SE462541B - Anordning vid ett distribuerat styrsystem - Google Patents

Description

462 541 2 ändringar i de kända fallen är svårgenomförbara då de kräver en ingående kännedom om resp. systems uppbyggnad, vilket i sin tur kräver tillgång till tillverkarens konstruktionsunderlag.

Inom tillverkningsindustrin tillhandahålles på motsvarande sätt robotut- rustningar som respektive klarar en viss typ av funktion, men icke en annan typ av funktioner som skall genomföras och samordnas i aktuell tillverkningsline. Detta medför ofta samfunktionerande utrustningar av olika slag som är hänvisade till användandet av standardgränssnitt, vilket försvårar ett effektivt och optimalt utnyttjande av den totala utrustningen. För mer komplicerad integrering av roboten är man hänvisad till leverantörens intresse av att bygga ut och komplettera program- varan. Resulatet blir en specialvariant som är kostbar och ger upphov till felkällor eftersom utprovning icke kan ske som vid standardprodukt- er. Det skall härvid bemärkas att det rent allmänt är svårt att lokali- sera programfel för en specialvariant av hithörande slag jämfört med standardprodukten.

Av ovanstående inses att det från undervisnings- och tillverkningssyn- punkt föreligger ett utpräglat behov av ett datorstyrt system som förmår utöva flera funktioner av samma och/eller skilda slag.

Föreliggande uppfinning har som huvudändamål att framskapa en anordning som löser den i ovan angivna problematiken och föreslår att man erhåller ett byggsystem som kan skräddarsys med önskat antal och typer av funk- tioner samt varianter för resp. funktionstyp till ett ifrågavarande behov. En färdigframställd anläggning kan om så önskas underkastas komp- letteringar, reduceringar och/eller byten av en eller flera funktioner.

Ett första kännetecken för uppfinningen är att resp. funktionskontroll- organ är placerat i eller i närheten av resp. verkställande organ och resp. mikroprocessor är programmerbar för att styra ett av flera verk- ställande organ och därmed i nämnda funktionspunkter möjliggöra utbyt- barhet mellan funktionskontrollorganen vid systemet.

Ett andra kännetecken är att en givare är ansluten till åtminstone ett av nämnda verkställande organ och till tillhörande funktionskontroll- organ av nämnda funktionskontrollorgan för åstadkommande av en återkopp- Q! 3 462 541 lingsslinga till en ingång på nämnda tillhörande funktionskontroll- organ.

Ett tredje kännetecken för uppfinningen utgöres av att nämnda huvuddator utsänder via den gemensamma anslutningsslingan dels en uppsättning av första digitala signaler under uppstartningsfasen, vilka första digitala signaler ställer in resp. funktionskontrollorgan på utvald styrfunktion, dels under arbetsfasen en uppsättning andra signaler som innefattar kommandon för den funktion som skall utföras av berört verkställande organ.

Ett ytterligare kännetecken utgöres av att nämnda verkställande organ är energiförsörjda via en eller flera andra slingor, som respektive är ansluten till en energikälla.

Genom utnyttjandet av funktionskontrollorganen i respektive av ifråga- varande funktionspunkter kan på i och för sig känt sätt intelligens föras ut i punkten ifråga. Respektive mikroprocessor är programmerad eller programmerbar för att utföra sin från huvuddatorn inställda loop eller styrfunktion. Således kan i en utföringsform kontrollorganet motta, eventuellt behandla samt vidareföra ärvärdesinformation från en informationsgivare, t.ex. vinkelgivare, termometer, effektmeter, etc., till datorn via berörd första slinga.

Den nya anordningen är speciellt användbar vid föremalstillverkning, t.ex. sprutning av plastföremàl, i en undertryckskammare och andra ut- rymmen där det föreligger önskemäl bl.a. om att kunna framskapa ett rörelseschema för en robot som är optimalt i förhållande till det till- gängliga utrymmet. I ett utföringsexempel är roboten därvid utrustad med en flerledad arm som via en infästningsenhet är körbar i båda eller endera av X- och Y-riktningarna. Den flerledade armen uppbär material- applicering- eller materialbearbetningsorgan vid sin fria ände och detta organs rörelser i den tredje huvudriktningen, dvs. Z-riktningen, utföres med hjälp av polära rörelser i armen. En maneullt styrbar inlärningsut- rustning (Power Teach) utnyttjas för alstrandet och införandet i huvud- datorn av ett användarprogram. Vid inlärningen föreligger full effekt i de ledrörelserna i armen effektuerande organen. De överflödiga frihets- 462*541 4 graderna som föreligger på grund av armens flerledade uppbyggnad reduce- ras på känt sätt med hjälp av datorn.

Speciellt i fallet med serieslinga, är det aktuellt att ge funktionskon- trollorganen information om den ordning de är inlagda i slíngan. Resp. funktionskontrollorgan är utbytbart anordnat i resp. funktions- punkt(-er). Vid t.ex. ett injackningsställe anslutes ett resp. funk- tionskontrollorgans ordning i slingan bestämmande organ som resp. är anslutet eller anslutna till berört funktionskontrollorgan. Alternativt eller kompletterande kan nämnda bestämande organ appliceras på eller i funktionskontrollorganet. Kontrollorganen kan vara inlagda i nummerföljd eller i icke nummerföljd räknat från datorn. Oberoende av inplaceringen har kontrollorganet information om vilken del av en signalföljd eller vilka signaler som är avsedd resp. avsedda för just den bland delar eller signalsammansättningar som sändes från datorn till slingans funk- tionskontrollorgan. Ett i efterhand tillkommande organ får det högsta ordningstalet i slingan som för övrigt kan uppvisa luckor om funktions- kontrollorgan utgått. Datorn samanställer och ordnar detta. Information om sin av det bestämmande organet tilldelade ordning kan även överföras till datorn.

