SU894675A1 - Устройство дл программного управлени промышленным роботом - Google Patents

Description

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании устройств для программного управления промышленным роботом.

Известно устройство для программного управления промышленным робо- $ том, содержащее блок памяти, нульорган, блок управления и аналоговые сервосистемы £1 ].

Недостаток этого устройства - низкая точность позиционирования.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее первый блок памяти, соединенный выходами с первыми входами первого бло-г ка считывания, последовательно соединенные второй блок памяти, второй блок считывания и блок задержки, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, блок управления, jq первыми выходами соединенный со.вторыми входами первого и второго блоков считывания, а также по каждой регулируемой координате последова2 тельно соединенные сумматор, первый элемент НЕ и триггер, второй выход сумматора подключен к первому входу привода, вторым входом соединенного с выходом цифро-аналогового преобразователя, а валом связанного с датчиком положения, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход каждого из которых соединен с выходом первого блока считывания, второй выход блока управления подключен ко второму входу каждого триггера, выходами соединенных со входами первого элемента И.

Недостатки известного устройства невозможность программного изменения скорости движения манипулятора, а также необходимость обязательной остановки манипулятора для получения нового кадра, что приводит к невозможности плавного прохождения промежуточных точек позиционирования.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит генератор тактовых импульсов, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные третьи блок памяти и блок считывания, последовательно подключенные четвертые блок памяти и блок считывания, и по каждой регулируемой координате второй элемент НЕ, второй элеме)т И и последовательно соединенные первый блок сравнения, третий элемент И, реверсивный счетчик,' второй блок сравнения, четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ и пятый элемент И, вторым входом подключенный к первому выходу сумматора, а выходом - ко второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя и с первым входом первого блока сравнения, вторым выходом подключенного ко второму входу второго элемента ИЛИ, второй вход второго блока сравнения соединен с третьим входом сумматора, а второй выход - со вторым входом третьего элемента И, первые выходы блока управления подключены ко вторым входам третьего и четвертого блоков считывания, выход генератора тактовых импульсов соединен с третьими входами реверсивных счетчиков, выход третьего блока считывания подключен ко вторым входам первых блоков сравнения, выход четвертого блока считывания соединен непосредственно со вторыми входами четвертых элементов И и через вторые элементы НЕ - с первым входом второго элемента И, второй вход каждого из которых подключен к выходу триггера, а выход - к первым входам первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, а выход - со входом блока управления.

На чертеже представлено устройство, функциональная схема.

Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый блоки 1-4 памяти соответственно, первый, второй третий и четвертый блоки 5~θ считывания соответственно, блок 9 управления, блок 10 задержки, регулируемые координаты 11, сумматор 12, датчик 13 положения, реверсивный счетчик 14, первый и второй блоки‘15 и 16 сравнения соответственно, цифроаналоговый преобразователь 17» привод 18, триггер 19, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И 2024 соответственно, первый и второй элементы НЕ 25 и 26 соответственно, генератор 27 тактовых импульсов, первый и второй элементы ИЛИ 28 и 29 со₅ ответственно.

Устройство работает следующим образом.

Программа управления движением манипулятора содержит информацию о 10 последовательности прохождения манипулятором точек позиционирования и хранится в блоке 9 управления. Информация о самих точках позиционирования хранится в соответствующих бло15 ках 1-4 памяти и выдается для отработки на регулируемые координаты 11 и блок 10 выдержки в виде кадра по команде блока 9 управления. Текущая скорость движения каждой сте₂₀ пени подвижности манипулятора определяется кодом на выходе реверсивного счетчика 14. Этот код преобразуется цифро-аналоговым преобразователем 17 в аналоговый сигнал и пере25 дается на привод 18. Увеличение скорости определяется сигналом разрешения сложения на соответствующем входе реверсивного счетчика 14, а уменьшение сигналом разрешения вычитания тактовых импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 4. Ускорение движения степени подвижности определяется частотой следования тактовых импульсов с выхода генератора 27. При необходимости воз³⁵ можно программное управление частотой этих импульсов. Прохождение точки позиционирования без остановки в ней организуется блоком 4 памяти признаков разрешения торможения и ⁴⁰ соответствующим блоком 8 считывания .

Рассмотрим последовательность выполнения указанных операций.

