Устройство для программного управления Советский патент 1984 года по МПК G05B19/418 

Изобретение относится к автомати зации и вычислительной технике и мо . жет быть использовано, например,-дл независимого управления работой, гру пы манипуляторов по различным программам. Известно устройство для программного управления манипулятором, содержащее блок запоминания, включаняц запоминающее устройство для хранени программ, и счетчик команд, блок уп равления, преобразующий команды в сигналы управления приводами манипулятора , а также принимакяций сигналы от датчиков манипулятора, а также счетчик кадров, сумматор адре са, регистр отработки звеньев, что дает возможность отработки кадра, т.е. вьшолнения параллельных участков программ, содержащихся по одной команде Cl IОднако если в. параллельных участках содержится более одной команды, то указанная система реализовать подобный алгоритм управления не может Таким образом, к недостаткам указанной системы управления следует отнести невозможность параллельного управления несколькими единицами обо рудования. Наиболее близким к предлагаемому является система централизованного программного управления группой объекта, содержащая блок программ и по кавдому каналу управления элемент задержки и последовательно соединенные первый блок сравнения, блок совпадения, один из входов которого подключен к выходу блока программ, первый блок памяти, исполнительный механизм и преобразователь, подклюо ченный к первому бЛоку памяти, а также задающий генератор, коммутатор этапов программы и коммутатор программ, подключенный к блоку программ, другой вход которого подсоединен к выходу коммутатора этапов программы, и по каждому каналу управления вторые блоки памяти и сравнения и блок сравнения, один из входов которого связан с выходом ком йутатора программ, и блок совпадения С2 . К недостаткам известной системы относятся ограниченные функциональные возможности, поскольку количество программ иколичество этапов в них определено структурой системы, а также сложность системы, так как система содержит на каждый управляе-i мый объект два блока сравнения, два блока памяти, преобразователь, элемент задержки, блок совпадения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения параллельной отработки произвольного числа участков программы и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для программного управления, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, подключенный выходом к адресному входу блока программ, соединенного первык. информационньо4 выходом с информационным входом блока управления, блок памяти, содержит формирователь команд, D -триггер и дешифратор, подключенный адресными входами к вторым информационным выходам блока программ, первым выходом - к управляющему входу счетчика импульсов, синхронизирующим входом - к выходу блока памяти и ) -входу D-триггера, а вторым выходом - к первому синхронизирующему вводу блока управления, связанного вторым синхронизирукнцим входом с первым выходом генератора тактовых импульсов, подключенного вторым, третьим четвертым и пятым выходами соответственно к синхронизирующему входу D -триггера, к первому управляющему входу блбка памяти, к первому входу формирователя команд, к счетному входу счетчика импульсов, соединенного установочным входом с информационным входом блока управления, подключанного выходом к второму входу формирователя Команд, связанного третьим и четвертым входами соответственно с третьим информационным выходом программ и с выходом J)-триггера, а выходом - с вторым управляющим входом блока памяти. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства;, на фиг. 2 схема формирователя метки команд; на фиг. 3 г схема управляющего бло- . ка (для одной степени сбободел манипулятора). Устройство для программного управения параллельными процессами содержит генератор 1 тактовых импульсов,, йчетчик 2 импульсов, блок 3 программ, блок4 управлении, блок 5 памяти, D -триггер 6, дешифратор 7, формиователь 8 команд, содержапщй два ЗК триггера 9 и 10, два элемента И-ИЛИ 11 и 12. Исполнение управляющего блока зависит от конкретного применения. Например, для управления манипулятором (несколькими манипуляторами) схе ма блока управления содержит дешифра тор 13, регистр 14, два элемента И и 16, схему 17 совпадения, элемент И-НЕ 18, симисторы 19. Блок 3 программ представляет собо полупостоянное запоминающее устройст во для хранения программы работы манипулятора и сопряженного оборудования. Программа хранится в виде двоичных слов. Запоминающее устройство может быть реализовано, напри- мер, на микросхемах К573РФ1 или К558РЕ1, количество которых определяется исходя из необходимого объена памяти; При вьщаче команды движения остав шиеся-разряды кодируют: номер точки позиционирования и направление движения (выходы этих разрядов соединены с входами регистра 14; номер степени свободы (выходы этих разрядов соединены с адресными входами дешифратора 13). При вьщаче команды безусловного перехода оставшиеся разряды кодирую номер следующей команды (выходы этих разрядов соединены с D -входами счет чина 2). Один разряд команды определяет признак совмещения. Под совмещением понимается одновременное выполнение нескольких команд, которы записаны в блоке программ последова т.ельно. .Кроме указанных типов команд для работы системы необходимы другие команды: условного перехода для задания программы, технологичес кая команда, часть разрядов которой определяет номер канала, по котором вьщается команда на сопряженное обо рудование. Выходные сигналы техноло гических команд формируются.специал ным блоком технологических команд (не показан). Устройство работает следуюпщм образом. Счетчик 2 задает адрес ячейке бл ка 3 программ, в которой хранится двоичное слов текущей команды и адрее ячейки оперативного запоминающего устройства 5, в которой хранит ся бит информации, называемый в дал нейшем меткой. Каждой команде соответствует своя метка. После выдачи импульса (Т5) на пятом выходе генератора 1 к содержимому счетчика прибавляется единица и выбирается очередная команда; если значение метки равно О, на всех выходах дешифратора 7, а значит и дешифратора 13 присутствует О. Управляющий блок не меняет своего состояния. Если же значение метки 1 и исполняемая команда - команда движения, то на первом вьгходе дешифратора 7 появится 1 и импульс Т1, формируемый на первом выходе генератора 1, проходит на выход дешифратора 13, номер которого определяется состоянием раарядов команды, поступающих от блока 3 программ на адресные входы дешифратора 13 и определяющих номер степени свободы. Импульс с выхода дешифратора 13 разрешает запись в регистр 14 кода номера.точек позиционирования и направления движения, поступающих от блока 3 программ. Если значение метки равно 1, а исполняемая команда - команда безусловного перехода 1 появляется на втором выходе дешифратора 7. При этом в счетчик 2 переписывается код, соответствующий номеру следующей команды, указанной в исполняемой команде безусловного перехода. Таким образом, исполняются только те команды, метки которых равны 1. При окончании команды ее метка снимается и устанавливается метка команды, которая должна следовать за оконченной командой.При исполнении команды безусловного перехода метка присваивается команде, номер которой указан в команде безусловного перехода. Снятие и установка метки производится с помощью формирователя 8 команд метки, который обладает четырьмя устойчивыми состояниями,формируемыми триггерами 9 и 10. Триггер 6 предназначен для временного хранения значения метки в момент изменения состояния блока памяти. Формирователь 8 команд работает следующим образом (фиг. 2). Исходное состояние 00. Если при исполнении текущей команды метки П равна 1, но сигнала об окончании команды К нет, т.е. m , формирователь 8 команд вырабатывает выходной сигнал М равный 1 и этот сигнал переписывается вновь в ячей- .

