SU883867A2 - Устройство дл управлени адаптивным роботом - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к роботЬтехнике и может быть использовано дл  управлени  адаптивным промышленным роботом при автоматизации производственных процессов.

По основному авт.св. 704775 известно устройство дл  управлени  адаптивным роботом, содержгицее последовательно соединенные блок ввода изображени , установленный на охвате исполнительного органа робота, операционный блок, коммутатор команд, блок пам ти, блок формировани  сигналов перемещени , при,воды к блок датчиков положени  исполнительного органа, выход которого, подключен ко второму входу блока формировани  сигналов перемещени , второй выход блока пам ти соединен со входом нуль-органа, блок круговой развертки и последовательно соединенные , блок управлени , блок формировани  пр моугольного растра и коммутатор разверток, выход которого подключен ко входу блока ввода изображени , а второй вход - к первому выходу блока круговой развертки, второй выход которого соединен со вторым входом операционного блока, второй выход которого соединен с первым

входом блока управлени , второй вход которого соединен со вторым выходом блока- формировани  сигналов перемещенк , третий вход - с выходом нульоргана , второй выход - с третьим входом блока.формировани  сигналов перемещени , третий вьЕход - со вторым входом коммутатора команд, четвертый выход - с третьим входом операцион10 ного блока, п тый выход - со входом блока круговой развертки, а шестой выход - с третьим входом коммутатора разверток 1 .

Недостатком известного устройства

15  вл ютс  узкие функциональные возможности , заключающиес  в отсу -ствии возможности захвата неориентированных деталей в случае, если в зоне обзора робота одновременно находит20 с  несколько деталей. Это требует необходимости обеспечени  наличи  лишь одной детали в зоне обзора, что существенно усложн ет вспомогательное оборудование, обслуживающее техноло25 гический процесс.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства .

Поставленна  цель достигаетс 

30 тем, что устройство содержит сумматор

и последовательно соединенные элемент И, сдвигающий регистр, второй блок пам ти и селектЬр-мультиплексер , второй вход которого соединен с пёрвьом выходом коммутатора разверток , а выход - с первым входом операционного блока и четвертым входом блока управлени , п тгый вход которого соединен с выходом блока ввода изображени  , седьмой выход - со вторым входом второго блока пам ти, восьмой выход - с первыгл входом сумматора,дев тый выход - со вторым входом сдвигающего регистра, а дес тый выход с первыг.1 входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока ввода изображени , второй вход которого соединен со вторым выходом коммутатора разверток и со вторым входом сумматора, выход которого подключен к третьему входу второго блока пам ти, а второй выход блока формировани  пр моугольного растр.а соединен с четвертым входЬм операционного блока.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит блок 1 ввода изображени , операционный блок 2, коммутатор 3 команд, блок 4 пам ти, блок 5 формировани  сигналов перемещени  , приводы 6, блок 7 датчиков положени , нуль-орган 8, блок 9 круговой развертки, блок 10 управлени , блок 11 формировани  пр моугольного растра, коммутатор 12 разверток,сумматор 13,элемент И 14, сдвигающий регистр 15, второй блок 16 пам ти, селектор-мультиплексор 17.

Устройство работает следующим образом .

Положение деталей на рабочей поверхности определ етс  координатами их центров т жести Х.Ус и углами ориентации осей симметрии деталей относительно некоторой линии отсчета. Ь некоторый момент времени манипул тор может обеспечивать захват лишь одной детали. В соответствии с этим, дл  ее захвата устройство обеспечивает вычисление координат центра т жести и угла ориентации. Дл  этого необходимо селектировать изображение этой детали из группового изображени  деталей. Процесс селекции изображени  одной детали, из группового изображени  деталей, начинаетс  с момента поступлени  импульса передачи управлени  из блока 5 формировани  сигналов перемещени  в блок 10 управлени .

При расположении блока 1 ввода изображени  в схвате робота это свидетельствует о выходе схвата в центр заданной зоны обзора. Селекци  группового изображени  осуществл етс  путем обработки оптической информации о положении деталей в зоне обзора , формируемой блоком 1.Чувствительным элементом блока 1  вл етс ; фотоприемна  матрица, на матричное гЬоточувствительное поле которой с помощью объектива проецируетс  изобра );:ение деталей.

С началом работы устройства блок 10 запускает блок 11 формировани  пр моугольного растра. Выходные сигналы блока 11 поступают на вход коммутатора 12 разверток.

