är belägna i olika lägen, varvid denna uppgift
betecknas uppgift III. Om manipulatorhanden 96 skall programmeras
att successivt plocka upp olika detaljer från pallen 58 (fig.3),
är det således nödvändigt att programmera manipulatorhanden 96 så,
att den är vinkelrät mot pallens 58 plan och befinner sig omedelbart
över en av de på pallen belägna detaljerna. Handen måste sedan pro-
grammeras att förflytta sig längs en rät linje till ett läge för
gripning av en av detaljerna samt att gripa detaljen efter det att
en luftventil verksamgjorts, varefter handen skall förflyttas till-
baka längs denna linje. Eftersom pallens 58 plan lutar, är det emel-
lertid klart, att rörelsen till ingrepp med detaljen och för avlägs-
nande av detaljen från pallen sker längs en linje, som ej är paral-
lell med någon av de styrda axlarna.
7611920-5 82
Den ovan beskrivna operationsuppgiften I kan utnyttjas för att
åstadkoma rörelse längs axeln b, t ex till ingrepp med detaljen
och för avlägsnande av detaljen från pallen. För att förenkla upp-
giften att lära manipulatorn att plocka upp var och en av ett stort
antal detaljer från samma pall under successiva avspelningscykler
är operationsuppgift III anordnad att ge alla de nödvändiga lägena
för âstadkommande av upplockningen av varje detalj under successiva
avspelningscykler frân olika lägen på pallen 58. För detta ändamål
tillföres datorn 1000 koordinaterna, vilka definierar pallens 58
plan, den önskade riktningen, längden och hastigheten för införingén
och tillbakadragningen samt antalet lägen på pallen. Datorn gör sedan
de nödvändiga beräkningarna för upplockning av varje detalj samt I
lagrar de beräknade grupperna av kodarvärden, vilka motsvarar upp-
plockning av varje detalj enligt successiva programsteg i manipula-
torminnet 628, såsom beskrivet ovan i samband med operationsmodsekven-
sen JMS. Närmare bestämt flyttar inlärningsoperatören först manipula-
torhanden till ett läge över en av detaljerna i ett hörn av pallen
58, såsom detaljen 58a (fig. 3), och flyttar manipulatorhanden ned
till ett läge, där fingrarna griper detaljen 58a under det att denna
fortfarande befinner sig på pallen 58. Denna nedåtriktade rörelse
kan åstadkommas medelst en operationsuppgift I, beskriven ovan. När
manipulatorarmen förflyttas till ett läge för gripning av detaljen
58a, matas denna information till datorn. Manipulatorhanden förflyttas
sedan till ett läge för gripning av en detalj 58b vid ett annat hörn
av pallen 58 och efter det att dessa data har tillförts datorn för-
flyttas manipulatorarmen till ett läge för gripning av en detalj
58c vid ett tredje hörn av pallen 58, vilken information också till-
föres datorn. Efter det att informationen beträffande punkterna,
i vilka detaljerna 58a, 58b och 58c måste gripas av manipulatorhanden,
har matats till datorn är datorn informerad om alla nödvändiga data
för beräkning av pallens 58 plan. Genom att dessutom tillföra data
beträffande de övre och nedre lägena för detaljen 58a blir datorn
också informerad om de nödvändiga data för att utföra likartade be-
räkningar för införing och tillbakadragning vid var och en av de
andra punkterna på pallen 58. När datorn sedan tillförts information
avseende antalet detaljer på pallen och avståndet mellan detaljerna,
beräknar den sedan mellanliggande lägen, vilka manipulatorhanden 96
måste intaga för att gripa var och en av de olika detaljerna på
pallen under olika, successiva avspelningssammansättningscykler.
En typisk inlärningsdperationsuppgift III är visad genom följande
81 7611920-5
stående tabell, beräknar datorn sedan den korrekta räknehastigheten
för den programmerbara räknaren 672 så, att oscillatorklockpulserna
delas med det exakt rätta beloppet för att ge den erforderliga totala
tiden. Datorn kodar sedan den önskade räknehastigheten för regi-
strering i bitarna l-6 i Gl. I ovanstående utskrift av uppgiften II
ger rad 28 instruktionsdata för Gl och G2 samt sex kodarvärden för
punkt z. Dessa kodarvärden är desamma som på raden 24, som visar
kodarvärdena, när manipulatorn från början förflyttas till den andra
punkten före datorberäkningarna. Det påpekas också, att adressen för
'data på raden 28 är lämnad på rad 27, vilken adress är densamma som
först åstadkoms, när den första punkten tillfördes datorn, såsom
visat på rad 5. I ovanstående utskrift motsvarar det första instrukß
tionstalet 32004 i oktal form på rad 28 för perioden Gl det 15 bitar
uppvisande binära talet Oll-010-000-000-100. När detta tal läses
från höger till vänster för bitarna l-15 i Gl (fig. 62), framgår
det att bitarna l-3 visar 32 som antalet interpolationsintervall.
Det andra oktala talet 00110 på rad 28 för perioden G2 motsvarar det
15 bitar uppvisande binära talet 000-000-001-001-000. Bitarna 1-6
lästa från höger till vänster anger en delningshastighet på 72 för
räknaren 672, varvid det påminnes om att denna räknare har en minsta
räknetakt på 64, vilken adderas till det kodade 0001 i bitarna l-6
för att ge 72. Bitarna 7-¶ lästa från höger till vänster anger en
delartakt på 25 för delaren 744, liksom i ovanstående exempel.
I enlighet med en annan sida av uppfinningen kan datorn 1000
utnyttjas för att beräkna kodarvärdena och hastighetsstyrkonstanterna,
vilka erfordras för att förflytta manipulatorhanden under successiva
avspelningscykler för upplockning av olika detaljer från en pall,
på vilken detaljerna är belägna i olika lägen, varvid denna uppgift
betecknas uppgift III. Om manipulatorhanden 96 skall programmeras
att successivt plocka upp olika detaljer från pallen 58 (fig,3),
är det således nödvändigt att programmera manipulatorhanden 96 så,
att den är vinkelrät mot pallens 58 plan och befinner sig omedelbart
över en av de på pallen belägna detaljerna. Handen måste sedan pro-
grammeras att förflytta sig längs en rät linje till ett läge för
gripning av en av detaljerna samt att gripa detaljen efter det att
en luftventil verksamgjorts, varefter handen skall förflyttas till-
baka längs denna linje. Eftersom pallens 58 plan lutar, är det emel-
lertid klart, att rörelsen till ingrepp med detaljen och för avlägs-
nande av detaljen från pallen sker längs en linje, som ej är paral-
lell med någon av de styrda axlarna.
