Система для управления робототехнологическим комплексом Советский патент 1988 года по МПК G05B19/00 

Од

сл

со

1

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в системах управления робототехнологическими комплексами, обслуживающими основное технологические оборудование, в частности сборочное.

Цель изобретения - рас111ирение функциональных возможностей систем и повышение надежности вьшолнения каждой операции технологического процесса.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2 электрическая функциональная схема ее логического периферийного устроства управления; на фиг. 3 - часть программно-логического блока, связного с логическим периферийным устройством управления; на фиг. 4 - блок-схема алгоритма программы.

Система для управления робото- техноло1 ическим комплексом содержи манипулятор V, блок 2 программного управления манипулятором, блок 3 исполнительных элементов, блок 4 иформационных датчиков, логическое

0

триггеры 61, одновибраторы 62, 63 и 64, элементы И 65-68, элементы ИЛИ 69-73, узел 74 задания программ, узел 75 обучения, модуль 76 памяти, узел 77 поиска программы, узел 78 выбора программы, узел 79 отработки программ, узел 80 отработки команд.

Система для управления робототехнологическим комплексом работает следующим образом (в случае технологического процесса по сборке узла из трех деталей).

Программа процесса сборки хранится в программно-логическом блоке 7 блока 2 программного управления манипулятором и включает в себя последовательность выполнения команд прщ отработке цикла, а также условия перехода от команды к команде внутри цикла. Такими условиями являются окончание вьшолнения заданной команды манипулятором 1 и состояние исполнительных элементов блока 3 5 перед вьтолнением манипулятором 1 последующей команды.

Перед началом работы комплекса

5

0

Изобретение относится к робототехнике и позволяет контролировать каждую операцию технологического продесса сборки, включая промежуточные. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности вьтолнения каждой операции технологического процесса. Система содержит манипулятор, его программно-логический блок, технологическое оборудование, блок информационных датчиков и логическое периферийное устройство управления. Логическая система управления, получая синхронизирующие команды от системы программного управления манипулятором и информационных датчиков, анализирует протекание технологического процесса, формирует и выдает управляюпще команды на внешнее оборудование и в систему управления манипулятором. При этом она позволяет формировать команды, дли- тепъность которых превьшает длительность шага программы, и опрашивать датчики с необходимой для завершения операции задержкой, что существенно расширяет функциональные возможности комплекса. 4 ил. (Л

периферийное устройство 5 управления, пульт 6 управления, программно-логический блок 7, распределитель 8 команд, блок 9 управления, управляемый коммутатор 10, генератор 11 тактовых импульсов, блок 12 задержки, блок 13 анализа состояния манипулятора, вибманипулятор 1 устанавливают в исходное положение. После включения 30 блока 2 программного управления манипулятором, манипулятор 1 переводится в положение захвата базовой детали I. В зависимости от наличия детали на выходе вибрационного загрузоч- рационные загрузочные устройства 14, . ного устройства 14 с помощью датчика 15 и.16, шибер 17, электромагнит 18 21 наличия детали I подается команда

досылки, механизм 19, фиксирующий собранный узел, монтажньш центр, 20, датчик 21 наличия детали I, датчик 22 наличия детали II, датчик 23 наличия д детали III, датчик .24 исходного положения шибера, датчик 25 рабочего положения шибера,, датчик 26 наличия детали I в монтажном центре, датчик 27 сборки деталей I и II, датчик 28 сборки узла, ползун 29 с матрицей, ползун 30 с магнитом, электромагнит 31 сканирования, электромагнит 32 центрирования, формирователь 33 отраженной команды № 1, формирователь

45

в блок 2 программного управления ма нипулятором. Если базовая деталь I на выходе вибрационного загрузочного устройства 14 отсутствует, то сбороч- ньй комплекс останавливается и работа Б автоматическом режиме возобновляется лишь при поступлении базовой детали и соответствующего сраба- тьюания информационного датчика 21 наличия детали. Происходит захват детали I манипулятором 1, который переносит ее к монтажному центру 20 и устанавливает на позицию сборки. При этом часть схемы лох ического