Блок 3 управления организует вы⁴⁵ дачу нового кадра при приходе соответствующей команды на его пусковой вход. При получении пускового сигнала блок 9 управления формирует на втором выходе сигнал начальной 50 установки, посылаемый на входы триггеров 19 для -их сброса в исходное состояние. Кроме того, блок 9 формирует командные сигналы, посылаемые на управляющие входы блоков 5~8 счи55 тывания для выдачи информации из блоков 1-4 памяти соответственно данному кадру программы. При этом на второй вход первого блока 15 сравнения

поступает код программной скорости, на второй вход сумматора 12 поступает код программного положения соответствующей степени подвижности, на вход блока 10 задержки поступает j код выдержки манипулятора в точке позиционирования и на входы элементов И 23 непосредственно и на входы элемента И 21 через элементы НЕ 26 роступают с соответствующего выхода' 1« блока 8 считывания признаков разрешения торможения сигналы о наличии или отсутствии признаков разрешения или отсутствии признаков разрешения торможения по каждой степени. При этом 15 программа работы манипулятора формируется таким образом, что отсутствие признака торможения в кадре допускается только'при одной степени подвижности. 20

В зависимости от соотношения между текущим значением скорости движения каждой степени подвижности, програмным ее значением и значением рассогласования между программным значением положения степени подвижности, поступающим с выхода блока 5 считывания точек позиционирования на вторые входы сумматоров 12, и текущим значением положения степеней, поступа-30 ющим на первые входы сумматоров 12 с выходов датчиков 13 положения, различаются три режима работы устройства: разгон, движение с постоянной скоростью и торможение. Э5

Режим разгона характеризуется тем, что значение текущей скорости некоторой степени, подаваемой с выхода реверсивного счетчика 14 на первые входы блоков 15 и 16 сравнения мень- 40 ше программного значения скорости, подаваемого на второй вход блока 15 сравнения и меньше значения рассогласования по этой степени, додаваемого на второй вход блока 16 сравнения с выхода сумматора 12. При этом на первых выходах блоков 1 5й 16 сравнения образуются сигналы, поступающие через элемент И 22 на вход разрешения сложения реверсивного счетчика 14. При этом реверсивный счетчик 14 начинает складывать поступающие на его счетный вход тактовые импульсы от генератора 27, тем самым увеличивая текущую скорость движения данной степени. Режим торможения организуется при ненулевом рассогласовании на соответствующем сумматоре 12 в двух случаях. В первом случае при значении текущей скорости, подаваемой на первый вход блока 16, не меньшем значения рассогласования по данной степени, подаваемого с выхода сумматора 12 на второй вход блока 16, при условии существования на входе элемента И 23 сигнала разрешения торможения по этой степени. При этом на первом выходе блока 16 сравнения формируется сигнал, поступающий на вход разрешения вычитания реверсивного счетчика 14 через элементы И 23, ИЛИ 2 и И 24. Во втором случае режим торможения организуется, если значение текущей скорости подаваемой на первый вход блока 15 сравнения, больше, чем значение программной скорости, подаваемой на второй вход блока 15. При этом на втором выходе блока 15 формируется сигнал,поступающий на вход разрешения вычитания реверсивного счетчика 14 через элементы ИЛИ 29 й 24. Содержимое реверсивного счетчика 14 начинает уменьшаться с частотой генератора тактовых имупльсов 27, что приводит к снижению скорости движения данной степени подвижности манипулятора .При движении с постоянной скоростью на реверсивном счетчике 14 отсутствуют сигналы разрешения сложения и вычитания, что определяет отсутствие изменения содержимого, реверсивного счетчика 14, В режиме движения с постоянной скоростью возможно прохождение некоторой степенью промежуточной точки позиционирования. В этом случае сигнал с соответствующего выхода блока 8 считывания признаков разрешения торможения отсутствует, что определяет запрет прохождения сигнала с первого выхода блока 16 сравнения на вход разрешения вычитания реверсивного счетчика 14. Сигнал на выдачу нового кадра формируется в двух случаях.

Во-первых, при достижении всеми степенями заданного кадром положения и отработке выдержки в точке позиционирования при наличии сигналов разрешения торможения в данном кадре для всех степеней подвижности манипулятора. При этом в момент достижения нулевого рассогласования по некоторой степени подвижности на выходе нуля сумматора 12 этой степени формируется сигнал, подаваемый на _ вход элемента И 24 и запрещающий подачу управляющих сигналов на вход разрешения вычитания реверсивного счет ⁷ 8ί чина 14. Кроме того, этот сигнал через элемент НЕ 25 поступает на установочный вход триггера 19, который срабатывает и выдает сигнал на соответствующий вход элемента И 20. При срабатывании триггеров 19 всех степеней подвижности на выходе элемента И 20 формируется сигнал, поступающий на управляющий вход блока 10 выдержки. По отработке выдержки блок 10 вырабатывает команду на выдачу следующего кадра, проходящую на пусковой вход блока 9 управления через элемент ИЛИ 23. Во втором случае сигнал на выдачу нового кадра формируется триггером 19 той степени подвижности манипулятора, по которой отсутствует признак разрешения торможения в данном кадре.В этом случае на втором входе элемента И 21 существует сигнал, поступающий с выхода блоi£a 8 считывания признаков разрешения торможения через элемент НЕ 26 и сигнал от триггера 19 поступает на пусковой вход блока управления через соответствующий элемент И 21 и элемент ИЛИ 28. При поступлении пускового сигнала в блок 9 управления начинается новый цикл работы устройства управления.