7611920-5 82
Den ovan beskrivna operationsuppgiften I kan utnyttjas för att
åstadkomma rörelse längs axeln b, t ex till ingrepp med detaljen
och för avlägsnande av detaljen från pallen. För att förenkla upp-
giften att lära manipulatorn att plocka upp var och en av ett stort
antal detaljer från samma pall under successiva avspelningscykler
är operationsuppgift III anordnad att ge alla de nödvändiga lägena
för âstadkommande av upplockningen av varje detalj under successiva
avspelningscykler från olika lägen på pallen S8. För detta ändamål
tillföras datorn 1000 koordinaterna, vilka definierar pallens S8
plan, den önskade riktningen, längden och hastigheten för införingen
och tillbakadragningen samt antalet lägen på pallen. Datorn gör sedan
de nödvändiga beräkningarna för upplockning av varje detalj samt
lagrar de beräknade grupperna av kodarvärden, vilka motsvarar upp-
plockning av varje detalj enligt successiva programsteg i manipula-
torminnet 628, såsom beskrivet ovan i samband med operationsmodsekven-
sen JMS. Närmare bestämt flyttar inlärningsoperatören först manipula-
torhanden till ett läge över en av detaljerna i ett hörn av pallen
58, såsom detaljen 58a (fig. 3), och flyttar manipulatorhanden ned
till ett läge, där fingrarna griper detaljen 58a under det att denna
fortfarande befinner sig på pallen 58. Denna nedåtriktade rörelse
kan åstadkommas medelst en operationsuppgift I, beskriven ovan. När
manipulatorarmen förflyttas till ett läge för gripning av detaljen
58a, matas denna information till datorn. Manipulatorhanden förflyttas
sedan till ett läge för gripning av en detalj 58b vid ett annat hörn
av pallen 58 och efter det att dessa data har tillförts datorn för-
flyttas manipulatorarmen till ett läge för gripning av en detalj
58c vid ett tredje hörn av pallen 58, vilken information också till-
föres datorn. Efter det att informationen beträffande punkterna,
i vilka detaljerna 58a, 58b och 58c måste gripas av manipulatorhanden,
har matats till datorn är datorn informerad om alla nödvändiga data
för beräkning av pallens 58 plan. Genom att dessutom tillföra data
beträffande de övre och nedre lägena för detaljen 58a blir datorn
också informerad om de nödvändiga data för att utföra likartade be-
räkningar för införing och tillbakadragning vid var och en av de
andra punkterna pâ pallen 58. När datorn sedan tillförts information
avseende antalet detaljer på pallen och avståndet mellan detaljerna,
beräknar den sedan mellanliggande lägen, vilka manipulatorhanden 96
måste intaga för att gripa var och en av de olika detaljerna på
pallen under olika, successiva avspelningssammansättningscykler.
En typisk inlärningsóperationsuppgift III är visad genom följande
83 7611920-5
utskrift:
UPPGIFT III Interaktiv styrning dator-manipulator
UPPGIFT2 3 "
(1) RoBoT NR: 1
(2) OFFSRT B: 8,75
(3) OFFSET C: 0,25
(4) OFFSET s: 0,25
(5) VEL: 24ø
(6) X FÖR X BITAR: X
'(7) øøøøøøWWWWWW
(8) XXXXXXXXXXXX
(9) l23456l23456
(10) løøøøøøøøøøø
(ll) K FÖR ANDRA BITAR= K
(12) KKTE
(13) lznp
(14) zøøø
(15) STARTADRESS: 512
(16) sus NR: 2
(I7) W: 2
(18) N-MAX: 4
.(19) M-MAX: 2
(20) R NÄR RoBoT KLAR R
(21) sKRIv AnREss ocn 6 VARDEN
(22) øøø77ø ø2ø537 ø32773 øsø413 ø3s436 ø4øøøø ø37747
(23) P RoRTsATT= P
(24) R NÄR RoßoT KLAR R
(25) sRRIv AnREss oca 6 VARDEN
(26) øøø77ø ø17146 ø3234s ø47744 ø3s436 ø4øøøø ø37772
(27) R FoRTsATT= P
(28) R NÄR RoBoT KLAR R
(29) SKRIV ADRESS OCH 6 VÄRDEN _
(ao) øøø77ø ø1714e ø3z347 ø47744 ø4ø726 ø4øøøø ø37ø12
(31) P RoRTsATT= 2 ~
(32) R NÄR ROBOT KLAR R
(33) sRR1v AnREss ocn 6 VARDRN
(34) øøø77ø ø1777s ø31212 ø47s74 ø3s4ø2 ø4øøøø ø4øø11
(35) P FORTSATT: P
(36) UT RoBoT
(37) 77ø 771 772 773 774 775 776 777
i
(38)
(39)
(40)
(41)
(42)
(43)
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
(50)
(51)
(52)
(53)
(54)
(55)
(56)
(57)
(58)
(59)
(60)
(61)
(62)
(63)
(64)
(55)
(66)
(67)
(68)
(69)
(70)
(71)
(72)
(73)
(74)
(75)
(76)
(77)
7611920-5
25øøø
UT RoBoT
løøøø løøøl løøø2 løøø3 løøø4 løøø5 løøøfi
2ø
UT RoBoT
løølø løøll løø12 2øøl3 løøl4 løøl5 løølö
l2øø2
UT ROBOT
løø2ø løø2l løø22 løø23 1øø24 løø25 løø26
2ø
UT RoBoT
løø3ø løø3l løø32 løø33 løø34 løø35 løø36
l2øø2
UT ROBOT
løø4ø løø4l løø42-løø43 løø44 løø45 lUø46
2ø '
UT ROBOT
løø5ø løø5l løø52 løø53 løø54 løø55 løø56
l2øø2
UT ROBOT
løø6ø4løø6l løø62 løø63 løø64 løø65 løø66
2ø
UT RoBoT
"1øø7ø 1øø71 1øø72 1øø73 1øø74 1øø75 1øø76
l2øø2
UT ROBOT
løløø løløl lølø2 lølø3 lølø4 løløå løløß
2ø
UT RoBoT
løllø lølll løll2 løll3.1øll4 løll5 løl16
12øø2
UT_RoBoT
løl2ø løl2l løl22 løl23 løl24 løl25 løl26
2ø
UT RoBoT
1øl3ø løl3l løl32 løl33 løl34 løl35 løl36
l2øø2
UT ROBOT
1ø14ø 1ø141 1ø142 1ø143 1ø144 1ø145 1ø146
Zø
54
2 i ø ø 0 (9
ø 2ø537 32773 5ø413 35436
7ø 17146 32345 47744 35436
ø 2ø563 32751 25ø41ø 36531
7ø 17171 32323 47741 36531
ø 2ø563 32752 5ø411 37627
7ø 17171 32324 47741 37627
ø 2ø536 32776 5ø414 4ø726
7ø 17145 3235ø 47745 4ø726
ø 21sø1 31545 5ø16ø 354ø2
7ø 2øø33 3113ø 475ø2 3s4ø2
ø 21526 31523 5ø15s 3652ø
7ø zøøss 311ø6 47476
3625ø
ø 21525 31524 5ø155 37641
ø
løøø7
4øøøø
løø17
4øøøø
løø27
4øøøø
løø37
4øøøø
1øø47
4øøøø
løø57
4øøøø
1øø67
4øøøø
løø77
4øøøø
lølø7
3776ø
1øll7
3776ø
løl27
37743
1ø137
4øøøø
1ø147
4øøøø
37747
37772
375ø2
37525
37234
'37257
36767
37øl2
4øøø5
4øø3ø
37543
37542
37243
as 7611920-5
(78) ur Rosor _
(79) 1ø15ø 1ø151 1ø152 1ø1s3 1ø1s4 1ø1s5 1ø1s6 1ø1s7
(80) 12øø2 7ø zøøss 311ø7 47476 37641 4øøøø 37267
(81) Ur Rosor
(sz) 1ø16ø 1ø161 1ø162 1ø163 1ø164 1ø165 1ø166 1ø167
(83) 2ø ø 215ø1 3155ø 5ø16ø 4ø763 4øøøø 3677ø
(84) Ur Rosor
(as) 1ø17ø 1ø171 1ø172 1ø173 1ø174 1ø17s 1ø176 1ø177
(86) 12øø2 4øø7ø 2øø33 31133 475ø1 4ø763 4øø36 36765
(87) sIsrA sRfADREss = 527
(88) stur
(89) sIsrA sras = 63
(90) UPPGIFT?