Utrustningen arbetar även företrädesvis med ställskeden som inlägges under pågående driftskede. I ställskedet utgår ställsignaler mellan de cykliskt uppträdande andra signalerna. Alternativt kan hela eller delar av andra signaler utbytas mot ställsignaler. Hedelst ställsignalerna kan funktioner och/eller varianter bytas under pågående driftskede, t.ex. en pålastningsfunktion följes av en vägningsfunktion. En motsvarande funk- tion kan byggas in i berört funktionskontrollorgan då de av nämda organ styrda varianterna och/eller typerna är förhållandevis enkla, jfr kutter- och sprutfunktionerna.

I en utföringsform lagras de önskade börvärdena som fås vid inlärning med tillkopplat manöverorgan (joy-stick) i huvuddatorns minne. Huvudda- torn samordnar de olika funktionsorganens börvärden för att reducera antalet frihetsgrader och erhålla en synkroniserad rörelse mellan de av kontrollorganen styrda funktionerna. 462 54"! I en föredragen utföringsform är armen körbar i en ramkonstruktion i endera eller bada av förstnämnda huvudriktningar. Huvuddatorn är anslut- en till eller innefattar ett känt massminne (Winchesterminne), i vilket användarprogramet är införbart. Resp. första slinga är fåtrådig eller uppvisar ett maximalt tvärsnitt om företrädesvis ca 200 mmz. Vid använd- ning av t.ex. optisk ledare kan således föreligga ett flertal inre parallella slingor. Utåt sett kan dock en enda till de olika funktions- punkterna sig sträckande slinga utnyttjas. Även sistnämnda slinga be- traktas här som serieslinga.

Genom uppfinningen blir det möjligt att på ett enkelt sätt från angivna grundprinciper skapa ett eget system, t.ex. en robotutrustning med sam- verkbara sidosystem. De för huvuddatorn och de olika funktionskontroll- organen nödvändiga grund- och operativprogrammen framställes och med- följer systemet. Det i huvuddatorn systemspecifika och de för funktio- nerna (funktionskontrollorganen) specifika delarna av programmet(n) kan framställas i egen regi av en användare som köpt eller utnyttjar grund- systemet. Pa så sätt skapas en grundkonfiguration, till vilken man kan komplettera med program på hur systemets delar skall samfunktionera.

Dessutom kan man t.ex. bygga samman en robotutrustning med olika sido- system och använda samma programvara. Det föreslagna systemet blir lätt att lära, tillämpa och förstå. Ändringar kan lätt utföras i efterhand.

Aktuella komponenter (funktioner och varianter) kan ökas eller minskas till antalet eller bytas. Da funktionskontrollorganen är individuellt utbytbara tillföras en funktionstyp och/eller variant genom att ett ytterligare funktionskontrollorgan införes. Skall antalet funktionstyper eller varianter minskas, borttages eller bortkopplas ifrågavarande kort från den första slingan. Skall typ eller variant av funktion ändras utföres en ändring i aktuell av matrisens rader, varefter övriga delar av programmet kan användas. Således kan i funktionskontrollorganet redan befintlig programvara i regel bibehallas oförändrad samtidigt som endast smärre justeringar behöver utföras i användarprogrammet.

Huvuddatorn kan sända information till funktionskontrollorganen, t.ex. om typ, variant, maximum och minimum variationer i värdena, osv. Datorn kan även hämta information från resp. kontrollorgan, t.ex. inställt läge, felmeddelande, etc. Justering eller växling av parameterfallen kan 462 541 6 ske under drift. Huvuddatorn kan kontrollera om utförd order effektue- rats, t.ex. via kontroll av servot som kontrollorganet styr.

Det blir även möjligt att utforma ledningsdragningen med litet yttre tvärsnitt, vilket har stor teknisk- ekonomisk betydelse i framförallt tränga utrymmen. Man kan ta bort eller lägga till ett funktionskontroll- organ utan att behöva ändra tråddragningen. I fallet med rabotutrustning i undertryckskammare öppnas möjligheter att utföra själva kammaren i modulenheter så att den storleksmässigt kan optimeras till det eller de föremål som skall behandlas eller framställas i kamaren ifråga. Genom den enkla justeringsmöjligheten av programvaran kan kaaren byggas för modulsystem och därigenom göras utbyggbar. Program framtagna för en första storlek pa kammaren kan genom smärre ändringar utnyttjas även för kammare av en andra storlek.

Systemet blir även fördelaktigt fràn ekonomi- och lagerhällningssynpunkt eftersom endast en korttyp (funktionskontrollorgan) behöver tillhanda- hållas. Felsökning underlättas även då man kan söka felet medelst byte av kort i berörd eller berörda punkter.

