SU1271739A1

SU1271739A1 - Устройство дл управлени промышленным роботом

Info

Publication number: SU1271739A1
Application number: SU853889615A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Кузнецов; Вильям Ильич Кордонский; Александр Валентинович Коломенцев; Федор Васильевич Фурман; Василий Михайлович Жигулин
Original assignee: Минский радиотехнический институт
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-11-23

Abstract

Изобретение относитс к робототехнике и может быть использовано при создании промышленных роботов, обеспечивающих перенос грузов различной массы с различными скорост ми. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи устройства за счет реализации квазиоптимальных по быстродействию алгоритмов управлени , инвариантных изменению момента инерции нагрузки. Устройство содержит блок задани программы, вычислительный блок, блок управлени , приводы, св занные с датчиками положени , датчик момента, а также дифференциатор , выпр митель и сумматоры. 3 ил. (Л ю а Л. оо со

Description

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании промышленных роботов.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства за счет реализации квазиоптимальных по быстродействию алгоритмов управления, инвариантных к изменению момента инерции нагрузки.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — схема вычислительного блока; на фиг.З — схема блока управления.

Устройство содержит блок I задания программы, первый сумматор 2, дифференциатор 3, выпрямитель 4, первый усилитель 5, первый привод 6, датчик 7 момента, первый датчик 8 положения, второй сумматор 9, второй усилитель 10, второй привод 11, второй датчик 12 положения. Вычислительный блок 13, блок 14 управления, третий сумматор 15, элемент ИЛИ 16, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20, блоки выборки-запоминания, первый 21, второй 22, третий 23 сумматоры, первый 24, второй 25, третий 26 элементы задержки, генератор 27 тактовых импульсов, умножитель 28, выпрямитель 29, компаратор 30, первый 31, второй 32 коммутаторы, усилитель 33, первый 34, второй 35 пороговые элементы.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с программой технологического цикла, хранящейся в блоке 1 задания программы, на его выходах появляются сигналы, соответствующие требуемым перемещениям приводов би 11. По перепаду сигнала на первом выходе блока 1 задания программы на выходе выпрямителя 4 появляется короткий импульс, который обнуляет сигнал на выходе вычислительного блока 13. Сигнал с первого выхода блока 1 задания программы сравнивается в первом сумматоре 2 с сигналом от первого датчика 8 положения, и сформированная ошибка Цои, поступает в блок 14 управления. На выходе блока 14 управления появляется постоянный сигнал Uю соответствующей полярности. Этот сигнал сравнивается с сигналом с выхода датчика 7 момента, и ошибка по моменту через первый усилитель 5 и привод 6 (привод вращения) начинает разгон исполнительного органа промышленного робота с постоянным моментом.

При равноускоренном движении величина пути торможения ф, = Voti—|~at?/2 с учетом V_o--al_T определяется как функция кинетический энергии

Ф I · vq J__ С η К ™

Μ К_л11цГ где М = 1а = Uio/Кдм — момент, развиваемый приводом 6; а — ускорение; Uid — сигнал, пропорциональный требуемому значению момента привода 6; К.™ — коэффициент передачи датчика 7 момента; I — момент инерции вращающихся частей; Vo — скорость вращения; U_n — выходной сигнал вычислительного блока 13; К„ — коэффициент его передачи.

В соответствии с этим сигнал на выходе блока 14 управления определяется из выражения

Г —u_)osign(l Uoi»l-U„Ko)K 10 у j X SignUom при |Uour|>Uo

КUow при I Uo_U1|<Uo, где Kt) = КяпКдм/Кл-и 10 = 1, Kg„ — коэффициент передачи датчика 8 положения.

¹⁵ Вычислительный блок 13 осуществляет интегрирование сигнала, пропорционального моменту привода 6, по сигналу, пропорциональному положению привода 6 по формуле прямоугольников ²⁰ U„ = ΚΣΜ1Δφ,·«κ|Μάφ, где К — коэффициент пропорциональности; Ф — угол поворота привода 6, М — момент, развиваемый приводом 6; φι и φ₂ — соот25 ветственно начальное и конечное положения привода 6.

Таким образом, разгон продолжается до тех пор, пока сигнал на выходе вычислительного блока 13 не сравнивается по вели30 чине с сигналом ошибки I Цош|. После чего на выходе блока 14 управления появляется сигнал противоположной полярности и начинается торможение привода 6. При выполнении условия | Цош | Uo на выходе блока 14 управления появляется сигнал, пропорцио35 нальный ошибке Ки°ш. и исполнительный орган стабилизируется в требуемом положении. Здесь Uo постоянная уставка, определяющая условие перехода на линейный режим.