Под действием сигнала, поступающего из блока10 на вход коммутатора 12, выходные сигналы блока 11 через коммутатор 12 подаютс  ,на вход блока 1. Это обеспечивает последовательный построчный выбор элементов информационного пол  фотоприемной матрицы дл  анализа оптической информации , воздействующей на них. Значени  оптической информацииi воздействующе на элементы некоторой строки информационного пол  матрицы, записываютс  в сдвигающий регистр 15. Если кадр изображени  имеет m х п элементов разложени , где m - количество строк разложени , an- количество элементов разложени  в строке, то сдвигающий регистр имеет емкость в п разр дов.

В конце каждой текущей строки информационного пол  матрицы оптическа  информаци , накопленна  в сдвигающем регистре 15, переписываетс  в предкщущую строку информационного пол  второго блока 16 пам ти , емкость KOToijoro составл ет m х- п бит. Запись информации в предьщущую строку информационного пол  второго блока 16 пам ти обеспечиваетс  с помощью сумматора 13, осуществл ющего в процессе селекции вычитание единицы из .кода, поступающего с выхода коммутатора 12 разверток на вход блока 1.

Последовательный ввод нулевой оптической информации в сдвигающий регистр 15 в процессе анализа кадра изображени  осуществл етс  до ло влени  первого видеосигнала, равного логической единице, что соответствует по влению некоторой детали по.текущей строке информационного пол  фотоприемной матрицу. После этого осуществл етс  формирование изображени  этой детали на данной строке. Блок 10 управлени  выдел ет момент окончани  изображени  деагали по строке и вырабатывает сигналj запирающий элемент И 14, до окончани  текущей строки сканировани .ЭТО обеспечивает запись в сдвигающий регистр 15 значений оптической информации , равным логическому нулю, .независимо от наличи  других деталей на этой строке. При анализе следующей строки информационного пол  матрицы блок 10 открывает элемент И 14. Аналогично рассмотренному,обеспе чиваетс  прием логических.значений оптической информации на этой строк в сдвигающий регистр 15. При этом в блоке 10 осутдествл етс  сравнение логичес их значений оптической информа .ции, воздействовавших на соответствунндие элементы предьщущей строки информационного пол  матрицы поступающих с информационного пол  второго блока 16 с логическими значени ми оптической информации,воздействугадих на соответствующие элем ты текущей строки информационного пол  матрицы. Последовательна  соот ветствующа  выборка квантованного видеосигнала из второго блока 16 па м ти осуществл етс  с помощью селектора-мультиплексора 17, управл емого параллельно с блоком 1 кодами поступающими с выхода коммутатора 1 разверток и определ ющими выбор эле мента на строке информационного пол матрицы. Изображение детали на предыдущей строке информационного пол  матрицы извлекаемое из второго блока 16 пам ти устанавливает границы изображе ни  детали, селекци  изображени  которой уже начата. Таким образом,в результате сравнени  видеосигналов из второго блока 16 пам ти и блока ввода изображени  определ етс  принадлежностью некоторого изображени  на текущей строке, к изображению селектируемой детали. Если изображени  каких-то деталей на текуюей строке информационного пол  матрицы не попадают в границы, установленные по предьщущей строке, то это изображение не  вл етс  изображением селектируемой детали и по его окончанию блок 10 управлени  осуществл ет сброс сдвигающего регистра 15. Если же изображение детали-, формируемое блоком 1 на текущей стро ке, находитс  в пределах установленных границ, то после его окончани  на данной строке блок 10 управлени  закрывает элемент И 14, что соответствует заполнению до конца строки нулевой видеоинформацией сдвигающего регистра 15. Таким образом, изображение селектируемой детали на этой строке информационного пол  матрицы остаетс  в сдвигаивдем регистре 15, и аналогйч но описанному, в конце строки переписываетс  во второй блок 16 пам ти Если одно из изображений деталей на текущей строке информационного пол  матрицы не попадает в установленные границы, то это означает, что селекци  изображени  данной детали закончена и блок 10 управлени  запирает элемент И 14 до конца кадра сканировани , что соответствует дальнейшему заполнению второго блока 16 пам ти логическими значени ми оптической информации, соответствук цими отсутствию изображени  деталей. По окончании кадра сканировани  во втором блоке 16 хранитс  селектированное изображение одной детали, путем обработки которого устройство вычисл ет координаты центра т жести и угол ориентации оси симметрии этой детали. Дл  этого по окончании процесса селекции изображени  одной детали блок 10 управлени  переводит устройство в режим вычислени  координат центра т жести детали. При этом сигналом с выхода блока 10 блокируетс  запись информации во второй блок 16 и вычитание единицы, выполн емое сумматором 13 в режиме селекции. Это обеспечивает сохранность селектированного изображени  детали во втором блоке 16 пам ти и синхронный выбор его элементов в процессе вычислени  координат центра т жести детали. Процесс вычислени  координат центра т жести селектированной детали начинаетст по сигналу, которым блок 10 запускает блок 11 формировани  пр моугольного растра. Выходные сигналы блока 11 поступают на вход коммутатора 12 разверток. Под действием сигналов , поступающих из блока .10 на входы коммутатора 12 выходные сигналы блока 11 через коммутатор 12 подаютс  через сумматор 13, осуществл ющий в этом режиме вычитание нул  из поступающего кода, на адресные шины второго блока 16 пам ти и на адресные шины селектор.-:-мультиплексора 17. На основании логических значений сигналов поступающих через селектормультиплексор 17 с выхода второго блока 16 пам ти и с выхода блока 11, операционный, блок 2 вычисл ет значение координат центра т жести селектированной детали. По окончании вычислени  координаты Xg с выхода операционного блока 2на вход блока 10 управлени  поступает сигнал, свидетельствующий об этом, и блок 10 через коммутатор 3команд обеспечивает запись информации о координате селектированной детали с выхода операционного блока 2 в соответствующую  чейку блока 4 пам ти. После этого блок 1-0 переключает коммутатор 3 команд и коммутатор 12 разверток в режим определени  УС Вычисление и запись, информации об УС в блок 4 пам ти осуществл етс  аналогично Хс . После вычислени  координат центра т жести блок правлени  10 вьщает в блок формиовани  сигналов перемещени  5 коанду на отработку полученной инфорации . В процессе отработки этой инфорации схват робота с установленным