34 отраженной команды К 2, формирова- периферийного устройства 5 управления тель 35 отраженной команды № 4, фор- (одновибратор 53, элененты И 54, 55

и интегрирующая цепочка R.41 -С 47) обеспечивает вьщачу команды о занятии базовой деталью I необходимого положения в монтажном центре 20 с задержкой, определяемой одновибратор.ом 53. Это устраняет прохождение в блок 2 программного управления манипулятором

мирователь 36 команды перехода к программе № 2, реле 37 блокировки, резисторы R 38-43, конденсаторы С 44-49, одновибратор 50, элементы И 51, 52, одновибратор 53, элементы И 54, 55, одновибратор 56, элементы И 57, 58, RS-триггеры 59, 60, IK

в блок 2 программного управления ма нипулятором. Если базовая деталь I на выходе вибрационного загрузочного устройства 14 отсутствует, то сбороч- ньй комплекс останавливается и работа Б автоматическом режиме возобновляется лишь при поступлении базовой детали и соответствующего сраба- тьюания информационного датчика 21 наличия детали. Происходит захват детали I манипулятором 1, который переносит ее к монтажному центру 20 и устанавливает на позицию сборки. При этом часть схемы лох ического

периферийного устройства 5 управления (одновибратор 53, элененты И 54, 55

периферийного устройства 5 управления (одновибратор 53, элененты И 54, 55

и интегрирующая цепочка R.41 -С 47) обеспечивает вьщачу команды о занятии базовой деталью I необходимого положения в монтажном центре 20 с задержкой, определяемой одновибратор.ом 53. Это устраняет прохождение в блок 2 программного управления манипулятором

314135994

команды от информационного датчика включающий электромагнит 31 сконирования, который входит в состав мон26 наличия детали в монтажном центре сразу при разжатии охвата манипулятора (ибо требуется время для занятия деталью I определенного положения в «монтажном центре 20). Если базовая деталь I не попадает в монтажный центр или не занимает в нем требуемотажного центра 20, что повышает вероятность сборки первой и второй

деталей,

Схема задержки опроса датчика 2 сборки деталей 1 и II, реализованная на одновибраторе 56, элеменго для сборки положения, то на выходе тах И 57, 58 и интегрирующей цепочке элемента И 55 появляется управляющий R 43 - С 49, позволяет получить ин- сигнал, который через элемент ИЛИ 71 поступает на вход RS-триггера 59, что приводит к включению реле 37 блокировки шибера 17 и механизма 19, фик- is щибера 17, поступления детали II в сирующего собранньй узел. Кроме того, монтажный центр 20 и сборки первых сигнал с элемента ИЛИ 71 через эле- двух деталей).

мент ИЛИ 73 запускает одновибратор 64, Если детали I и II не собраны, то который включает через элемент ИЛИ 72 на выходе элемента И 58 появляется находящийся в монтажном центра 20 20 управляющий сигнал (с задержкой, равформацию о результате сборки деталей I и II по команде № 3 (с учетом времени, необходимого для срабатьшания

ползун 30 с магнитом, при этом открывается сквозное отверстие и неправиль но установленная деталь I удаляется из монтажного центра 20 в специальную тару.

Если деталь I в монтажном центре 20 установлена правильно (состояние на выходе элемента И 55 не измени- Ч , лось), то блок 2 программного управ- ления манипулятором по команде № 2 запрашивает датчик 22 о наличии второй сборочной детали II на выходе вибрационного загрузочного устройства 15, Если деталь II отсутствует, сборочный комплекс останавливается до ее появления; если деталь II подана, то продолжается вьшолнение программы № 1, По команде № 3 от блока 2 прогной длительности импульса одновибра- тора 56), который через элемент ИЛИ 73 запускает одновибратор 64 и через элемент ИЛИ 72 включает ползун

25 30 с магнитом. Отверстие в магнитном центре 20 открывается, и детали I и II удаляются в тару для несобранных подузлов. В данном случае модулятор 1 находится в исходном положении и

30 выполнение программы № 1 повторяется. Если сборка подузла завершена усг« пешно, то на обоих входах элемента .... И 67 появляются соответствующие сигналы ( один по команде № 3, другой при срабатывании датчика 27 сборки деталей 1 и II), что вызывает переключение элемента И 67 и включение через элемент ИЛИ 69 формирователя 36 команды перехода к программе № 2.