Применение изобретения позволит расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения программного регулирования скорости перемещения координат.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к робототех нике и может быть использовано при создании устройств дл  программного управлени  промышленным роботом. Известно устройство дл  программного управлени  промышленным роботом , содержащее блок пам ти, нульорган , блок управлени  и аналоговые сервосистемы .1 1.. Недостаток этого устройства - низ ка  точность позиционировани . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее первый блок пам ти, соединенный выходами с первыми входами первого бло ка считывани , последовательно соединенные второй блок пам ти, второй блок считывани  и блок задержки, вто рой вход которого подключен к выходу первого элемента И, блок управлени  первыми выходами соединенный со,вторыми входами первого и второго блоков считывани , а также по каждой .регулируемой координате носледова- . тельно соединенные сумматор, первый элемент НЕ и триггер, второй выход сумматора подключен к первому входу привода, вторым входом соединенного с выходом цифро-аналогового преобразовател , а валом св занного с датчиком положени , выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход каждого из которых соединен с выходом первого блока счи- . тывани , второй выход блока управлени  подключен ко второму входу каждого триггера, выходами соединенных со входами первого элемента И. Недостатки известного устройства невозможность программного изменени  скорости движени  манипул тора, а также необходимость об зательной остановки манипул тора дл  получени  нового кадра, что приводит к невозможности плавного прохождени  промежуточных точек позиционировани . Цель изобретени  - расширение функ циональных возможностей устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство содержит генератор та товых импульсов, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные третьи блок пам ти и блок считывани , последовательно подключенные четвертые блок пам ти и блок считывани , и по каждой регулируемой координате второй элемент НЕ, второй элемент И и последовательно соединенные первый блок сравнени , третий элемент И, ре версивный счетчик, второй блок сравнени , четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ и п тый элемент И, вторым входом подключенный к первому вы ходу сумматора, а выходом - ко второму входу реверсивного счетчика, вы ход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразовател  и с первым входом первого блока сравнени вторым выходом подключенного ко вторрму входу второго элемента ИЛИ, вто рюй вход второго блока сравнени  сое динен с третьим входом сумматора, а второй выход - со вторым входом третьего элемента И, первые выходы блока управлени  подключены ко вторым входам третьего и четвертого блоков считывани , выход генератора тактовы импульсов соединен с третьими входами реверсивных счетчиков, выход третьего блока считывани  подключен ко вто рым входам первых блоков сравнени , выход четвертого блока считывани  соединен непосредственно со вторыми входами четвертых элементов И и через вторые элементы НЕ - с первым вх дом второго элемента И, второй вход каждого из которых подключен к выходу триггера, а выход - к первым входам первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом бло ка задержки, а выход - со входом бло ка управлени . На чертеже представлено устройство , функциональна  схема. Устройство содержит первый, второй , третий и четвертый блоки 1- па м ти соответственно, первый, второй .третий и четвертый блоки 5-8 считывани  соответственно, блок 9 управлени , блок 10 задержки, регулируемые координаты 11, сумматор 12, датчик 13 положени , реверсивный счетчик I, первый и второй блоки15 и 16 сравнени  соответстэенно, цифреаналоговый преобразователь 17 приво 18, триггер 19, первый, второй, третий , четвертый и п тый элементы И 20 соответственно, первый и второй элементы НЕ 25 и 26 соответственно, генератор 27 тактовых импульсов, первый и второй элементы ИЛИ 28 и 29 соответственно . Устройство работает следующим образом . Программа управлени  движением манипул тора содержит информацию о последовательности прохождени  манипул тором точек позиционировани  и хранитс  в блоке 9 управлени . Информаци  о самих точках позиционировани  хранитс  в соответствующих блоках 1-4 пам ти и выдаетс  дл  отработки на регулируемые координаты 11 и блок 10 выдержки в виде кадра по команде блока 9 управлени . Текуща  скорость движени  каждой степени подвижности манипул тора определ етс  кодом на выходе реверсивного счетчика , Этот код преобразуетс  цифро-аналоговым