на нем блоком 1 перемещаетс  в позицию , наход щуюс  над центром т жести детали. В момент окончани  отработки информации о центре т жести селектированной детали, что фиксируетс  по совпадению информации, выданной на отработку информации, полученной с датчиков 7 положени  исполнительного органа робота, из блока 5 формировани  сигналов перемещени  в блок 10 поступает импульс конца отработки

1 с

По этому сигналу блок 10 снова выдает команду на селекцию изображени  одной.детали. Процесс селекции изображени  происходит аналогично описанному. По окончании селекции блок 10 переводит устройство в режим вычислени  координат центра т жести селектированной детали, что необходимо дл  контрол  соверйенного движени  и повышени  помехоустойчивости устройства адаптивного управлени . При определении в последующем цикле вычислений нулевых значений координат центра т жести срабатывает нуль-орган 8. Под воздействием сигнала с выхода нуль-органа 8 блок 10 включает устройство в режим определени  угла ориентации детали .

В режиме определени  угла ориентации блок 10 запускает блок 9 круговой развертки. Выходные сигналы с блока 9 поступают на входы коммутатора 12 разверток. Управл ющие сигналы, поступающие из блока 10 в режиме определени  угла ориентации на вход коммутатора 12 разветок , обеспечивают прохождение сигналов с первой группы выходов блока 9 на выход коммутатора 12. Одновременно на второй группе выходов блока 9 вырабатываютс  значени  угловых рассто ний , раздел ющих две соседние точки круговой развертки.

На основании логических значений сигналов с выхода второго блока 16 пам ти, поступающих через селектормультиплексор 17 , значений углов рассто ний, с выхода блока 9 и управл ющих сигналов с выхода блока 10, операционный блок 2 вычисл ет значение угла ориентации селектированной детали.

После окончани  вычислений угла ориентации его значение с выхода операционного блока 2 с помощью коммутатора 3 команд по.сигналу из блока 10 записываетс  в определенную  чейку блока 4 пам ти. Затем блок 10 выдает в блок 5 команду на отработку полученной информации.

После разворота охвата робота на величину угла ориентации селектированной детали, схват его находитс  над центром т жести этой детали с ориентацией, соответствующей ориентации детали. Поэтому по сигналу окончани  отработки вычисленного значени  угла ориентации селектированной детали выдаетс  команда на захват детали.

Таким образом, использование предлагаемого изобретени  позвол ет осуществл ть последовательный захват нескольких деталей, одновременно наход щихс  в зоне обзора адаптивного промышленного робота, что существенно расшир ет функциональные возможности устройства, повышает степень адаптируемости робота к обстановке в рабочей зоне и упрощает вспомогательное оборудование, обслуживающее технологический процесс.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР по за вке 2528924/18-24, кл. G 05 В 19/00, В 25 J 9/00,1977 (прототип)-.