35

раммного управления манипулятором подается сигнал на фход RS-триггера 59, 40 вьжлючается реле блокировки на включение исполнительного элемента 17. Срабатывает информационный датчик 25 рабочего положения шибера, который

30

своим сигналом через время задержки, g тех пор,.пока не будет подана деталь

определяемое интегрирующей цепочкой R 38 - С 44 запускает одновибратор 62, включающий своим импульсом длин- ноходовой электромагнит 18 досылки детали II. В момент включения этого электромагнита используется форсированный режим включения. Указанная задержка времени учитывает время, необходимое на раскрытие держателя

III. При наличии детали III форми рователь 35 отраженной команды № 4 по команде датчика 23 наличия детали III подает сигнал в блок 2 прог- gfj раммного управления манипулятором и . разрешает продолжение работы. Команда № 4 обеспечивает через S-вход триггера 60 включение привода ползуна 29 с матрицей с временем задержки.

детали II и ее наживление .на базовую gg определяемым цепочкой R 42 - С 48,

и через элемент ИЛИ 72 включение привода ползуна 30 с магнитом. Оба ползуна перемешаются, и под собираемым узлом находится ползун 29 с матрицей.

деталь.

После срабатывания датчика 25 рабочего положения шибера на выходе элемента И 68 появляется сигнал,

тажного центра 20, что повышает вероятность сборки первой и второй

тах И 57, 58 и интегрирующей цепочке R 43 - С 49, позволяет получить ин- щибера 17, поступления детали II в монтажный центр 20 и сборки первых двух деталей).

формацию о результате сборки деталей I и II по команде № 3 (с учетом времени, необходимого для срабатьшания

0

ной длительности импульса одновибра- тора 56), который через элемент ИЛИ 73 запускает одновибратор 64 и через элемент ИЛИ 72 включает ползун

5 30 с магнитом. Отверстие в магнитном центре 20 открывается, и детали I и II удаляются в тару для несобранных подузлов. В данном случае модулятор 1 находится в исходном положении и

0 выполнение программы № 1 повторяется. Если сборка подузла завершена усг« пешно, то на обоих входах элемента .... И 67 появляются соответствующие сигналы ( один по команде № 3, другой при срабатывании датчика 27 сборки деталей 1 и II), что вызывает переключение элемента И 67 и включение через элемент ИЛИ 69 формирователя 36 команды перехода к программе № 2.

Производится опрос датчика 23 о наличии детали III в вибрационном загрузочном устройстве 16. В случае отсутствия детали III робототехнологический комплекс не работает до

5

g тех пор,.пока не будет подана деталь

III. При наличии детали III форми рователь 35 отраженной команды № 4 по команде датчика 23 наличия детали III подает сигнал в блок 2 прог- gfj раммного управления манипулятором и . разрешает продолжение работы. Команда № 4 обеспечивает через S-вход триггера 60 включение привода ползун 29 с матрицей с временем задержки.

определяемым цепочкой R 42 - С 48,

и через элемент ИЛИ 72 включение привода ползуна 30 с магнитом. Оба ползуна перемешаются, и под собираемым узлом находится ползун 29 с матрицей.