Claims

Изобретение относитс к робототехнике и может быть использовано при создании промышленных роботов. Цель изобретени - гювьпиение быстродействи устройства за счет реализации квазиоИтимальных по быстродействию алгоритмов управлени , инвариантных к изменению момента инерции нагрузки. На фиг.1 представлена функциональна схема устройства; на фиг.2 - схема вычислительного блока; на фиг.З - схема блока управлени . Устройство содержит блок 1 задани программы , первый сумматор 2, дифференциатор 3, выпр митель 4, первый усилитель 5, первый привод 6, датчик 7 момента , первый датчик 8 положени , второй сумматор 9, второй усилитель 10, второй привод 11, второй датчик 12 положени . Вычислительный блок 13, блок 14 управлени , третий сумматор 15, элемент ИЛИ 16, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20, блоки выборки-запоминани , первый 21, второй 22, третий 23 сумматоры , первый 24, второй 25, третий 26 элементы задержки, генератор 27 тактовых импульсов , умножитель 28, выпр митель 29, компаратор 30, первый 31, второй 32 коммутаторы , усилитель 33, первый 34, второй 35 пороговые элементы. Устройство работает следующим образом. В соответствии с программой технологического цикла, хран щейс в блоке 1 задани программы, на его выходах по вл ютс сигналы, соответствующие требуемым перемещени м приводов 6 и И. По перепаду сигпала на первом выходе блока 1 задани программы на выходе выпр мител 4 по вл етс короткий импульс, которьгй обнул ет сигнал на выходе вычислительного блока 13. Сигнал с первого выхода блока 1 задани программы сравниваетс в первом сумматоре 2 с сигналом от первого датчика 8 положени , и сформированна он ибка UONI поступает в блок 14 управлени . На выходе блока 14 управлени по вл етс посто нный сигнал Uio соответствующей пол рности . Этот сигнал сравниваетс с сигналом с выхода датчика 7 момента, и ощибка по моменту через первый усилитель 5 и привод 6 (привод вращени ) начинает разгон исполнительного органа промышленного робота с посто нным моментом. При равноускоренном движении величина пути торможени фг У()1т4-а(/2 с учетом Vo--atr определ етс как функци кинетический энер1-ии J 11 п К. 2 М КЛю где М 1а UIO/KJ« - момент, развиваемый приводом 6; а - ускорение; Ьц) - сигнал , пропорциональный требуемому значению момента привода 6; Кд - коэффициент 1 9 передачи датчика 7 момента; I - момент инерции вращающихс частей; vo - скорость вращени ; Un - выходной сигнал вычислительного блока 13; Кп - коэффициент его передачи. В соответствии с этим сигнал на выходе блока 14 управлени определ етс из выражени -lJiosign(|Uo.i: -U«Ko)x X SignlJom при (Uour| Uo KUomпри I U«mKUo, где Ко - К Кй Кл-111(1 1, Кй« - коэффициент передачи датчика 8 положени . Вычислительный блок 13 осуществл ет интегрирование сигнала, пропорционального моменту привода 6, по сигналу, пропорциональному положению привода 6 по формуле пр моугольников & и„ к2М1Лф,«к5маф, где К - коэффициент пропорциональности; (|, - угол поворота привода 6, М - момент, развиваемый приводом 6; ф| и фа - соответственно начальное и конечное положени привода 6. Таким образом, разгон продолжаетс до тех пор, пока сигнал на выходе вычислительного блока 13 не сравниваетс по величипе с сигналом ошибки I УОШ. После чего на выходе блока 14 управлени по вл етс сигнал противоположной пол рности и начинаетс торможение привода 6. При выполнении услови | Uom I ; Uo на выходе блока 14 управлени по вл етс сигнал, пропорциональный ошибке Ки°ш, и исполнительный орган стабилизируетс в требуемом положении . Здесь Uo посто нна уставка, определ юща условие перехода на линейный режим . Формула изобретени Устройство дл управлени промышленным роботом, содержащее последовательно соединенные блок задани программ, дифференциатор и выпр митель, последовательно подключенные первый усилитель и первый привод, механически св занный с датчиком момента и первым датчиком положени , выход которого соединен с первым входом первого сумматора, подключенного вторым входом к первому выходу блока задани программы, второй выход которого через последовательно соединенные второй сумматор и второй усилитель подключен к входу второго привода, механически св занного с вторым датчиком положени , соединенного выходом с вторым входом второго сумматора , отличающеес тем, что с целью повышени быстродействи устройства, в него дополнительно введены последовательно соединенные вычислительный блок, блок управлени и третий сумматор, выход которого подключен к входу первого усилител , второй вход - к выходу датчика момента и первому входу вычислительного блока, соединенного вторым входом с выходом выпр мител , а третьим входом - с выходом первого датчика положени , причем выход первого сумматора подключен к второму входу блока управлени .

Фиг.2