En för närvarande föreslagen utföringsform av en anordning som uppvisar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedan- stående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur l i perspektiv visar den principiella uppbyggnaden för ett uppfinningen utnyttjande system som innefattar en under- tryckskammare med utrustning för framställning och/eller bearbetning av plastföremäl, figur 2 visar ett alternativt utförande för delar av systemet enligt figuren 1, figur 3 i schemaform visar principiellt den funktionella uppkopp- lingen av i systemet enligt figuren l ingående komponent- 61", figur 4 visar exempel på en första typ av funktion som ingår i systemet enligt figuren 1, figur figur 6 -4 7 46 2 visar exempel på en andra typ av funktion som ingår i systemet enligt figuren l, visar exempel pà en tredje typ av funktion som ingar i systemet enligt figuren 1, figurer 7a och 7b visar i olika vyer exempel på en fjärde funktion figur figur 9 figur 10 figur figur 12 figur figur ll 13 som ingar i systemt enligt figuren 1, varvid dessutom framgår exempel på inbyggnad av ett kort som uppbär funk- tionens mikroprocessor med tillhörande kringutrustning, dvs. funktionskontrollorganet, schematiskt visar anslutningar för funktionskontrollorga- net enligt figuren 7a, viar en enhet som innesluter ett kort med mikroprocessor och dess tillhörande kringutrustning (= funk ínskontroll- organ) samt uppvisar anslutningar för signalstyrning av kortet, kraftstyrning, och materialflöde, visar exempel pà principiell uppbyggnad av ett funktions- kontrollorgan, visar ett diagram på första signaler som överföres i en funktionskontrollorganen i systemet sammanbindande första slinga, i diagramform visar andra signaler i nämda slinga, i schemaform visar generella koordinater inlagda i en matris, och 14 i blockschemaform yisar en konstruktiv uppbyggnad av ett funktionskontrollorgan.

I figuren 1 är ett undertryckskammarsystem, som kan utgöras av i och för sig känt slag, indikerat med 1. Undertryckskammaren är utförd med under- tryckseffektuerande organ som symboliserats med 2. Kammaren är försedd PO 46 541 8 med en eller flera öppnings- och stängningsbara portar och ett eller flera objekt eller föremål 3 är på sa sätt införbara i kammaren under atmosfärstryck och framställningsbara eller behandlingsbara i undertryck i kammaren sedan dennas port respektive portar tillslutits och lufteva- kueringsutrustningen påverkats. Nämnda föremål 3 utgöres i föreliggande fall av en form, med hjälp av vilken en produkt 3a framställes. Formen 3 är placerad på en ställning 4, i förhållande till vilken formen är rör- lig, t.ex. vridbar och/eller förskjutbar.

Systemet innefattar även en robotutrustning 5, 6, vilken innefattar en flerledad arm 5 och en huvuddatorutrustning 6. Nämda arm är vid sin första ände ledbart infäst i en infästningsenhet 7. Armen är via nämda infästningsenhet lagrad i en i undertryckskammaren anordnad ramkonstruk- tion som innefattar tvä längsgående balkar Ba, 8b och tvâ tvärsgáende balkar 9a, 9b. Infästningsenheten är längdförskjutbar i nämnda tvärsgä- ende balkar, vilka i sin tur är körbar i de längsgående balkarnas längd- riktning. Två linjära huvudrörelser X och Y kan således effektueras för nämda arm 5. Det är givetvis möjligt att låta armen vara förbar endast i en av nämnda huvudriktningar X och Y.

Vid sin fria ände uppbär den flerledade armen i föreliggande fall mate- rialappliceringsorgan 10, 11, vilket eller vilka t.ex. kan innefatta en sprutpistol 10 och en kutter 11. Materialframmatningen till nämda kutt- er ll är indikerad med 12 och ett magasin 13 för materialet 12 är kopp- lat till eller infäst i en armled Sa på den flerledade armen 5. Den tredje huvudriktningen Z för nämnda organ 10, ll effektueras vid den flerledade armen med hjälp av polära rörelser i armen, vilka polära rörelser ástadkommes med hjälp av vridningar i ledarna för armdelarna 5a, 5b och leden mellan armdelen 5b och ett nämnda organ 10, ll uppbär- ande organ 14. I det visade utföringsexemplet är den flerledade armens infästningar till infästningsenheten 7 och organen 10, ll hela tiden belägna väsentligen i den tredje huvudriktningen Z, vilket ger fördelak- tiga moment- och böjpâkänningar i armens 5 olika delar.

Nämnda arm 5 kan utföra följande rörelser. Nämnda tva linjära rörelser X och Y, vilka effektueras med hjälp av drivorgan 15 respektive 16. Dess- utom kan armen vrida sig runt Z-axeln med hjälp av ett vridorgan 17. Den övre leden 18 är rörlig kring en axel 19. Denna rörelse kan utföras med 9 462 541 i leden 18 anordnade vridorgan av en typ som är i och för sig känd i sammanhanget. I mittenleden 20 utföres en vridrörelse kring axeln 21. I en nedre led 22 utföres en vridrörelse kring axeln 23. Dessutom kan organet 14 effektuera tre olika polära rörelser relativt armdelen 5b. En av dessa polära rörelser utgöres av rörelsen kring axeln 24. De övriga tva polära rörelserna sker i två i förhållande till varandra vinkelräta plan som innefattar nämnda axel 24. Vridrörelsen för formen 3 effektue- ras av ett vridorgan 25 och vridningen sker i förliggande fall väsentli- gen kring Z-axeln. Den eventuella längdförskjutningsrörelsen för formen 3 och ställningen 4 är icke visad.

Nämnda vridrörelser i armens olika leder kan ske i likhet med vad som angivits för leden 18 i ovan.

Företrädesvis samtliga av nämnda linjära och polära rörelser enligt ovan är tilldelade var sin mikroprocessor med för dess funktion nödvändig tillhörande kringutrustning som tillsamans bildar ett funktionskon- trollorgan och i regel är anordnade på ett gemensamt s.k. kort. Rörel- serna i armens leder utgör en typ av funktion, medan de olika lederna hänföres till olika varianter betingade av skillnader i dynamik, för- stärkningsgrad, vridhastighet, etc.