преобразователем 17 в аналоговый сигнал и передаетс  на привод 18. Увеличение скорости определ етс  сигналом разрешени  сложени  на соответствующем входе реверсивного счетчика 1, а уменьшение сигналом разрешени  вычитани  тактовых импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 4. Ускорение движени  степени подвижности определ етс  частотой следовани  тактовых импульсов с выхода генератора 27. При необходимости возможно программное управление частотой этих импульсов. Прохождение точки позиционировани  без остановки в ней организуетс  блоком Ц пам ти признаков разрешени  торможени  и соответствующим блоком 8 считывани . Рассмотрим последовательность выполнени  указанных операций. Блок 3 управлени  организует выдачу нового кадра при приходе соответствующей команды на его пусковой вход. При получении пускового сигнала блок 9 управлени  формирует на втором выходе сигнал начальной установки, посылаемый на входы триггеров 19 дл  -их сброса в исходное состо ние. Кроме того, блок 9 формирует командные сигналы, посылаемые на управл ющие входы блоков 5-8 считывани  дл  выдачи информации из блоков пам ти соответственно данному кадру программы. При этом на второй вход первого блока 15 сравнени  5 поступает код программной скорости, на второй вход сумматора 12 поступает код программного положени  соответствующей степени подвижности, на вход блока 10 задержки поступает код выдержки манипул тора в точке позиционировани  и на входы элементов И 23 непосредственно и на входи элемента И 21 через элементы НЕ 26 рбступают с соответствующего выхода блока 8 считывани  признаков разрешени  торможени  сигналы о наличии или отсутствии признаков разрешени  или от сутствии признаков разрешени  торможени  по каждой степени. При этом программа работы манипул тора формируетс  таким образом, что отсутствие признака торможени  в кадре допускаетс  толькопри одной степени подвижности. В зависимости от соотношени  межд текущим значением скорости движени  каждой степени подвижности, програмным ее значением и значением рассогласовани  между программным значением положени  степени подвижности, поступающим с выхода блока 5 считывани  точек позиционировани  на вторые входы сумматоров 12, и текущим значением положени  степеней, поступа-30 ющим на первые входы сумматоров 12 с выходов датчиков 13 положени , разли чаютс  три режима работы устройства: разгон, движение с посто нной скоростью и торможение. Режим разгона характеризуетс  тем что значение текущей скорости некоторой степени, подаваемой с выхода реверсивного счетчика 1 на первые входы блоков 15 и 16 сравнени  меньше программного значени  скорости, подаваемого на второй вход блока 15 сравнени  и меньше значени  рассогласовани  по этой степени,подаваемого на второй вход блока 16 сравнени  с выхода сумматора 12. При этом на первых выходах блоков 1 5 и 16 сравнени  образуютс  сигналы, поступающие через элемент И 22 на вход разрешени  сложени  реверсивного счетчика }k. При этом реверсивный счетчи 1 начинает складывать поступающие на его счетный вход тактовые импульсы от генератора 27, тем самым уваличива  текущую скорость движени  да ной степени. Режим торможени  оргайизуетс  при ненулевом рассогласовании на соответствующем сумматоре 12 - в двух случа х. В первом случае при 5 значении текущей скорости, подаваемой на первый вход блока 16, не меньшем значени  рассогласовани  по данной степени, подаваемого с выхода сумматора 12 на второй вход блока 16, при условии существовани  на входе элемента И 23 сигнала разрешени  торможени  по этой стег|ени. При этом на первом выходе блока 16 сравнени  формируетс  сигнал, поступающий на вход разрешени  вычитани  реверсивного счетчика 1 через элементны И 23, ИЛИ 2 и И . Во втором случае режим торможени  организуетс , если значение текущей скорости подаваемой на первый вход блока 15 сравнени , больше, чем значение программной скорости, подаваемой на второй вход блока 15. При этом на втором выходе блока 15 формируетс  сигнал,поступающий на вход разрешени  вычитани  реверсивного счет чика через элементы ИЛИ 29 и 2. Содержимое реверсивного счетчика Il начинает уменьшатьс  с частотой генератора тактовых имупльсов 27, что приводит к снижению скорости движени  данной степени подвижности манипул тора .