Enligt en betydelsefull sida av uppfinningen skriver inlärnings-
operatören offsetinformation på slutet av raderna 2, 3 och 4 för
b-axeln, c-axeln och svepaxeln (fig. 29), så att när en detalj på
pallen 58 gripes av handen de faktiska koordinater som användes under
datorns beräkningar kommer att definiera punkten, där detaljen
berör pallen, snarare än en mellanliggande punkt på detaljen, där
handen i själva verket gör kontakt med detaljen. Denna information
tillföres avoperatören isamband med varje uppgift III och måste
bestämmas genom mätning av en av detaljerna på varje pall. Raderna
5-14 i ovanstående utskrift av uppgift III är i huvudsak likartade
densom beskrivits ovan i samband med uppgifterna I och II. Det påpekas
också, att för låsning nr l (Kl) en "2“ programmeras (rad 14). Denna
tolkas av datorn såsom krävande att det första steget i varje JMS-se-
kvens skall ske i punkt-punktmoden samt att de återstående stegen 1
sekvensen skall ske i hastighetsmoden vid avspelning.
Inlärningsoperatören väljer en passande startadress, vilken är
tillräckligt skild från återstoden av programmet för att rymma alla
programstegen i sekvensen för tömning av hela pallen, samt skriver
denna adress vid slutet av rad 15. Identifieringen av subrutinen eller
pallnumret skrives sedan vid slutet av rad 16, i detta fall programme-
ras pall nr 2. Antalet steg i varje JMS-sekvens skrives sedan vid _
slutet av rad 17, dvs "2', som anger att_varje JMS-sekvens inbegriper
endast två steg. Denna information registreras sedan som bitar l-3
i G2, såsom tidigare beskrivits i samband med fig. 63. Operatören
skriver sedan antalet detaljer i den horisontella riktningen på pallen
på rad 18, dvs “4" i ovanstående exempel, samt antalet detaljer i den
vertikala riktningen på rad 19, dvs 12".
7611920-5 36
De sex kodarvärdena, som motsvarar manipulatorarmens läge över
en detalj i det övre vänstra hörnet av pallen (såsom 58a), är givna
på rad 22, kodarvärdena, när armen griper denna detalj, är givna på
rad 26, kodarvärdena, när armen griper detaljen 58b, är givna på
rad 30 och kodarvärdena, när armen griper detaljen 58c, är givna på
rad 34. Ingen av dessa rader skulle uppträda under en faktisk opera-
tionsuppgift III utan operatören förflyttar helt enkelt armen till
dessa tre lägen i följd som gensvar på raderna 20, 24, 28 och 32.
Datorn fortsätter sedan att göra de nödvändiga beräkningarna för att
bestämma alla armlägen som är nödvändiga för upplockning av alla
åtta detaljerna från pallen samt registrerar dessa beräknade kodar-
värden i minnet 628 med början i steg 512, såsom visat på rad 40-86
i ovanstående utskrift. Det påpekas, att manipulatorn ursprungligen
var i steg 770 (oktalt), när operationsuppgiften III initierades,
men de beräknade kodarvärdena lagras med början i steg 512 (l0000
oktalt), såsom visat på rad 40. Det påpekas också, att de beräknade
kodarvärdena för gripläget för den fjärde detaljen, lämnade på rad
62, mycket nära överensstämmer med de kodarvärden som är lämnade
på rad 30 och motsvarar det läge som inlärningsoperatören förflyttade
armen till för-gripning av detaljen 58b. De beräknade kodarvärdena
på raden 68 för den femte detaljen överensstämmer också mycket nära_
med värdena på rad 34. Samtliga de datorberäknade kodarvärdena regi-
streras således i minnet 628 snarare än att några beräknade och nâgra
faktiska värden användes. De ursprungliga kodardata användes emeller-
tid som det första steget i den första sekvensen, dvs raderna 22 och
41 uppvisar identiska kodarvärden.
Beträffande rad 86 i ovanstående utskrift skall det påpekas,
att det oktala talet för G2 motsvarar det binära talet
101-000-000-lll-000. Läst från höger till vänster uppvisar detta en
"l" i bit 15, som anger slutet på de JMS-sekvenser som avser tömning
av denna särskilda pall. Såsom tidigare beskrivits användes denna
subrutinslutbit för att återställa den första passeringens detektorer
1092 samt läs-skrivkretsen 1083 i sekvensstyrkretsen 1060 (fig. 55)
under avspelning såsom förberedelse för en ny pall med detaljer.
I samband med de ovan diskuterade datorassisterade operations--
uppgifterna I, II och III skall det påpekas, att fjärrskrivmaskins-
tangentbordet l004 kan vara placerat på vilken som helst för inlär-
ningsoperatören bekväm punkt, så att han kan förflytta manipulator-
handen och också kommunicera med datorn 1000 på ett bekvämt sätt
under utförandet av dessa uppgifter. När väl de programmerade punkterna
87 7611920-5
är registrerade i minnet 628 komer manipulatorhanden att förflyttas
till de motsvarande punkterna under avspelning utan datorns 1000
hjälp, såsom i detalj beskrivits.
Ehuru det i fig. 51-58 visade arrangemanget utnyttjar datorn
1000 som ett inlärningshjälpmedel för utförande av olika uppgifter
under inlärningsoperationen, kräver ett sådant arrangemang ett sepa-
rat huvudminne 628 för varje manipulatoranordning. Enligt en ytter-
ligare sida av föreliggande uppfinning kan detta arrangemang förenklas
väsentligt, när ett antal par av programmerbara manipulatorer utnytt-
jas för att samtidigt utföra sammansättningsoperationer. Ett sådant.
arrangemang är visat i fig. 59, 60 och 61, till vilka nu hänvisas.