S10

ку блока 5 памяти, т.е. состояние метки не изменяется. Если же , то и по поступлении импульса ТЗ на третьем выходе генератора 1 метки с текущей команды снимается. При .этом, если признак совмещения S ра вен О, то формирователь 8 команд по поступлении импульса Т4 на четвертом выходе генератора 1 переходит в состояние 10, в котором независимо от входных сигналов.

Счетчик 2 переходит в следующее состояние; по поступлении импульса на пятом выходе Т5 генератора 1 выбирается, ячейка блока 5 памяти, соответствующая следующей команде, и . по импульсу ТЗ генератора 1 в эту ячейку записывается единица. По поступлении импульса Т4 генератора 1 формирователь 8 команд возвращается в исходное состояние, так как 5 1. Таким образом, происходит пе-. редача метки следующей команде при окончании текущей.

При необходимости организации кад ра (одновременно отработки нескольки команд) эти команды записываются в последовательности ячейки блока 3 программ, причем у всех этих команд, кроме последней, при программировани записывается признак совмещения . При исполнении программ после окончания команды, предыдущей кадру, метка присваивается всем командам кадра По мере исполнения метки, соответствзпощие командам кадра, снимаются сразу после их окончания. После окончания всех команд кадра метка передается команде, следующей за кадром. Происходит это следующим образом.

При окончании текущей команды формирователь 8 команд переходит в состояние 10 и остается в нем до тех пор, пока признак совмещения не станет равен нулю при выборке последней команды кадра. В этом состоянии присваивается метка всем командам кадра, так как в этом соетоянии М-1. После этого формирователь .8 команд возвращается в исходное COCтояние. Снимаются метки команд кадра в СОСТОЯНИИ 00. Передача метки после исполнения кадра происходит следующим образом.