При движении с посто нной скоростью на реверсивном счетчике Н отсутствуют сигналы разрешени  сложени  и вычитани , что определ ет отсутствие изменени  содержимого, реверсивного счетчика 1, В режиме движени  с пocтo нf oй скоростью возможНО прохождение некоторой степенью промежуточной точки позиционировани . В этом случае сигнал с соответствующего выхода блока 8 считывани  признакое разрешени  торможени  отсутствует , что определ ет запрет прохождени  сигнала с первого выхода блока 16 сравнени  на вход разрешени  вычитани  реверсивного счетчика . Сигнал на выдачу нового кадра формируетс  в двух случа х. Во-первых, при достижении всеми степен ми заданного кадром положени  и отработке выдержки в точка позиционировани  при наличии сигналов разрешени  торможени  в данном кадре дл  всех степеней подвижности манипул тора . При этом в момент достижени  нулевого рассогласовани  -по некоторой степени подвижности на выходе нул  сумматора 12 этой степени формируетс  сигнал, подаваемый на вход элемента И 24 и запрещающий педачу управл ющих сигналов на вход разрешени  вычитани  реверсивного счетчина Tt, Кроме того, этот сигнал через элемент НЕ 25 поступает на установочный вход триггера 19, который срабатывает и выдает сигнал на соответствующий вход элемента И 20. При срабатывании триггеров 19 всех степеней подвижности на выходе элемента И 20 формируетс  сигнал, поступающий на управл ющий вход блока 10 выдержки. По отработке выдержки блок 10 вырабатывает команду на выдачу следующего кадра, проход щую на пусковой вход блока 9 управлени  через элемент ИЛИ 23. Во втором случае сигнал на выдачу нового кадра формируетс  триггером 19 той степени подвижности манилул тора, по которой от сутствует признак разрешени  торможени  в данном кадре.В этом случае на втором входе элемента И 21 сущест вует сигнал, поступающий с выхода бл 8 считывани  признаков разрешени  торможени  через элемент НЕ 26 и сигнал от триггера 19 поступает на пусковой вход блока управлени  через соответствующий элемент И 21 и элемент ИЛИ 28. При поступлении пускового сигнала в блок 9 управлени  начинаетс  новый цикл работы устройства управлени . Применение изобретени  позволит расширить функциональные возможности устройства за смет обеспечени  программного регулировани  скорости перемещени  координат. Формула изобретени  Устройство дл  программного управлени  промышленным роботом, содер жащее первый блок пам ти, соединенны выходами с первыми входами первого блока считывани , последовательно соединенные второй блик пам ти, второй блок считывани  и блок задержки второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, блок управлени , первыми выходами соединенный со вторыми входами первого и второго блоков считывани , а также по каждой регулируемой координате последовательно соединенные сумматор, первый элемент НЕ и триггер, второй выход сумматора подключен к первому входу привода, вторым соединенного с выходом цифро-аналогового преобразовател , а валом св занно го с датчиком положени , выход котоЗ . . 8 рого подключен к первому входу сумматора , второй вход каждого из которых соединен с выходом первого блока считывани , второй выход блока управлени  подключен ко второму входу каждого триггера, выходами соединенных со входами первого элемента И, о т личающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, оно содержит генератор тактовых импульсов, первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные третьи блок пам ти и блок считывани , последовательно подключенные четвертые блок пам ти и блок считывани , и по каждой регулируемой координате второй элемент НЕ, второй элемент И и последовательно соединенные первый блок сравнени , третий элемент И, реверсивный счетчик, второй блок сравнени , четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ и п тый элемент И, вторым входом подключенный к первому выходу сумматора, а выходом ко второму входу реверсивного счетчика , выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразовател  и с первым входом первого блока сравнени , вторым выходом подключенного ко второму входу второго элемента ИЛИ второй вход второго блока сравнени  соединен с третьим входом сумматора, а второй выход - со вторым входом третьего элемента И, первые выходы блока управлени  подключены ко вторым входам третьего и четвертого блока считывани , выход генератора тактовых импульсов соединен с третьими входами реверсивных счетчиков, выход третьего блока считывани  подключен ко вторым входам первых блоков сравнени , выход четвертого блока считывани  соединен непосредственно со вторыми входами четвертых элементов И и через вторые элементы НЕс первым входом второго элемента И, второй вход каждого из которых подключен к выходу триггера, а выход к первым входам первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока задержки, а выход - со входом блока -управлени о Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.-Авторское свидетельство СССР № 489627, кл. В 25 J 11/00, 1975.
2. 2.Автбрское свидетельство СССР № 620368, кл. В 25 J 9/00, 1978 (прототип ) .