Systemet innefattar även en funktionstyp i form av materialframförings- organ, t.ex. i form av pumpar 26, 27 och 28, 29 som arbetar parvis. Det ena paret pumpar 26, 27 pumpar fram material av ett första slag, t.ex. plastmaterial i form av polyester från en behållare 30 till materialapp- liceringsorganet 10 som därvid kan utgöras av en sprutpistol. Det andra paret pumpar 28, 29 pumpar pa motsvarande sätt fram en härdare, t.ex. peroxid, från en behållare 31 till nämnda sprutpistol 10. Frammatningen sker via separata ledare 32, 33 som leder på känt sätt från pumparna, som företrädesvis är belägna på kammarens utsida, via urtagningar i kammarväggen till sprutpistolen, varvid materialframledningen i själva armen 5 sker inuti densamma, vilket kan ske på i och för sig känt sätt.

Polyestern och härdaren blandas i eller utanför sprutpistolen och strål- en från den senare är indikerad med 34. I det fall armering skall ske är kuttern ll aktiverad och armeringsmaterialet från kuttern är indikerat med 35. 462 541 1° Nämnda framföringsorgan 26, 27 respektive 28, 29 är tilldelade var sitt funktionskontrollorgan vilket även gäller för respektive materialappli- ceringsorgan 10, ll. Ingår ytterligare organ i det samordnade rörelse- systemet är även dessa ytterligare organ på motsvarande sätt försedda med företrädesvis var sitt funktionskontrollorgan.

Huvuddatorutrustningen innefattar i det visade utföringsexemplet en huvuddator 36 som är ansluten eller innefattar ett massminne 37. Till datorn är även ansluten en terminal 38 med skriv- och läsorgan. En in- lärningsutrustning, en s.k. Power Teach, är indikerad med 39. Utnyttjan- det av utrustningen 39 medför att man med ett handtag, ej visat, på roboten eller på avstånd från densamma åstadkommer en kraft i den rikt- ningen man önskar föra och vrida materialappliceringsorganet. Den önska- de riktningen behandlas av datorn som tar fram generaliserade börvärden till resp. berört funktionsorgan där de övertaliga frihetsgraderna är fixerade på ett av systemkonstruktören i förväg bestämt sätt.

Ett väsentligt särdrag för den beskrivna anordningen är att de olika rörelsernas och organens funktionskontrollorgan är kopplade i eller till en första slinga där således funktionskontrollorganen är inkopplade i serie efter varandra. Funktionskontrollorganen kan därvid vara anslutna inbördes parallellt till slingan så att signalmottagning och signalav- givning vid resp. funktionskontrollorgan är oberoende av övriga funk- tionskontrollorgan såtillvida att behandlingen i ett funktionskontroll- organ icke behöver fördröjas av behandlingen i övriga funktionskontroll- organ. Ren seriekoppling kan alternativt föreligga. I slingan ingår förutom elektriskt ledande tråd eller trådar 40a för sammankoppling av funktionskontrollorganen även elektriskt ledande tråd eller trådar 40b för mikroprocessorernas matningsenergi. I en andra slinga är anordnade trådar eller ledare 40c för krafteffektuerande eller kraftverkställande organ som förefinns i respektive funktionspunkt, dvs. rörelse eller funktionsutövande punkt. Kraftförsörjningen medelst trådarna eller ledarna 40c kan ske på hydraulisk och/eller elektrisk väg. Signalöver- föringen för styrningen eller styrningarna av mikroprocessorerna i de olika funktionspunkterna sker digitalt och i serieform. Detta begränsar med nuvarande tillgänglig teknik antalet funktioner som kan inkopplas i den första slingan. Uppfinningen innefattar därför även den tanken att rörelserna och organen i de olika funktionspunkterna kan indelas i flera 11 4-62 54"! första slingor, varvid i figuren l en dylik ytterligare första slinga indikerats med 40'. Det är enligt figuren 2 möjligt att dela upp kraft- försörjningen på två eller flera andra slingor 40c', 40c", trots att ifrågavarande rörelser- och/eller organ 41, 42, 43, etc. betjänas av samma styrledare 40a' i den första slingan. Detta kan bli aktuellt om det föreligger speciellt effektkrävande organ och/eller rörelser i systemet. Figuren 2 visar även principen för att de olika funktionskon- trollorganen styrs i den gemensama loopen 40a' från huvuddatorn 36' samtidigt som respektive funktionskontrollorgan utför sin egen loop eller funktion som är indikerad 4la, 42a respektive 43a. Huvuddatorn bestämmer med sina program hur funktionskontrollorganen skall samordnas och ev. vilka roller de skall tilldelas i systemet. Funktionskontroll- organen bestämmer medelst sina program hur funktionen i detalj skall genomföras. Spänningsmatningsförsörjningen för funktionskontrollorganen är icke visad i figuren 2. Antalet elektriska trådar kan vid enklare system vara så litet som tvâ. I föreliggande exempel utnyttjas 5-6 trådar, företrädesvis ingår högst 8-12 trådar i berörd slinga. Den yttre tvärsnittsarean i resp. första slinga är högst ca 300 mmz, företrädesvis högst ca 200 mz.

Systemet arbetar med program på olika nivåer. Utöver ovan nämnda använ- darprogram ingår ett operativ- eller grundprogram som innefattar bl.a. program för systemets drift och kommunikation och innefattar koncept och tabeller för börvärden, regler, parametrar, adressering, utläsning, utskrivning, etc.

Principer för hur systemet skall arbeta pä olika kommandon, hur funk- tionskontrollorganen skall samarbeta med huvuddatorn via slingan etc. ingår även. Nämnda börvärden är inlagda i Winchesterminnet 37, och häm- tas till huvuddatorns (CPU) arbetsminne. Ordningen med vilken avläsning- en av börvärdena sker bestämmes t.ex. av operativsystemet. Nämnda opera- tivprogram skall i princip tillhöra systemet, och vid försäljning av ett dylikt medfölja detsamma. I figuren 1 är minnesutrymmena i huvuddatorn 36 för nämnda operativprogram indikerade med 44 och 45.

