Способ управления движением тела или системы тел и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК B25J9/16 B25J13/00 

«ч

00

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике и гибких автоматизированных производствах,, например, для управления движением звеньев машин, в том числе входящих в единую производственную систему, которую образует коллектив взаимодействующих друг с другом промьштенных роботов, металлорежущих станков и т.п.

Целью изобретения является повышение точности отработки закона движения каждого тела системы (в том числе точности синхронизации движения всех тел системы), упрощение конструкции и повьщ1ение надежности.

Процесс управления строят следующим образом.

Задают закон перемещения каждого тела, по информации о текущем положении каждого тела определяют расчетное время., соответствующее его текущему положению, определяют фактическое время, сравнивают расчетное врем с фактическим и по рассогласованию между ними формируют сигнал управления приводами каждого тела.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ, при управлении движением одного тела} на фиг. 2 - то же, при управлении движением cиcтe ы тел.

Устройство управления звеном 1 (телом, фиг. 1) или системой звеньев (тел, фиг. 2) содержит привод 2, например J с ходовым винтом 3 (фиг. 1), неподвижное основание 4, датчик 5 положения, блок 6 определения расчетного времени, измеритель 7 фактического времени (например, таймер), элемент 8 сравнения и усилитель 9 (фиг. 1).

Датчик 5 положения каждого тела связан с входом своего блока 6 определения расчетного времени, выход которого связан с первым входом соответствующего элемента 8 сравнения. Второй вход элемента 8 сравнения связан с измерителем 7 фактического времени, а выход - с усилитем 9 и приводом 2.

Устройство работает следующим образом.

Пусть требуется перемещать звено 1 вдоль оси X в соответствии с задан ным законом движения (фиг. 1)

X x(t) , (1)

5

0

5

0

5

0

5

0

5

который устанавливает связь текущей коор,динаты X звена 1 с временем t. На основании закона движения (1) мо- жет быть найдена функция

t t(x). (2)

Для того, чтобы по выражению (2). определить t, нужно знать значение текущей координаты х звена 1, которую определяет датчик 5 положения. Информация о текущем положении звена 1 (координата х) от датчика 5 поступает на вход блока 6 определения расчетного времени. В этом блоке по заранее введенной в него зависимости, общий вид которой определяется уравнением (2), и текущему значению х определяется текущее расчетное время t.

Из блока 6 время t поступает на входов элемента 8 сравнения, на второй вход которого поступает значение времени Т с выхода таймера 7, при этом элемент 8 сравнения определяет величину разности (T-t),

в соответствии с которой формируется сигнал управления скоростью привода 2, который посредством ходового винта перемещает звено 1. Знак разности (T-t), как это обычно происходит в следящих системах управления, определяет текущее направление вращения ротора привода .2.

В устройстве управления системой тел (звеньев, фиг. 2) выход измерителя 7 фактического времени связан с элементами 8 сравнения всех приводов. При этом синхронизация движения отдельных звеньев, например, каждого робота, а также обоих роботов обеспечивается пространство - временной обратной связью, в которой реальное время Т измеряется одним измерителем 7 времени (таймером).

Блок 6 определения расчетного времени может быть выполнен, например, в виде массива памяти с ячейками, содержащими коды текущего положения тела и соответствующие моменты времени. Выполняемая им операция определения расчетного времени по уравнению (2), заданному аналитически или таблично (численно), может быть реализована на любой микро-ЭВМ с помощью стандартной программы поиска. Фактическое время может не совпадать с реальным временем как по началу отсчета так и по скорости течения. Оно может отсчитываться в установленном

масштабе. При этом изменение масшта- ба фактического времени приводит к ускорению или замедлению воспроизведения закона движения звена 1 в том же масштабе. Измеритель 7 может быть снабжен регулятором масштаба фактического времени.

Формула изобретения

1. Способ управления движением тела или системы тел, заключающийся в том, что задают требуемый закон перемещения каждого тела, определяют текущие фактические параметры движения тел и по рассогласованию между требуемыми и фактическими параметрами формируют сигналы управления приводами каждого тела, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьш1е- ния точности, надежности и упрощения, в качестве параметра движения тел используют расчетное время, соответствующее фактическому положению тел.

5

0

2. Устройство для управления движением тела или системы тел, содержащее для каждого из тел последовательно связанные элемент сравнения, привод и датчик положения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, надежности и упрощения конструкции, оно дополнительно содержит измеритель фактического времени и для каждого тела блок определения расчетного времени, вход которого связан с выходом соответствующего датчика положения, а выход соединен с первым входом соответствующего элемента сравнения, второй вход которого подключен к измерителю фактического времени.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок определения расчетного времени вьтолнен в виде массива памяти, содержащего коды заданных положений тел и соот25 ветствующих им моментов времени.

2. 1 2.5

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в робототехнике и гибких автоматизированных производствах. Целью изобретения является повьше- ние точност|Н отработки закона движения, упрощение конструкции и повьше- ние надежности. Для этого процесс управления строят следующим образом. Задают закон перемещения каждого тела, по информации о текущем положении каждого тела определяют расчетное время, соответствующее его текущему фактическому положению, определяют фактическое время, сравнивают расчетное время с фактическим временем и по рассогласованию между ними формируют сигнал управления приводами каждого тела. Устройство, реализующее данный способ управления, снабжено измерителем 7 фактического времени и блоксэм 6 опре- деления расчетного времени, а также содержит элемент сравнения 8, усилитель 9, привод 2, перемещающий тело 1, и датчик 5 положения тела 1. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л