En minidator l000a utnyttjas såsom en styrdator i förening med ett
skivminne 1100 av stor kapacitet för betjäning av en serie på åtta
manipulatcrer. Varje manipulatorpar är förbundet med minidatorn l000a
via gränssnittsenheter 1102, 1104, 1106 och 1108. Det gemensamma,
stora minnet 1100 utnyttjas i stället för de enskilda minnen 628
som är förknippade med varje manipulator, såsom beskrivitsi.samband
med det i fig. 51-58 visade arrangemanget. Minidatorn l000a utnyttjas
för att "on line" utföra de styrfunktioner som är nödvändiga för till-
försel av digitala, programmerade instruktionssignaler till var och
en av manipulatorerna 1-8, när dessa manipulatorer drives i repeter-
moden, så att paren av dessa manipulatorer samtidigt kan utnyttjas
vid sammansättning av detaljer, såsom ovan beskrivits. Minidatorn
l000a kan dessutom “off line" utföra de beräkningar som beskrivits
i detalj ovan i samband med det i fig. 51-58, 62 och 63 visade arrange-
manget. Skivminnet 1100 har ett skivminnesgränssnitt 1110, vilket är
anordnat att som gensvar på en begäran om skivdata från någon av de
fyra gränssnittsenheterna 1102, 1104, 1106 och 1108 mata de begärda
data till datorn l000a. I' 1
I fig. 60 är en avgränssnittsenheterna.1102 visad närmare i
detalj, varvid denna enhet mottager tid- och styrsignaler från
centralenheten i minidatorn l000a via ledningar 1116. En databuss
1118 med sexton ledare är kopplad mellan skivminnesgränssnittet 1110
och de andra gränssnittsenheterna. Dessutom är en databuss 1120
med sexton ledare kopplad mellan datorn l000a och de andra gränssnitte-
enheterna. I
Gränssnittet 1102 är sammankopplat med två manipulatorers lokala
minnes- och styrkretsar, varvid en sådan lokal minnes- och styrkrets
är visad i fig. 61. Med hänvisning till fig. 61 utnyttjas ett par
instruktionsregister RAM A och RAM B i varje manipulator i stället
7611920-5 ss
för huvudminnet 628, som beskrivits i detalj ovan. Registren RAM A
och RAM B kommer företrädesvis att innefatta instruktionsregister
om endast ett eller två steg (åtta ord/steg), varvid data läses in
i endera RAM A eller RAM B, som tjänstgör som en buffert, medan den
andra enheten styr manipulatorn. En vippa 1122 styr vilket av RAM A
och RAM B som användes vid avspelning och tjänar också till att leda
den nästa instruktionen till eller från det andra registret.
7 Data klockas in från gränssnittsenheten 1102 med en relativt
hög hastighet. Alla styrsignaler som erfordras för att åstadkomma
lagring av den nästa instruktionen kommer att tillföras av gräns-
snittsenheten ll02. En treledargruppadress styr varje underord till
rätt position i RAM A och RAM B. En minnesinitieringsinstruktion
åstadkommer initieringen av korrekt tidsstyrda skrivinstruktioner och
på likartat sätt matas den nödvändiga modsignalen till det register
av RAM A och RAM B som användes såsom buffert för det nästa stegets
instruktion. Skivminnet 1100 har tvâ arbetshastigheter i beroende
av om det mottager nya data från motsvarande gränssnittsenhet under
en inlärningsoperation eller om det betjänar manipulatorn vid avspel-
ning. Alla tidssignaler är synkrona och erhålles från huvuddatorns
klocka.
Under inlärningsoperationen utnyttjas endast RAM A och detta
register insamlar data allt eftersom var och en av de sex styrda axlar-
na förflyttas till det nya läget. När en av inlärningsrörelseknappar-
na för någon axel, identifierad som P.B.3-P.B.8 i fig. 61, nedtryckes,
registreras således den motsvarande rörelsen i RAM A. När tryckknappen
släppes, bibehâlles emellertid nämnda data i RAM A under aktiv styr-
ning och det ovan beskrivna inlärningsarrangemanget med sluten slinga
utnyttjas för att hålla instruktionsläget. Den slutliga registreringen
till skivminnet 1100 äger endast rum när manipulatorns huvudregi-
streringsknapp nedtrycks, varvid gränssnittsenheten instruerar RAM A
att läsa ut hela det lagrade ordet på ungefär 15 us. Omedelbart där-
efter tager den lokala styrning som är åstadkommen i manipulatorstyr-
kretsen, visad i fig. 61, över och håller manipulatorn i det sista
stegets läge, såsom beskrivits i detalj ovan i samband med fig. 22
och 23. Gapet på 15 ns för att åstadkomma överföring av det lagrade
ordet i RAM A till skivminnet 1100 kommer ej att påverka servofölj-
ningsförmågan för varje axel och därmed bibehâlles det lagrade läget.
Gränssnittsenhetens ll02 funktion vid betjäning av två manipula-
torer är att verka som tolk eller översättare mellan datorn lO00a
och de lokala styrenheterna (fig. 61) i varje manipulator. När mani-
89 76T192Û*5
pulator nr 1 exempelvis begär den nästa instruktionen, genereras
en begäran till datorn för gränssnittet nr 1 via ledningen 1124.
När datorn är klar att effektuera begäran, reagerar den genom att
sända det nästa dataordet för manipulatorn nr l på databussen 1120
om sexton ledare. Gränssnittsenheten matar nämnda data till styr-
enheten för manipulatorn nr 1 tillsammans med de nödvändiga styr-
och tidssignalerna_för lagring av instruktionen i buffertregistret
RAM A eller RAM B i beroende av vippans 1122 tillstånd. Förbindelse_
från datorn till de lokala styrenheterna i varje manipulator står
under styrning av gränssnittsenheten och sker vid den nominella
cykeltiden på 1,6 us per bit hos en konventionell minidator.
Gränssnittsenheten 1102 spelar en liknande roll, när data skall
registreras i skivminnet från en särskild lokal styrenhet, som är
förknippad med en manipulator, vilken programmeras. Vid exempelvis
registrering från manipulator nr 1 lagras de data som skall regi-
streras i RAM A. Nedtryckning av registreringsknappen vid manipulator
nr l talar om för gränssnittsenheten 1102 att manipulator nr 1 önskar
sända data till huvudminnet 1100. Gränssnittsenheten 1102 lämnar
då en begäran via ledningarna 1124 till datorn om att den önskar
betjäning. Datorn bekräftar sedan begäran. Gränssnittsenheten lämnar
de rätta tid- och styrsignalerna till manipulatorns nr 1 lokala styr-
enhet, vilket resulterar i utläsning av innehållet i RAM A på bussen
1120 om sexton ledare. Det utlästa matas genom till datorn 1000a
för lagring. Efter utläsningen tager den lokala styrenheten över
upprätthållandet av den särskilda manipulatorns läge. 7
Särskilda instruktionssignaler tjänar till att informera datorn
1000a om särskilda rutiner eller uppgifter, vilka skall utföras under
inlärningsoperationen, såsom beskrivits i detalj ovan i samband med
fig. 51-58. Det skall påpekas, att datorns 1000a inlärningshjälpfunk-
tion har den lägsta prioriteten, eftersom dess centralenhet betjänar
avspelningskrav “on line" alltefter deras uppträdande för att de åtta
manipulatorerna skall fungera samtidigt. Om någon fördröjning upp-
träder i betjäningen, kommer den således att inträffa för de särskilda
“off line" utförda uppgifterna, som beskrivits i detalj ovan.