Figur 3 avser att visa ett exempel där kraftförsörjningen sker på hyd- raulisk väg från en hydraulkraftkälla 46. Till de två hydraulledningar- na, fram- och àterledare, är anslutna för respektive funktionskontroll- 462 541 12 organ 4l', 42', 43' en servoventil 47, 48 respektive 49 med tillhörande servomotor 50, 51 respektive 52. På motorernas respektive utgående axel 50a, 51a och 52a är kopplad ett informationsgivningsorgan 53, 54 respek- tive 55, t.ex. i form av en vinkelgivare, som respektive är anslutet till sitt tillhörande funktionskontrollorgan. Funktionskontrollorganen är även anslutna till sina respektive servoventiler 47, 48 och 49. En spänningskälla för matning av respektive mikroporcessor med tillhörande kringutrustning är visad med 56. I den första slingan 40a" utsändes börvärdesinformation från datorn. Utstyrningen av respektive motor sker med hjälp av denna börvärdesinformation och via givarna 53, 54, 55 er- hålles information från den effektuerade funktionen, dvs ärvärdet, vilket via mikroprocessorerna återsändes till hvududatorn. Ärvärdesin- formationen kan utnyttjas för att stoppa en pågående process om berörda organ icke genomför aktuella funktioner som avsett.

Figur 4 visar mikroprocessorns och dennas kringutrustnings inkoppling till en funktionstyp i form av ett pumporgan, jämför pumporganen 26, 27 respektive 28, 29 i figuren 1. En cylinder med tillhörande kolv visas med 57. Ett backventilstyrt organ 58 påverkas via pumpens kolvstàng till att pumpa material t.ex. från behållaren 30 in i ledningen 32. I stället för en servoventil utnyttjas i detta fall en s.k. proportionalventil 59 av i och för sig känt slag. Kbntrollorganet 60 styr nämnda ventil 59 och ventilen kraftförsörjes från hydraulkällan 61. Kbntrollorganets spän- ningskälla är angiven med 62 och kontrollorganet inhämtar ärvärdesinfor- mationen via givaren 63 som avkänner kolvstångens läge i pumpcylindern.

Figur 5 visar en andra typ av funktion, nämligen funktionen för vrid- ningen av formen 3'. En enhet 64 innefattar i detta fall en del 65 som vid en rotation samtidigt utför en längdförskjutningsrörelse. I enhetens icke påverkade läge går delen 65 fri från formen 3'. Dä enheten 64 akti- veras längdförskjutes delen 65 och går via en urtagning 3a i ingrepp med formbordet och kan t.ex. med hjälp av friktionen vrida detsamma. Driv- ningen av delen 65 sker medelst en hydraulmotor 66 som energiförsörjes från en källa 67 och styres via en serevoventil 68, vars styringâng är ansluten till kontrollorganet 69. Motorn 66 driver enheten 64 via en växel 70, vid vilken ett vinkelavkänningsorgan 71 är anordnat. Kontroll- organet är ansluten till nämda informationsgivare 71 och erhåller strömförsörjning från källan 72. 13 462 541 Figur 6 visar organ för effektuerande av den linjära X- eller Y-rörelsen enligt figuren 1. En motor 73 är försedd med två utgående axlar som vid sina respektive ändar uppbär kugghjul 74 och 75, medelst vilka drivning sker längs kuggbanor 76. Funktionskontrollorganet 77 styr via servoven- tilen 78 motorn. En vridvinkelavkännare 79 är kopplad till motorns 73 ena utgående axel och är ansluten till kontrollorganet. Hydraulledningar för energimatningen är visad med 80.

Figurerna 7a och 7b visar exempel på där tvâ olika funktioner kan sam- manbyggas i en enhet 81 samt exempel på hur ett kort med mikroprocessor och tillhörande kringutrustning konstruktivt kan inordnas i en funk- tionspunkt. Företrädesvis hela kontrollorganet skall vara utbytbart och ersättas av ett kort med motsvarande funktion och uppbyggnad. Härför är kortet lämpligen anordnat ijackningsbart i ett kontaktdon 83, varvid kortet utföres med han- eller honjackar och kontaktdonet 83 med motsvar- ande hon- eller hanjackar. I föreliggande fall är kutter- och sprut- pistolfunktionen betjänade av sama kontrollorgan eller kort 82. Enheten 81 innefattar en stomdel 84 med tillhörande hölje 85. Kortet 82 och kontaktdonet är därvid anordnat inuti enhetens utryme 86. På nämnda stomme 84 är monterat ett antal munstycken 87, 88, 89 och 90. Nämnda antal är i föreliggande fall fyra och skall utnyttjas tva och tvâ. Res- pektive munstycke är anslutet till en kanal 87a, 87b, 87c respektive 87d, i vilka plastmaterial, polyester och härdare, skall framföras. I figuren 7b är den utgående polyesterstràlen i det aktiverade paret av munstycken 87, 88 angiven med 91. Den motsvarande utgående strálen för härdaren är indikerad med 92 och samanblandningen av polyester och härdare sker utanför sprutpistolen ungefär vid punkten 93, varefter hop- blandat material med härdare, angivet med 94, kan nä den i figuren 1 visade formen. I figuren 7b är instreckat den motsvarande funktionen för munstycksparet 89, 90 då detta är aktiverat. Respektive kanal av kanal- erna 87a-87d är försedd med en stängningsventil, varvid stängningsven- tilen 95 för endast en kanal 87a är visad i figuren 7a. Ventilen 95 utgöres av en ventil som signalstyres från kontrollorganet 82 och kraft- försörjes från en hydraulkälla 96. I ventilens icke påverkade läge är kanalen 87a stängd, medan den i sitt påverkade läge (= läget enligt figuren 7a) håller nämnda kanal öppen. Matningen från hydraulsystemet sker via ledaren 97, medan styrningen från kontrollorganet sker via le- daren 98. 462 541 M Kuttern drives medelst motorn 99 som är försedd med en servoventil 100, vilken kraftmatas från energikâllan 96 via ledningar 101 och styres från funktionskontrollorganet via ledningar 102. Motorn är lagrad i stommen 84 och är belägen inuti utrymet 86. På enhetens 81 utsida år till motorn anslutet ett drivorgan 103 för kuttern och det strängformade armeringsmaterialet 104, vilket sönderdelas i kuttern och sammanblandas med stralen 94 eller inblandas i materialet på formen 3. Kuttern är angiven med 105 och är på motsvarande sätt lagrad i en vägg i enheten 81. Kutterhjulet är indikerat med 106 och samverkar med kuttermotorns hjul 103 på i och för sig känt sätt. En vridvinkelavkännare 107 är an- sluten till kutterhjulet samt har sin styrsignalutgang ansluten till kontrollorganet. Samtliga anslutningar till kontrollorganet är i före- liggande fall utfört via kontaktdonet 83.