Манипулятор 1 захватьшает деталь III и подает ее в монтажный центр 20 Подается команда № 5 в логическую периферийную систему 5 управления, включается электромагнит 32 центрирования, который осуществляет предва- рител1 ную установку собранного под- узла по реи монтажного центра 20, запускается схема опроса датчика 28 сборки узла. Если через время, определяемое одновибратором 50, сборка не произведена, то записывается отрицательный результат операции сборки в 1К-триггер 61. При этом 1К-триггер 61 переключается и через элемент ИЛИ 69 Формирователь 36 команды перехода к программе № 2 выдает сигнал в блок 2 программного управления манипулятором на отработку программы № 2. Сигнал на выходе 1К-триггера 61 и, следовательно, на выходе формирователя 36 команды перехода к программе № 2 изменяется лишь при поступлении сигнала с выхода элемента И 52 (в случае повторной неудачной попытки сборки) на С-вход 1К-триггера 61 либо при поступлении на R-вход 1К-триггера 61 сигнала, подаваемого на включение механизма 19, фиксирующего собранный узел, с выхода элемента И 66 через элемент ИЛИ 70, Команда на включение механизма 19, фиксирующего собранный узел, подается в том случае, если на одном входе элемента И 65 присутствует сигнал датчика 24 исходного положения шибера, а на другой вход элемента И 65 поступает команда от датчика 18 сборки узла, свидетельствующая о завершении сборки ... детали III с остальнь1ми деталями. При этом передается элемент И 65, что вызьшает запуск одновибратора 63, связанного с одним из входов элемента И 66. При наличии на другом входе элемента И 66 сигнала команды № 5 он переключается на время, определяем мое длительностью импульса одновибратора 63, включая тем самым привод механизма 19, фиксирующего собранный узел.

Деталь III извлекается и.з монтажного центра 20 манипулятором 1 при каждой отработке программы № 2. Если

деталь III не собрана с подузлом, ее ля команд, первый выход которого сое- извлекают одну, если узел собран пра- динен с входом блока задержки, второй ВИЛЬНО и зафиксирован механизмом 15, выход соединен с входом блока управ.- фиксирующим собранный узел, то мани- ления, второй выход блока управления пулятор 1, за деталь III извлекает соединен с вторым входом управляемого

1413599

весь собранный узел и помещает его на выходной лоток комплекса. При этом манипулятор находится в исходном положении и в зависимости от того, какой сигнал имеется на выходе формирователя 36 команды перехода к программе № 2, блок 2 программного управления манипулятором переводится на отработку

программы № 1 либо № 2.

В начале отработки программы № 1 блок 2 программного управления манипулятором выдает в логические периферийное устройство 5 управления

команду № 1, сигнал которой через элемент РШИ 71 переводит RS-триггеры 59 и 60 в исходное положение и через элемент ИЛИ 73 одновибратором 64 через элемент ИЛИ 72 включает привод

ползуна 30 с магнитом, а оставшиеся несобранными детали I и II удаляются в тару бракованных деталей.

Формула изобретения

Система для управления робототех- ническим комплексом, содержащая манипулятор, пульт управления, программно-логический блок, распределитель

команд, блок задержки, блок анализа состояний манипулятора, управляемый компаратор, блок управления, генератор импульсов, блок исполнительных элементов, блок информационных датчи-

ков, причем первый выход манипулятора соединен с входом блока анализа состояний манипулятора, второй выход манипулятора соединен с первым входом программно-логического блока, второй

вход которого соединен с входом манипулятора и первым выходом блока уп равления, третий вход соединен с выходом блока задержки, четвертый вход соединен с входом генератора

импульсов, с выходом блока анализа состояний манипулятора и первым входом управляемого коммутатора, пятый вход программно-логического блока соединен с выходом пульта управле-г ния, шестой вход - с первым выходом управляемого коммутатора, седьмой вход - с выходом генератора импульг- ,

сов, а выход программно-логического блока соединен с входом распределитекоммутатора, выходы блока исполнительных элементов соединены в соответствующими входами блока информационных датчиков, отличающая- ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы и повышения надежности вьшолнения к.аждой операции технологического процесса, в нее введено логическое периферийное устройство управления, содержащее шесть одновибраторов, шесть интегриругацих цепочек, десять элементов И, пять элементов ИЛИ, два RS-триггера, 1К-триггер, формирователь команды перехода к программе № 2, три формирователя отраженных команд в реле блокировки исполнительных элементов, причем .вход первого одновибратора соединен с выходом 2о ДО программно-логического блока.