Minidatorn 1000a kan ha en ordlängd på sexton bitar, en minnes-
cykeltid på 1,6 us (kärnminne), en additions-subtraktionshastighet
på 3,2 us, en divisionshastighet (maskinvara) på 16 us och en multi-
pliceringshastighet (maskinvara) på 13,2 us. Skivminnet 1100 kan ha
vilken som helst storlek som svarar mot det antal operationer som
erfordras av den därav styrda gruppen av manipulatorer. Även de minsta
7611920-5 90
skivminnen har en lagringskapacitet på l 000 000 bitar, vilket
skulle ge tillräcklig minneskapacitet för ungefär 15 min drift
av åtta manipulatorer, om en medelarbetstid på l s per steg och
manipulator antages. Det är i detta sammanhang klart, att ehuru
initialkostnaden för skivminnet ll00 är hög så ersätter det ett
stort antal enskilda minnen i varje manipulator, vilka konventionellt
är av typen med pläterade ledare och är relativt billiga.
Minidatorns l00Oa arbetsbelastning skall nu diskuteras. Under
avspelning erfordras ett relativt litet tidsbelopp för betjäning
av alla krav från de åtta manipulatorerna. Om det exempelvis åtgår'
ungefär 30 us av datorns tid för betjäning av en rutinbegäran för
nästa stegs data från en manipulator, skulle betjäningen av åtta
manipulatorer kräva ungefär 250 us totalt för betjäning av en be-
gäran för varje manipulator. Eftersom en manipulatorbegäran alstras
i medeltal en gång per sekund, är det klart, att en väsentlig del
av minidatorns l00Oa tid är tillgänglig för andra uppgifter, såsom
inlärningsoperationer för enskilda manipulatorer och liknande.
För att exekvera avspelningskrav vid en hastighet på 30 us
tjänar kärnminnet i minidatorn l00Oa som en källa för sekvensiella
instruktioner (verkar som en buffert) och mottager datablock från
skivminnet ll00 under intervall utan krav. Denna teknik eliminerar
effektivt medelaccesstiden på 8 us vad avser skivminnesdata. Alter-
nativt kan minidatorn l00Oa helt enkelt styra kraven till och från
skivminnet, i vilket fall 8 us kommer att krävas för access till
varje krav från en av de åtta manipulatorerna. Även med detta arrange-
mang finns emellertid väsentlig tid tillgänglig för betjäning av
alla krav från de åtta manipulatorerna under avspelningsoperationen
samtidigt som väsentlig tid finns för beräkningar "off line“.
Såsom allmänt diskuterats ovan är datorn 1000 företrädesvis en
Model Nova 2/10 med ett kärnminne på 32 kbit från Data General.
De särskilda program som har utvecklats för att göra det möjligt
för denna dator att utföra de ovan beskrivna uppgifterna innefattar
ett huvud- eller övervakningsprogram, en subrutin, som motsvarar
stegen i uppgift I, beskriven i detalj ovan och i samband med ut-
skriften av uppgift I, en subrutin, som motsvarar stegen i uppgift
II, beskriven i detalj ovan, en subrutin, som motsvarar stegen i upp-
gift III, beskriven i detalj ovan i samband med en operation för
avplockning av detaljer från en pall, samt en subrutin, som utnyttjas
för ändring av robotkonstanter, såsom längden av elementen b och c,
ovan beskrivna, eller någon annan av de fasta manipulatorarmkonstanter-
Claims (8)
1. Sätt att programmera och styra en manipulator, som har en arm (50), vilken är rörlig kring ett flertal axlar och har kodar- organ (t ex 608, 610, 614) för axlarna, vilka kodarorgan är anord- nade att alstra lägessignaler, som motsvarar armens faktiska läge kring var och en av nämnda flertal axlar, varjämte manipulatorn innefattar en hand (96), som är kopplad till den yttre änden av armen och är rörlig kring ett flertal axlar relativt den, k ä n - n e t e c k n a t av åtgärderna att för en första inlärningsope- ration flytta handen till ett en startpunkt utgörande första läge, att inrikta handen i en önskad riktning under inlärningsopera- tionen, att under den första inlärningsoperationen beräkna (1000) digitala representationer, vilka motsvarar en önskad serie lägen 7611920-5 '92 av armen, utan förflyttning av armen till något av den önskade seriens lägen, varvid för denna beräkning de av kodarorganen, när handen är inriktad i nämnda riktning, alstrade lägessignalerna utnyttjas, att lagra de beräknade, digitala representationerna i ett minne (628) under inlärningsoperationen samt att förflytta armen till serien av lägen under repetitiva avspelningscykler under styrning av de lagrade digitala representationerna och kodarorganen. '
2. Sätt enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att åtgärden att beräkna digitala representationer innefattar åt- gärderna att först omvandla lägessignalerna till motsvarande sig- naler i kartesiska koordinater, att sedan beräkna den önskade serien lägen för armen i kartesiska koordinater ur de omvandlade läges- signalerna samt att därefter omvandla de beräknade kartesiska ko- ordinaterna för den önskade serien lägen till digitala instruktione- signaler, som motsvarar armens rörelse kring nämnda flertal axlar till den önskade serien lägen, och lagra instruktionssignalerna i minnet.
3. Sätt enligt patentkravet 2, varvid manipulatorn innefattar handkodarorgan (612, 6l6) för alstring av handlägessignaler, som motsvarar handens läge kring nämnda flertal handaxlar, k ä n n e - t e c k n a t av åtgärderna att först omvandla lägessignalerna och handlägessignalerna till signaler i kartesiska koordinater, vilka representerar läget för ett flertal punkter på handen, att addera lika tillskott till signalerna i kartesiska koordinater för åstad- kommande av modifierade kartesiska koordinater, motsvarande en trans- lationsrörelse av handen till vart och ett av den önskade seriens lägen, samt att sedan omvandla de modifierade kartesiska koordi- naterna till digitala instruktionssignaler, som-motsvarar armens rörelse kring nämnda flertal axlar och handens rörelser kring nämnda flertal handaxlar till den önskade serien lägen, och lagra instruk- tionssignalerna i minnet (628).
4. Programmerings- och styranordning för åtminstone en mani- pulator av den typ som innefattar en manipulatorarm (50), organ (t ex l46, 224) för att förflytta armen till olika lägen kring ett flertal oberoende axlar, minnesorgan (628) för lagring av digi- tala representationer, som motsvarar olika lägen av armen 7611920-5 93 kring axlarna, och kodarorgan (t ex 608, 610, 614) för var och en av axlarna, vilka kodarorgan är anordnade att alstra läges- signaler, som motsvarar armens läge kring nämnda flertal axlar, k ä n n e t e c k n a d av organ (l000a), som är gemensamma för ett flertal manipulatorarmar, för beräkning av digitala repre- sentationer under en första inlärningsoperation, vilka repre- sentationer motsvarar en önskad serie lägen av armen, utan för- flyttning av armen till något av de önskade lägena medelst arm- förflyttningsorganen (t ex 146, 224), organ för lagring av de beräknade digitala representationerna i minnesorganen (628), som är gemensamma för nämnda flertal manipulatorarmar, under den första inlärningsoperationen, organ (626, 640), som är styrda av de lagrade digitala representationerna och kodaror- ganen (t ex 608, 610, 614) för att styra armförflyttningsorganen att förflytta armen till serien av lägen under repetitiva av- spelningscykler, organ (656) för förflyttning av armen till ett första läge under den första inlärningsoperationen, organ (704) för lagring av de lägessígnaler som motsvarar det första läget i minnet (628) under den första inlärningsoperationen, varvid beräkningsorganen (1000) utnyttjar de lagrade lägessignalerna för beräkning av de digitala representationerna under den första inlärningsoperationen och styrorganen (626, 640) reagerar för både de lagrade lägessignalerna och de lagrade digitala representatio- nerna under de repetitiva avspelningscyklerna, organ (1000) för omvandling av de lagrade lägessignalerna till kartesiska koordinater, som motsvarar det första läget, organ (1000), som utnyttjar de kar- tesiska koordinaterna för beräkning av serien av lägen för armen i kartesiska koordinater samt organ (1000) för omvandling av de beräknade kartesiska koordinaterna för den önskade serien av lägen till digitala representationer, som motsvarar armens rörelser kring nämnda flertal axlar till den önskade serien lägen.
5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att manipulatorn innefattar en hand (96), som är kopplad till armens yttre ände och är rörlig kring ett flertal handaxlar relativt armen, samt handkodarorgan (612, 616) för alstring av handlägessignaler, som motsvarar handens läge kring nämnda flertal handaxlar, organ (1000) för omvandling av lägessignalerna och hand- lägessignalerna till signaler i kartesiska koordinater, som repre- 7611920-5 ' 94 senterar läget för ett flertal punkter på handen, organ (1000) för addering av lika tillskott till signalerna i kartesiska koordinater för åstadkommande av modifierade kartesiska koordinater, som mot- svarar en translationsrörelse av handen till vart och ett av den önskade seriens lägen, samt organ (l000) för omvandling av de modi- fierade kartesiska koordinaterna för den önskade serien lägen till de digitala representationerna, som motsvarar armens rörelse kring nämnda flertal axlar och handens rörelser kring nämnda flertal hand- axlar till den önskade serien lägen.
6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d äV Organ (656) för förflyttning av armen och handen så, att handen inriktas i en önskad riktning, varvid beräkningsorganen (1000) är styrda av kodarorganen och handkodarorganen för beräkning av en serie önskade lägen i den önskade riktningen.
7. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att handens translationsrörelse går i den önskade riktningen.
8. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av organ (lll0, l0O0a), som är gemensamma för nämnda flertal manipulatorarmar, för lagring av den lagrade, digitala repre- sentationen_samt styrorgan (t ex ll02, ll04) som är förknippade med var och en av manipulatorarmarna och anordnade att i beroende av läsorganen förflytta den förknippade manipulatorarmen till den önskade serien lägen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/625,932 US4163183A (en) | 1975-10-28 | 1975-10-28 | Programmable automatic assembly system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7611920L SE7611920L (sv) | 1977-04-29 |
SE446071B true SE446071B (sv) | 1986-08-11 |
Family
ID=24508237
Family Applications (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7611920A SE446071B (sv) | 1975-10-28 | 1976-10-27 | Sett att programmera och styra en manipulator samt programmerings- och styranordning for genomforande av settet |
SE8305518A SE8305518L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Programmerbar manipulator |
SE8305519A SE8305519L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Programmerbar manipulator |
SE8305520A SE8305520L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Sett att programmera en manipulator |
SE8305517A SE8305517L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Programmerbar manipulator |
SE8305521A SE8305521L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Sett att programmera en manipulator |
Family Applications After (5)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8305518A SE8305518L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Programmerbar manipulator |
SE8305519A SE8305519L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Programmerbar manipulator |
SE8305520A SE8305520L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Sett att programmera en manipulator |
SE8305517A SE8305517L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Programmerbar manipulator |
SE8305521A SE8305521L (sv) | 1975-10-28 | 1983-10-07 | Sett att programmera en manipulator |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4163183A (sv) |
JP (1) | JPS5284669A (sv) |
CA (1) | CA1084966A (sv) |
DE (2) | DE2649123C2 (sv) |
FR (4) | FR2357339A1 (sv) |
GB (4) | GB1561256A (sv) |
IT (1) | IT1075776B (sv) |
SE (6) | SE446071B (sv) |
Families Citing this family (58)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4086522A (en) * | 1976-09-08 | 1978-04-25 | Unimation, Inc. | Computer assisted teaching arrangement for conveyor line operation |
US4263538A (en) * | 1977-05-30 | 1981-04-21 | Societa Di Elettronica Per L'automazione Sepa S.P.A. | Control system for an automatic machine |