Kontrollorganet är i detta fall utfört med en servoutgang 108, en puls- ingång 109 från informationsgivaren samt tva på/av-utgångar (on/off) för den parvisa styrningen av ventilerna 95.

Figur 9 visar en enhet 112 som är applicerbar i respektive funktions- punkt. Enheten utgör en komplett enhet som kan anordnas på lämpligt ställe i aktuell applikation. Enheten innesluter det i princip utbytbart anordnade kortet 113 med mikroporçessor och för denna nödvändig kringut- rustning. Enheten är försedd med ingång för slingans parter 114 och 115.

Kontrollorganets strömmatning år visad med 116. Enheten innefattar även anslutningar 117 och 118 för krafteffektuering i respektive funktions- punkt som ingar i slingan. Nâmda ledningar kan vara hydrauliska eller elektriska. Enheten kan dessutm vara försedd med ledningar 119 och 120 för det material som eventullt skall styras i punkten ifråga. I rena rörelseutövande funktionspunkter kan sistnämnda ledningar utgå.

Figuren 10 avser att principiellt visa den funktionella uppbyggnaden av ett kort med tillhörande mikroprocessor och kringutrustning som bl.a. innefattar olika minnesareor. I princip skall respektive kort vid kvali- ficerad typ eller variant kunna utföra styrningar av en funktionstyp eller en funktionsvariant at gången, vilken typ eller variant utväljes bland ett antal möjliga typer och/eller varianter som kortet är fabrice- rat för. Vid enklare typer eller varianter (on/off) kan samma funktions- kontrollorgan styra mer än en variant och/eller typ samtidigt. I figuren 4-62 541 är fyra kvalificerade typer och/eller varianter principiellt indikerade med 121, 122, 123 och 124. Antalet funktionstyper resp. funktionsvarian- ter kan variera från en typ resp. en variant och uppåt. Totala antalet typer och/eller varianter skall bilda ett flertal, företrädesvis tre och uppåt. Ju större antal, desto större fördelar ger uppfinningen i syste- met. Aktuell typ/variant av nämnda möjliga typer/varianter utväljes i beroende av styrningar från huvuddatorn och ett utväljningsorgan eller utväljningsprogram för utpekning av den aktuella typen/varianten är indikerat med 125. Alternativt kan anordningen enligt figur 10 vara utförd med företrädesvis manuellt inställbara omkopplare s.k. DIF-om- kopplare, som därvid motsvarar nämnda organ 125. Med dessa instâlles typen av eller varianten på funktionen medan varianten resp. typen kan inställas medelst signaler från huvuddatorn. Omkopplarna kan även vara anordnade för maskinell omkoppling, bränning, etc. I en alternativ ut- föringsform inställes både typ och variant med omkopplaren. I figuren 10 är vidare 126 en del som ombesörjer kommunikation med berörd första slinga, 127 minnesutrymmen, 128 nödvändig programvara, och 129 av använ- daren utnyttjat programminne. Den programering som skall införas i de olika kontrollorganen beror av de funktionsstyrningar som kontrollorgan- en specifikt skall kunna styra. I föreliggande fall skall motsvarigheter föreligga i kontrollorganet till de i ovan omnämnda grund- operativ- och användarprogrammen. Nämnda operativprogram tar fasta på de egenheter som skall föreligga med avseende pa komunikationen mellan huvuddatcrn och kontrollorganen. Dessutom kan operativsystemet programeras med utgångs- punkt frán typ av givarutgång, hur in- och utgående signaler skall be- handlas, etc. Nämnda uppgifter kan införas i ett första minne, medan i ett andra minne, vilket därvid kan vara befintligt i eller anslutbart till funktionskontrollorganet, jämför minnet 129, införes uppgifter om arbetsprinciper, de olika funktionskategorier som skall gälla för kor- tet, servomotorer, etc. Även för systemets operativprogram specifika särdrag kan införas i mikroprocessorns minne.

I en föredragen utföringsform kan programuppbyggnaden indelas på tre nivåer, varvid operativprogrammet (se ovan) utgör en första nivå, ett kundtillhörigt program en andra nivå och ett inspelat program eller användarprogram en tredje nivå. Leverantören av systemet tillhandahåller operativsystemet, medan den andra nivån ger köparen möjlighet att införliva systemet i sin speciella omgivning. Kunden kan tänkas önska 12.62 55.1 16 ansluta systemet till sin ekonomi- och/eller kundfunktion, etc. Givetvis är gränserna mellan de första och andra nivåerna beroende på köparens kompetens.