первой интегрирующей цепочки, а выход первого одновибратора соединен с соответствующим входом блока исполнительных .элементов, выход первой интегрирующей цепочки соединен с первым выходом блока информационных датчиков и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второй вход первого элемента И - с первым выходом управляемого коммутатора, входами второго одновибратора и второй интегрирующей цепочки, первым входом второго элемента И, R-входом первого RS-триггера и череэ первый нормально эамкнутый контакт реле блокировки - с соответствующим входом блока исполнительных элементов, выход первого RS-триггера соединен с обмоткой катушки реле блокировки, а его S-вход - с R-входом второго RS-триггера, с выходом первого элемента ШШ и первым входом второго элемента ИЛИ,

S-вход второго RS-триггера соединен с g вход которого соединен с вькодом

восьмого элемента И, первый вход торого соединен с четвертым выход блока информационных датчиков, а рой вход восьмого элемента И - с тям выходом блока информационных чиков и первым входом девятого эл мента И, выход которого соединен счетным С-входом 1К-триггера, а в рой вход девятого элемента И - выходом десятого элемента И, перв вход десятого элемента И соединен с выходом шестого одновибратора, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, с соотв

вторым выходом управляемого коммутатора, прямой выход первого RS-триггера соединен .с соответствующим входом блок.а исполнительных элементов, а его инверсный выход - с входом третьей интегрирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второй вход - с выходом третьего одновибратора, выход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а второй вход - с вторым входом второго элемента И и выходом четвертой интегрирующей цепочки, вход которой соединен с вторым выходом блока информационных датчиков, первый вход

четвертого элемента И соединен с выходом второго одновибратора, а второй вход - с вькодом второй интегрирующей цепочки, выход второго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом 1К-триггера. а ВЫХОД - с входом формирователя команды перехода к программе № 2, выход которого соединен с восьмым вхоR-вход 1К-триггера соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, первьй вход которого соединен с выходом пятого элемента И и через второй нормально

5 замкнутый контакт реле блокировки - с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второй вход пятого элемента И соединен с третьим выходом управляемого коммута0 тора и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И, первый вход которого соединен с третьим выходом блока информационных датчиков, а второй вход - с выходом седьмого элемента И, первый вход седьмого элемента И соединен с выхцдом четвертого одновибратора, вход которого соединен с четвертым выходом управляемого ком0 мутатора и входом пятой интегрирующей цепочки, выход которой соединен с вторым входом седьмого элемента И, первый вход пятого элемента И соеди-г нен с выходом пятого одновибратора.

g вход которого соединен с вькодом

50

55

восьмого элемента И, первый вход ко-, торого соединен с четвертым выходом блока информационных датчиков, а второй вход восьмого элемента И - с пя- тям выходом блока информационных датчиков и первым входом девятого элемента И, выход которого соединен со счетным С-входом 1К-триггера, а второй вход девятого элемента И - с выходом десятого элемента И, первый вход десятого элемента И соединен с выходом шестого одновибратора, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, с соответ91А

ствующим входом блока исполнительных элементов, с пятым выходом управляемого коммутатора и входом шестой интегрирующей цепочки, выход которой соединен с вторьм взводом десятого элемента И, девятый вход программно- логического блока через формирователь отраженной команды № 1 соединен с шестым выходом блока информационньк

ШШ11

§@§ЁЁ

Г т Т т

ТТ

N

1359910

датчиков, десятый вход программно- логического блока через формирователь отраженной команды № 2 - с

g седьмым выходом блока информационных датчиков, одиннадцатый вход через формирователь отраженной команды № 4 - с восьмым выходом блока информационных датчиков.

Ши.г