EP0001686B1 (en) * | 1977-10-20 | 1981-11-04 | Imperial Chemical Industries Plc | An industrial manipulator for placing articles in close proximity to adjacent articles and a method of close packing articles therewith |
US4420812A (en) * | 1979-09-14 | 1983-12-13 | Tokico, Ltd. | Teaching- playback robot |
US4385358A (en) * | 1979-10-19 | 1983-05-24 | Tokico Ltd. | Robot |
US4445184A (en) * | 1980-07-19 | 1984-04-24 | Shin Meiwa Industry Co., Ltd. | Articulated robot |
DE3033202C2 (de) * | 1980-09-03 | 1984-04-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur Werkzeugbahn-Interpolation |
CH645564A5 (de) * | 1980-09-05 | 1984-10-15 | Heinz Hossdorf | Verfahren und vorrichtung fuer das formen der oberflaeche eines werkstuecks. |
CH639584A5 (fr) * | 1980-10-10 | 1983-11-30 | Microbo Sa | Automate susceptible d'apprentissage. |
JPS5769314A (en) * | 1980-10-13 | 1982-04-28 | Fanuc Ltd | Numerical control system |
US4379335A (en) * | 1980-10-28 | 1983-04-05 | Auto-Place, Inc. | Electronic controller and portable programmer system for a pneumatically-powered point-to-point robot |
US4468695A (en) * | 1980-11-20 | 1984-08-28 | Tokico Ltd. | Robot |
JPS57113114A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Fanuc Ltd | Robot control system |
JPS584377A (ja) * | 1981-03-18 | 1983-01-11 | 株式会社安川電機 | 関節形産業用ロボツトの制御装置 |
IT1144709B (it) * | 1981-05-15 | 1986-10-29 | Dea Spa | Sistema di misura dimensionale servito da una pluralita di bracci operativi e controllato da un sistema a calcolatore |
US4581893A (en) * | 1982-04-19 | 1986-04-15 | Unimation, Inc. | Manipulator apparatus with energy efficient control |
FR2530173B1 (fr) * | 1982-07-14 | 1987-08-14 | Kuka Schweissanlagen & Roboter | Procede et montage pour freiner une partie de machine et pour l'arreter |
US4558420A (en) * | 1982-10-25 | 1985-12-10 | Gerber Scientific Inc. | Computer generated mold for contoured garment piece formation |
JPS59106007A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 多関節型ロボツトの軌跡制御装置 |
JPS59172013A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置の刃物台同期方式 |
DE3337782A1 (de) * | 1983-10-18 | 1984-11-29 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Verfahren zum programmieren und wiederholten ausfuehren einer bewegung eines roboters |
US4557663A (en) * | 1984-01-09 | 1985-12-10 | Westinghouse Electric Corp. | Modular, low cost, pogrammable assembly system |
GB2155212A (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-18 | Dowty Group Services | Apparatus for assembling component parts |
US4688983A (en) * | 1984-05-21 | 1987-08-25 | Unimation Inc. | Low cost robot |
US4973215A (en) * | 1986-02-18 | 1990-11-27 | Robotics Research Corporation | Industrial robot with servo |
US4878801A (en) * | 1986-05-19 | 1989-11-07 | Invention Design Engineering Associates, Inc. | Machine for handling circuit package storage tubes |
US4748552A (en) * | 1986-05-28 | 1988-05-31 | Goro Kikuchi | Sequence control system |
US4822238A (en) * | 1986-06-19 | 1989-04-18 | Westinghouse Electric Corp. | Robotic arm |
DE3803040A1 (de) * | 1988-02-02 | 1989-08-10 | Eke Robotersysteme Gmbh | Schwenkantrieb fuer den arm eines industrieroboters |
DE3931964C2 (de) * | 1989-09-25 | 1996-05-30 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Vorrichtung zur Steuerung des Bewegungsablaufs mehrerer, von je einem Stellglied gleichzeitig zu betätigender hydraulischer Antriebe |
US5126948A (en) * | 1989-11-08 | 1992-06-30 | Ltv Aerospace And Defense Company | Digital position encoder and data optimizer |
JP2573547B2 (ja) * | 1991-04-01 | 1997-01-22 | ファナック ロボティクス ノース アメリカ インコーポレイテッド | 組立体を変更自在に組み立てるための方法及びシステム |
JPH0553634A (ja) * | 1991-08-29 | 1993-03-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複腕干渉回避システム |
FR2687523B1 (fr) * | 1992-02-18 | 1995-01-20 | Telediffusion Fse | Regie de diffusion de programmes audiovisuels. |
US5475797A (en) * | 1993-10-22 | 1995-12-12 | Xerox Corporation | Menu driven system for controlling automated assembly of palletized elements |
SE512338C2 (sv) * | 1998-06-25 | 2000-02-28 | Neos Robotics Ab | System och metod för reglering av en robot |
US6612143B1 (en) | 2001-04-13 | 2003-09-02 | Orametrix, Inc. | Robot and method for bending orthodontic archwires and other medical devices |
DE10148519A1 (de) * | 2001-10-01 | 2003-04-24 | Siemens Ag | Programmierverfahren zur Erstellung eines Steuerungsprogramms einer industriellen Maschine |
DE10258633A1 (de) * | 2002-12-16 | 2004-07-08 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Positionieren von zusammenzufügenden Bauteilen |
US20080172857A1 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-24 | Tennessee Rand Automation | Systems and Methods for Manipulating a Frame in a Manufacturing Process |
JP5507587B2 (ja) * | 2012-01-11 | 2014-05-28 | ファナック株式会社 | 補助指令の実行機能を有する数値制御装置 |
US9517895B2 (en) * | 2013-10-30 | 2016-12-13 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicle frame turnover system and method |
US9804593B1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-10-31 | X Development Llc | Methods and systems for teaching positions to components of devices |
US10506751B2 (en) * | 2014-12-22 | 2019-12-10 | Fuji Corporation | Board work management device |
WO2018165674A1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-09-13 | University Of Washington | Methods and systems to measure and evaluate stability of medical implants |
US11625023B2 (en) * | 2017-09-29 | 2023-04-11 | Donald Scott Rogers | Device and method for automated assembly of interlocking segments |
JP7118628B2 (ja) * | 2017-12-01 | 2022-08-16 | キヤノン株式会社 | ロボット装置、およびロボット装置の制御方法 |
WO2019139815A1 (en) | 2018-01-12 | 2019-07-18 | Duke University | Apparatus, method and article to facilitate motion planning of an autonomous vehicle in an environment having dynamic objects |
TWI822729B (zh) | 2018-02-06 | 2023-11-21 | 美商即時機器人股份有限公司 | 用於儲存一離散環境於一或多個處理器之一機器人之運動規劃及其改良操作之方法及設備 |
DE102018105041A1 (de) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Dürr Systems Ag | Schwenkeinheit für einen Handhabungsroboter und zugehöriges Verfahren |
EP3769174B1 (en) * | 2018-03-21 | 2022-07-06 | Realtime Robotics, Inc. | Motion planning of a robot for various environments and tasks and improved operation of same |
CN108188736B (zh) * | 2018-03-23 | 2023-08-15 | 浙江亿宝科技有限公司 | 一种换向器自动装配机 |
JP7417356B2 (ja) * | 2019-01-25 | 2024-01-18 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ロボット制御システム |
JP7190919B2 (ja) | 2019-01-25 | 2022-12-16 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 画像解析システム |
CN113905855B (zh) | 2019-04-17 | 2023-08-25 | 实时机器人有限公司 | 运动规划图生成用户界面、系统、方法和规则 |
US11958183B2 (en) | 2019-09-19 | 2024-04-16 | The Research Foundation For The State University Of New York | Negotiation-based human-robot collaboration via augmented reality |
CN112093471B (zh) * | 2020-07-29 | 2022-03-04 | 强信机械科技(莱州)有限公司 | 一种切拼下摆机的机械手 |
CN113771045B (zh) * | 2021-10-15 | 2022-04-01 | 广东工业大学 | 视觉引导的直角机器人手机中框高适应定位抓取方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2822094A (en) * | 1953-09-29 | 1958-02-04 | Greer Hydraulics Inc | Bridge manipulator |
BE582789A (sv) * | 1958-09-19 | |||
FR1371685A (fr) * | 1963-10-15 | 1964-09-04 | Lemer & Cie | Manipulateur à distance commandé par vérins |
CA918789A (en) * | 1969-03-18 | 1973-01-09 | F. Engelberger Joseph | Programmed manipulator apparatus |
US3701888A (en) * | 1970-08-05 | 1972-10-31 | Bendix Corp | Time shared position feedback system for numerical control |
US3624371A (en) * | 1970-08-06 | 1971-11-30 | Cincinnati Milacron Inc | Apparatus for generating and recording a program and producing a finished part therefrom |
JPS4921672Y1 (sv) * | 1970-08-21 | 1974-06-10 | ||
FR2183584B1 (sv) * | 1972-05-10 | 1974-09-27 | Commissariat Energie Atomique | |
DE2226407C3 (de) * | 1972-05-31 | 1978-10-12 | Industrie-Werke Karlsruhe Augsburg Ag, 7500 Karlsruhe | Gerät zur maschinellen, durch veränderbare Programme steuerbaren Handreichung |
US3909600A (en) * | 1972-06-26 | 1975-09-30 | Cincinnati Milacron Inc | Method and apparatus for controlling an automation along a predetermined path |
JPS5425300B2 (sv) * | 1973-01-25 | 1979-08-27 | ||
JPS5214900B2 (sv) * | 1973-02-28 | 1977-04-25 | ||
JPS5024686A (sv) * | 1973-07-09 | 1975-03-15 | ||
US3920972A (en) * | 1974-07-16 | 1975-11-18 | Cincinnati Milacron Inc | Method and apparatus for programming a computer operated robot arm |
US4011437A (en) * | 1975-09-12 | 1977-03-08 | Cincinnati Milacron, Inc. | Method and apparatus for compensating for unprogrammed changes in relative position between a machine and workpiece |
-
1975
- 1975-10-28 US US05/625,932 patent/US4163183A/en not_active Expired - Lifetime
-
1976
- 1976-10-27 SE SE7611920A patent/SE446071B/sv not_active IP Right Cessation
- 1976-10-28 DE DE2649123A patent/DE2649123C2/de not_active Expired
- 1976-10-28 JP JP13035876A patent/JPS5284669A/ja active Pending
- 1976-10-28 GB GB44900/76A patent/GB1561256A/en not_active Expired
- 1976-10-28 CA CA264,391A patent/CA1084966A/en not_active Expired
- 1976-10-28 DE DE2660912A patent/DE2660912C2/de not_active Expired
- 1976-10-28 GB GB14779/79A patent/GB1561260A/en not_active Expired
- 1976-10-28 GB GB14778/79A patent/GB1561259A/en not_active Expired
- 1976-10-28 IT IT51925/76A patent/IT1075776B/it active
- 1976-10-28 GB GB14777/79A patent/GB1561258A/en not_active Expired
- 1976-10-28 FR FR7632653A patent/FR2357339A1/fr active Granted
-
1977
- 1977-05-17 FR FR7715127A patent/FR2361207B1/fr not_active Expired
- 1977-05-17 FR FR7715125A patent/FR2361205A1/fr not_active Withdrawn
- 1977-05-17 FR FR7715126A patent/FR2361206A1/fr active Granted
-
1983
- 1983-10-07 SE SE8305518A patent/SE8305518L/sv not_active Application Discontinuation
- 1983-10-07 SE SE8305519A patent/SE8305519L/sv not_active Application Discontinuation
- 1983-10-07 SE SE8305520A patent/SE8305520L/sv not_active Application Discontinuation
- 1983-10-07 SE SE8305517A patent/SE8305517L/sv not_active Application Discontinuation
- 1983-10-07 SE SE8305521A patent/SE8305521L/sv not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4163183A (en) | 1979-07-31 |
FR2357339A1 (fr) | 1978-02-03 |
DE2649123C2 (de) | 1986-07-24 |
GB1561259A (en) | 1980-02-13 |
FR2361207B1 (fr) | 1985-08-23 |
SE8305521D0 (sv) | 1983-10-07 |
DE2660912C2 (de) | 1986-07-17 |
SE8305521L (sv) | 1983-10-07 |
SE8305518D0 (sv) | 1983-10-07 |
FR2361207A1 (fr) | 1978-03-10 |
SE8305520D0 (sv) | 1983-10-07 |
FR2361206B1 (sv) | 1984-07-20 |
SE8305519D0 (sv) | 1983-10-07 |
DE2649123A1 (de) | 1977-05-12 |
IT1075776B (it) | 1985-04-22 |
SE8305518L (sv) | 1983-10-07 |
SE8305517D0 (sv) | 1983-10-07 |
GB1561258A (en) | 1980-02-13 |
JPS5284669A (en) | 1977-07-14 |
FR2361205A1 (fr) | 1978-03-10 |
SE8305517L (sv) | 1983-10-07 |
FR2361206A1 (fr) | 1978-03-10 |
SE8305519L (sv) | 1983-10-07 |
CA1084966A (en) | 1980-09-02 |
GB1561256A (en) | 1980-02-13 |
GB1561260A (en) | 1980-02-13 |
FR2357339B1 (sv) | 1984-10-19 |
SE8305520L (sv) | 1983-10-07 |
SE7611920L (sv) | 1977-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE446071B (sv) | Sett att programmera och styra en manipulator samt programmerings- och styranordning for genomforande av settet | |
US4260941A (en) | Programmable automatic assembly system | |
US4260940A (en) | Programmable automatic assembly system | |
Paul | Robot manipulators: mathematics, programming, and control: the computer control of robot manipulators | |
Russo | The design and implementation of a three degree of freedom force output joystick | |
Mason | Manipulator grasping and pushing operations | |
US5459382A (en) | Method and system for providing a tactile virtual reality and manipulator defining an interface device therefor | |
Jarrassé et al. | How can human motion prediction increase transparency? | |
EP0075792A2 (en) | Control system for robot hand | |
Lambert et al. | A 7-DOF redundantly actuated parallel haptic device combining 6-DOF manipulation and 1-DOF grasping | |
Mihelj et al. | Robotics | |
CN1947960A (zh) | 用于识别环境和进行作业的仿人机器人 | |
Slutski | Remote manipulation systems: quality evaluation and improvement | |
Baumann et al. | Haptic interface for virtual reality based minimally invasive surgery simulation | |
Groome | Force feedback steering of a teleoperator system. | |
CN109605378A (zh) | 运动参数的处理方法、装置和系统及存储介质 | |
Bejczy | Toward advanced teleoperation in space | |
Abut et al. | Interface design and performance analysis for a haptic robot | |
CN202816198U (zh) | 小学用模块化机器人教学辅助平台 | |
Corke et al. | Human skill transfer using haptic virtual reality technology | |
Gosselin et al. | Design and integration of a dexterous interface with hybrid haptic feedback | |
Hor | Control and task planning for a four finger dextrous manipulator | |
JP2645866B2 (ja) | マニピュレータの制御方法および装置 | |
Fischer et al. | Structure of a robot system: Karlsruhe dextrous hand II | |
Sato et al. | Human skill analysis based on multisensory data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7611920-5 Effective date: 19880627 Format of ref document f/p: F |