I figurerna 11 och 12 visas exempel på den signalöverföring, dvs. styrsignalöverföring, som skall ske från huvuddatorn till de olika kontrollorganen. Systemet arbetar därvid med minst två olika skeden, varav det ena här benämnes uppstartningsskede och det andra driftsskede.

Ett tredje skede, ställskedet, kan även förekomma. I uppstartningsskedet som utgår från huvuddatorns grundprogram initieras första signaler enligt figuren 11. Signaleringen är företrädesvis digital och sker i serieform eller seriellt i syfte att i en slinga erhålla en fåtrådig förbindelse. Signalerna är uppbyggda enligt förekommande internationell standard RS 232 och innefattar synkroniserings-, kodnings- och kontroll- bitar åtföljda av informationsdelar 131, 132, 133, 134 osv som resp. är specifika för resp. av de olika kontrollorganen. I nämnda informations- delar ingår bl.a. information som pekar ut den innevarande funktions- typen och/eller funktionsvarianten som kontrollorganen under driftsske- det skall arbeta ed. Under driftskedet utsändes fortlöpande börvärdes- information eller motsvarande information till de olika kontrollorganen.

De första signalerna kan i en utföringsform ersättas med i ovan nämnda omkopplare eller kodningsplugg. Det är i och för sig möjligt att låta de första signalerna effektuera införande av funktionsspecifika program i kontrollorganen som därvid är utrustade med däremot svarande minne(n).

De andra signalerna enligt figuren 12 utgår i driftskedet och innefattar synkroniserings-, kodnings- och kontrolldelar 135 i enlighet med de första signalerna. Dessutom ingår informationsdelen 136, 137, osv som är specifika för de olika kontrollorganen som således är tilldelade var sin del i signaltaget. I respektive andra signal ingår dessutom avdelade andra tidsutrymen 138, 139, osv som resp. är specifika för resp. av de olika kontrollorganen. I dessa andra tidsutrymmen har kontrollorganen möjlighet att införa ärvärdesinformationen eller annan information som skall översändas till huvuddatorn. De andra signalerna utsändes företrä- desvis cykliskt och i figuren 12 är två signaltåg angivna med 140 och 141, vilka signaltåg uppträder med inervall om ll h. De första och andra signalerna överföres i sekvenser om 16 bitar. Ål 17 462 541 Under resp. ställskede som kan uppträda temporärt eller kontinuerligt under driftskedet utsändes ställsignal 142 t.ex. i tidsutrymet rå h mellan de cykliska andra signalerna 140 och 141. Resp. ställsignal kan ersätta del av eller en eller flera andra signaler, ställsignalerna emanerar från fasta eller justerbara program i huvuddatorn och kan t.ex. initieras av operatör. Utskiftningen av aktuell programdel till ställ- signal samt mottagningen av ställsignalen i berört funktionskontroll- organ sker medelst kända SIO-kretsar. Med ställsignalerna kan en eller flera funktioner och/eller funktionskontrollorgan ändras temporärt eller kontinuerligt. Som exempel kan nämnas då man under drivning av ett organ önskar erhålla en indikering, t.ex. på organets läge.

Den från huvuddatorn effektuerade signalgivningen sker på känt sätt med s.k. SIO-kretsar beroende av den programmerade styrningen i huvuddatorn.

Signalmottagningen och signalutsändningen vid resp. mikroprocessor sker även den på motsvarande känt sätt. Vad gäller nämnda informationsavgiv- ande organ utgöres dessa företrädesvis av pulsgivande sådana.

Kamaren 1 enligt figuren 1 kan om så önskas uppbyggas som ett modul- system, vilket kan anpassas till det eller de föremål som skall fram- ställas i systemet ifråga.

Figur 13 \ sar en matris för inläggning av börvärdesinformation i olika tidpunker i Winchesterminnet 37. Börvärdena är anordnade i rader Bl, B2 ... Bn. Matrisens x-axel anger tidpunkterna tl, tz, t3, tn för börvärde- nas inläggning. Avståndet mellan tidpunkerna är lika och valt sa litet att det understiger felsignalen för resp. verkställande organ eller motsvarande, t.ex. servomotorn 50 i figur 3.

Nämda CPU hämtar olika programavsnitt ur massminnet 37, vilka avsnitt till en början är inlagda i kronologisk ordning. Ändringar av program eller delar därav inlägges efter hand i slutet på massminnets area, vilket kan innebära att CPU skall avläsa sammansatta programmet från olika delar av minnet. Hopsättningen av programmen i sig och olika fo- gram bearbetas av datorn så skarvarna mellan programmen och dess delar blir omärkliga för processen som sådan. 462 541 18 I figur 14 visar 143 ett kort eller ett funktionskontrollorgan som är anslutbart på fysisk plats pà aktuellt organ. Den första slingan är betecknad 144 och utgörs av en bandkabel med inuti liggande ledare.

Kortet är anslutet till en ett verkställingsorgan, servoventil 145, och till en pulsgivare 146. Anslutningarna är utförda via ledare.

Kortet uppvisar en CPU 147 och till denna anslutna ROM-minnen 148, 148a, 148b och 148c samt till RAM-minnen 149, 149a, 149b och l49c. ROM-minnen utgör fasta program och RAM-minnen laddas vid uppstartningsskedet fran huvuddatorn. Sistnämnda minnen tjänar även som arbetsminnen. CPU är ansluten till en klocka 150, till en sândar- mottagarkrets 151, till en avkodare 152, till en servoutgáng 153 för anslutning till enheten 145, samt till pulsgivaringáng 154 för anslutning av givarorganet 146. Dess- utom är till CPU anslutet en krets 155 för övriga styrfunktioner, dvs en eller flera styrfunktioner av liknande eller annat slag än nämnda organ 145. Annan funktion(er) och/eller variant(er) kan därvid styras från kortet 143.