По окончании команды с меткой и соамещением формирователь 8 команд переходит в состояние 11. Если в кадре Появляется неоконченная крмандэ блок формирования метки пере59 ,6

ходит в состояние 01, из которого возвращается в исходное при выборке последней команды кадра. Если первая команда кадра не окончена, то формирователь 8 команд подает в состояние 01 непосредственно из состояния 00, И только в том случае, если все команды кадра уже без метки (окончены), формирователь 8 метки остается в состоянии 11, если последняя команда кадра окончена или с нее снята метка ранее, формирователь 8 команд переходит в состояние 10, в котором передается метка Если в процессе отработки программы системой возникла необходимость после исполнения текущей команды начать исполнение нескольких команд, являющихся началами параллельных участков, делается это с помощью кадра распараллеливания, состоящего из команд безусловного перехода. При исполнении зтого кадра метка присваивается всем командам, которым передается управление командами безусловного перехода, входящими в кадр. Таким образом, появляется возможност например, независимо управления работой нескольких манипуляторов, для чего достаточно в начале программы . записать кадр распараллеливания, в котором указать в командах безусловного перехода этого кадра адреса начал программ работы манипулятора. После исполнения кадра начинают исполняться одновременно все программы работы манипуляторов. При необходимости возможно в программе работы каждого манипулятора распараллеливание. Например, при работе манипулятора совместно с кассетным накопителем, когда после выборки очередной детали из накопителя необходимо в очередной последовательности включить его приводы для того, чтобы накопитель вьщал очередную деталь. В этом случае после выборки детали в программе записывается кадр распараллеливания на две ветви: продолжение работы манипулятора и управление накопителем, последняя из которых записывается в произвольном свободном месте памяти.

Блок управления работает следующим образом.

При записи в регистр 14 кода номера трчки, не совпадающего с номером точки, в которой находится мани пулятор, на выходе схемы 17 совпадения появляется 1, ив зависимости .от направления движения 1 появляет ся на выходе одного из элементов И 1 или 16 и включается один из симисторов 19, включаю i привод манипулятора, начинается движение. При совпадении номера заданной и текущей точки на выходе схемы 17 совпадения появляется О, привод выключается, а на выходе элемента И-НЕ 18 появляется 1, свидетельствующая об окончании движения. В зависимости от конкретного применения схема и количество управляющих блоков может отличаться от предлагаемого. Если количество управляющих блоков более.одного, каждый из них должен оснащаться регистрами для хранения информации, полученной 159 от команды. Разрешение на работу других блоков поступает от остальных выходов дешифратора 7. Применение предлагаемого устройства обеспечивает возможность независимого управления одновременно несколькими устройствами, например манипуляторами; возможность управления не только манипуляторами, но и другим технологическим оборудованием, сопряженным с манипулятором, например накопителями, транспортерами, станками и т.п. Указанные преимущества позволяют управлять роботизированной позицией от одного устройства, не прибегая к дополнительным средствам управления. Это позволяет снизить стоимость проектирования, монтажа, а также внедрения роботизированной позиции.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО. УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик имгьульсов, подключенный выходом к адресному входу блока программ, соединенного первым информационным выходом с информационным входом блока управления, блок памяти, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения параллельной отработки произвольного числа участков программы и упрощения устройства, оно содерлсит формирователь команд, D -триггер и дешифратор, подключенный адресными входами к вторым информационным . выходам блока программ, первым выходом - к управляющему входу счетчика импульсов, синхронизирующим входом к выходу блока памяти и D -входу D -триггера, а вторым выходом - к пер вому синхронизирующему входу блока управления, связанного вторым синхрог низирующим входом с первым выходом . генератора тактовых импульсов, подключенного вторым, третьим, четвертым и пятым выходами соответственно к синхронизирующему входу D -тригге- j pa, к первому управляющему входу блока памяти, к первому входу формиро(Л вателя команд, к счетному входу счет чика импульсов, соединенного установочным входом с информационным входом блока управления, подключенного выходом к второму входу формирователя команд, .связанного третьим и четвертым входами соответственно с третьим ин00 формационным выходом блока програмг 00 и с выходом Ь -триггера, а выходом- . с вторым управляющим входом блока ел памяти. о

на приМр8м iintgnuKtl

tut.i

Ма fjion

Отвегамчыя ifefMUfetaMMe СМИ (JL нвтяи

и.аг