Kortet är försett med tryckt ledningsdragning 151a för förbindning av nämnda kretsar. Anslutning av slingan 144, och organen 145 och 146 sker via ett kontaktorgan som innefattar en honkontaktdel 156 och en hankon- taktdel 157. Pâ honkontaktdelens ovansida skjuter upp kontaktstift l56a, mot vilka kontakt och anslutning sker av slingan 144 och organen 145 och 146.

Uppfinningen föreslår även ett enkelt sätt att identifiera den inplace- ring eller ordning resp. funktionskontrollorgan har i slingan så att vid signalsändningen i denna rått signal eller signaldel när resp. kontroll- organ. Resp. kontrollorgan är i utföringsexemplet försett med en kod- plugg eller omkopplingsorgan som bestämer kontrollorganets ordning i slingan i beroende av en inställning, t.ex. en manuell inställning.

Kodpluggen kan vara placerad på kortet och via en avkodare 158 ansluten till CPU samt tilldelad hânvisningen 159. Alternativt eller kompletter- ande kan en ytterligare kodplugg 160 vara ansluten via kontaktorganet 156, 157. Anslutningen är utförd som för slingan 144 och organet 145.

Endera eller båda kodpluggarna kan även utnyttjas för inställning av funktionstyp och/eller variant därav. *fl 19 462 541 Uppfinníngen är inte begränsad till den i ovanstående såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinníngstanken.

Claims (10)

462 541 20 PATENTKRAV

1. Anordning vid ett distribuerat styrsystem för effektuerande av funktioner vid ett antal fysiskt i systemet separerade funktionsställen, i fortsättningen benämda funktionspunkter, varvid systemet innefattar ett verkställande organ (50, 51 eller 52) placerat vid resp funktions- punkt för àstadkommande av en funktion av nämnda funktioner, ett funk- tionskontrollorgan (41, 42 eller 43) som är anordnat för styrning av resp verkställande organ och innefattande en programmerbar mikroproces- sor med tillhörande minne och ett kopplingssnitt, en gemensam huvuddator (6) som är ansluten till nämda funktionskontrollorgan via en gemensam anslutningsslinga, samt systemet arbetar med en uppstartningsfas och en arbetsfas, k ä n n e t e c k n a d därav, att resp funktionskontroll- organ är placerat i eller i närheten av resp verkställande organ och resp mikroprocessor är programmerbar för att styra ett av flera verk- ställande organ och därmed i nämnda funktionspunkter möjliggöra utbyt- barhet mellan funktionskontrollorganen vid systemet, att en givare (53, 54, 55) är ansluten till åtminstone ett av nämnda verkställande organ och till tillhörande funktionskontrollorgan av nämnda funktionskontroll organ för àstadkommande av en äterkopplingsslinga till en ingång på nämda tillhörande funktionskontrollorgan, att nämnda huvuddator utsän- der via den gemensamma anslutningsslingan dels en uppsättning av första digitala signaler under uppstartningsfasen, vilka första digitala signa- ler ställer in resp funktionskontrollorgan på en utvald styrfunktion, dels under arbetsfasen en uppsättning andra digitala signaler som inne- fattar kommandon för den funktion som skall utföras av berört verkställ- ande organ, och att en andra anslutningsslinga förmedlar energi till resp verkställande organ.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att resp. funktionskontrollorgan utsänder med hjälp av sin samverkande gi- vare nämnda andra signaler (140, 141), som därvid innefattar kontinuer- ligt àterförd information.

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att resp funktionskontrollorgan är kapabelt att bli påverkat lf' I) 21 462 541 under en eller flera omkopplingsfaser som är inlänkade i operationsfasen i avsikt att åstadkomma terporär eller kontinuerlig omkoppling från en eller flera första typer av funktionsvarianter till en eller flera andra typer av funktionsvarianter under den kontinuerliga funktionen i syste- met.

4. Anordning enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d därav, att systemet innefattar åtminstone en industrirobot med flerledad arm (5) anordnad att utföra ett flertal linjära och polära rörelser samt med ett vid sin fria ände anordnat föremalsbehandlande organ (10, ll).

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att systemet innefattar en undertryckskammare (1), i vilken nämnda robot (5) är anordnad tillsamans med materialapplicerings- och materialfram- föringsorgan, t ex ledningarna (32, 33).

6. Anordning enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att roboten är anordnad att i systemet vara samordnat med ett sidoordnat delsystem, t ex delsystem för pumporgan för frammatning av material, såsom sprutbart plastmaterial eller liknande material.

7. Anordning enligt något av patentkraven 4-6, k ä n n e t e c k - n a d därav, att systemet innefattar en manuellt pàverkbar programin- lärande utrustning (39) som är av det slag som på i och för sig känt sätt möjliggör utnyttjandet av huvuddatorn för reducering av överflödiga frihetsgrader för den ledade armens rörelser.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att nämnda informationsgivande organ avger infor- mationer i form av elektriska pulser.

9. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att i en gemensam första slinga inlänkade funk- tionskontrollorgan erhålles ordningsbestämning i slingan medelst ord- ningsbestämmande organ (159 och/eller 160) anordnad i eller anslutna till de punkter eller de organ i systemet som är tilldelade den gemen- sama första slingans kontrollorgan. 462 541 22

10. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k â n n e - t e c k n a d därav, att resp första slinga är fàtràdig, varmed här avses t ex högst 8-12 trådar, eller uppvisar en tvärsnittsarea om högst ca 300 m2, företrädesvis högst ca 200 mmz. A: