Цикловая система программного управления манипулятором Советский патент 1993 года по МПК B25J13/00 B25J9/00 

Изобретение относится к робототехнике, в частности к устройствам управления роботами, и может найти широкое применение при автоматизации различных технологических операций.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей цикловой системы программного управления ма- нипулятором путем обеспечения независимогоуправления отдельными группами приводов.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемой цикловой системы программного управления.

Она содержит первый элемент, коммутатор 2, блок 3 памяти, блок 4 считывания,

приводы 5, датчики 6 позиционирования, вторые элементы И 7, генератор 8 тактовых импульсов, первый счетчик 9, дешифратор 10, третьи элементы И 11, переключатель 12, вторые счетчики 13.

Первый элемент И 1 последовательно соединен через первый информационный вход коммутатора 2 с первыми входами третьих элементов И 11, блоком 3 памяти, блоком 4 считывания, приводами 5, датчиками позиционирования 6, вторыми элементами И 7, выходы которых связаны со входами первого элемента 1/1 1 и через вторые счетчики 13 со вторыми информационными входами коммутатора 2, адресный вход которого подключен к выходу переключате00

ттЛ Ю

ля 12 и к управляющему входу дешифратора 10, генератор тактовых импульсов 8,последовательно соединен с первым счетч.иком 9 и дешифратором 10.,

Коммутатор 2. может представлять собой, например, микросхему двоичного счетчика серии К155ИЕ7, в. этом случае, первый информационный вход коммутатора будет счетным входом счетчика, вторые информационные входы коммутатора - входы параллельной записи числа в счетчик, а адресный вход ком;мутатора -;вхбд рййр ёш ени.я запйей информации через эти входы. ;.-.-:.:,/.v

Блок памяти 3 может быть выполнен, например, на микросхеме К155РЕЗ или MQ- жет представлять собой набор любых других микросхем па мяти с различны-ми способами записи и хранения информации.

Блок считывания 4 может ;срст6ять. из микросхем, функционально выполняющих рол триггеров, например, микросхемы се-, рии:К1В5ТМ2, у которых входы В.и-S подключены к блоку памяти, а выходы U и Q к исполнительвы м Элементам,

Привод 5 может представлять собой,,на- пример, широкий класс гидро- и пневморас- пред елителёй, которые с одинаковым успёхом мо жн6 исгю/тьз йёать к ак:Для управ: лен т ст е пеня мй подвижности ма ни пул ято- :р а.,:т ак -й- Дл я упра вл е.н ;:Т ехнолр.гической оснастки. При п одаче эле (стрич ско го си гнала ни электромагнит пнеШораспрёдёлйте- . л я йспол н йтел ь н ый элемент ц ривода, например, шток цилиндра движется в одну сторону, а при снятии напряжения с катушки электромагнита- пневмбраспределйтель возеращается 8:исходное положение и шток цилиндра движется и о братн у ю е брЬну; . Датчики гюзйцйонирования 6, например, могут быть как контактными, механического воздействия, так и BgckoHTaktHbiMH, например, ВКБ-0,5..,-i ;

. Генератор тактовых импульсов 8 выполнен, например, на логйчес.ких элементах серии К155 с резистмвно-емкостной обратной связью. На выходе этих элементов с ф икси- ppeaннoй чactbtoй появляются прямоугольные импульсы.:- .

Счётчики 9 и 13 представляют собой двоичные счетчики и могут быть выполнены, например, в качестве самостоятельных микросхем различных серий, например, К155ИЕ6.

Дешифратор 10 выполнен, например, в виде .самостоятельной схемы К155ИДЗ с инверсией выходных сигналов с помощью логических элементов, а также может быть. выполнен на микросхеме К155РЕЗ с предва- ритёльйым программированием необходимых СОСТОЯНИЙ.

Переключатель 12 представляет собой, например, тумблер или кнопку с памятью.

Остальные элементы известны и описаны в различной справочной литературе, Цикловая система программного управления манипулятором работает следующим образом: в зависимости от состояния пере- .ключателя 12 устанавливается первый или второй режим работы. При Tiep&oM режиме работы блокировано прохождение инфор- : мации со вторых.счетчиков 13 через вторые информационные входы коммутатора 2, но

. разрешено прохождение информации по его первому информационному входу, подключённоМу к первому элементу И1. Работа дешифратора 10 также блокирована, на всех его выходах устанавливаются уровни логической единицы, разрешая прохождение через все третьи элементы И 11.

; Код первого кадра программы лосту па ет из коммутатора 2 через третьи элементы Й-1 i на блок памяти 3, на выходе которого .появляется информация об отработке требуемой Степени подвижности. Эта инфор- ма.ция заносится в блок считывания ,й поступает rta соответствующий привод 5,

исполнительный элемент которого начинает двигаться и освобождает датчик.позицйонировакйя 6.от своего воздействия. . : с датчика позиционирования 6 поступает уровень логического 0 через вторые элементы И 7 и первый элемент И 1 на: первый информационный Вход коммутатора 2, блокируя, изменение кода кадра программы на его выходе. По мере выхода.исполнительного элемента привода 5 в запрограммироманную точку происходит повторное

воздействие его на датчик позиционирова-..

ни я 6. с которого при срабатывании поступает уровень логической единицы. Эта

логическая единица поступает на первый

информационный :вход коммутатора 2 и

изменяет код на его выходе, который соответствует второму кадру программы. Обработка второго кадра происходит аналогично вышеописанному циклу.

В.р втором режиме работы на выходе переключателя 12 изменяется логический уровень, в результате чего коммутатор 2

блокируется от приема информации по первому информационному входу, но переключается на прием информации по вторым информационным входам, а дешифратор 10 начинает свою работу, периодически выдавая на каждый свой выход уровень логической единицы, тем самым разрешая поочередное прохождение информации че- рез определенную группу третьих элементов И -11, В-этом случае возможно независимое управление отдельными труп-.

пами приводом 5, которые собраны в группы, например, последующим критериям: управление степенями подвижности первой руки манипулятора, управление степенями подвижности второй руки манипулятора, управление технологической оснасткой и т.д.

Цикл обработки каждой, предваритель.но запрограммированной, группы приводов

следующий: изначально каждый второй

счетчик 13 через коммутатор 2 подает на

первые входы третьих элементов И 11 коды

первых кадров программ.

В момент выдачи уровня логической единицы на вторые входы первой группы третьих элементов И 1 из дешифратора 10 информация соответствующего второго счетчика 13 поступает на часть адресных входов блока памяти 3, на остальных адресных входах блока памяти 3 в это время присутствуют фиксированные уровни логического нуля.

; Согласно поступившему коду первого кадра программы для первой группы степеней подвижности информация из блока па- мяти.З заносится в блок 4 считывания, а из него поступает на привод 5 этой группы. Происходит отработка запрограммированной степени подвижности, датчик позиционирования 6 дает как и в первом режиме поочерёдно уровень логического нуля, затем уровень логической единицы.

Эти уровни поступают через соответствующий второй Элемент И 7 на в ход соответ. ствующего второго счетчика 13, в котором изменяется выходной код м теперь он соответствует второму кадру программы для данной группы степеней подвижности. Пока шла отработка степени подвижности из первой группы дешифратор 10 выдает уровень логической единицы на вторые входы следующей группы третьих элементов И 11, пропуская код первого кадра программы следующего второго счетчика 13 к блоку памяти 3, информация от остальных вторых счетчиков 13 не поступает к блоку памяти.

На соответствующем адресном пространстве блока памяти 3 появляется код первого кадра программы для следующей группы степеней подвижности, на осталь- ных адресных входах блока памяти 3 - фиксированные уровни логического 0. Из блока памяти 3 через блок считывания 4 информация об обработке соответствующей степени подвижности в данной группе поступает на привод 5, Информация из блока памяти 3 на остальные группы степеней подвижности в этот момент времени не поступает, а сохраняется в блоке считывания.

Отработка происходит аналогично вышеописанному циклу с разницей в том,что сигнал об окончании позиционирования поступает через соответствующий данной группе степеней подвижности второй элемент И 7 на соответствующий второй счетчик 13. Цикл отработки следующих групп

степеней подвижности аналогичен. Вследствие большей скорости выдачи тактовых сигналов на вторые входы третьих элементов И 11 отработка каждо.й группы степеней подвижности практически происходит од0 повременно и не зависит друг от друга.

Такой режим работы устройства целесообразно использовать там, где требуется,

исходя из технологических требований, обслуживание роботом нескольких единиц

5 оборудования. Например, при обслуживании двух конвейерных систем, на которых появление деталей не синхронизировано и носит случайный характер. В этом случае управление одной рукой манипулятора объ0 единяется в одну группу, а управление другой рукой - в другую группу. Использование такого принципа управления можно перенести и на управление технологическим оборудованием или оснасткой, отведя для этого

5 при возможности одну из групп приводов манипулятора. В этом случае система управления манипулятором превращается в систему управления роботизированным, технологическим комплексом, что сущест0 венно повышает надежность, снижает сро. ки -внедрения роботов, упрощает

обслуживание, снижает затраты на изготов ление комплекса и т.д.- Формула изобретения

5Циклов ая система программного управления манипулятором, содержащая элемент И, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, блок памяти, последовательно соединен0 ный с блоком считывания, приводами, дат- чиками позиционирования, отличающаяся тем, что, с целью расширения

- функциональных возможностей путем обес-- печения независимого управления отдель5 ными группами, приводов, она снабжена переключателем и последовательно соединенными генератором тактовых импульсов, первым счетчиком и дешифратором, а отдельные группы датчиков позиционирова0 ния снабжены вторыми элементами И, вторыми счетчиками и группами третьих элементов И, при этом выходы каждой группы датчиков позиционирования связаны через соответствующий второй элемент И с

5 первым элементом И и входом соответствующего второго счетчика, выходы которого через вторые информационные входы коммутатора и первые входы соответствующей группы третьих элементов И подключены к блоку памяти, причем вторые входы каждой

группы третьи элементов И соединены с чатель связан с управляющим входом дешиф- одним из выходов дешифратора, а переклю- ратора и адресным входом коммутатора.

Использование: в машиностроении, например при автоматизации механообраба- тывающего оборудования. Сущность изобретения: цикловая система программного управления манипулятором содержит элемент И, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, блок памяти, последовательно соединенный с блоком считывания, приводами, датчиками позиционирования. Система управления снабжена переключателем и последовательно соединенными генератором тактовых импульсов, первым счетчиком и дешифратором, а отдельные группы датчиков позиционирования снабжены вторыми элементами И, вторыми счетчиками и группами третьих элементов И. При этом выходы каждой группы датчиков позиционирования связаны через соответствующий второй элемент И с первым элементом И и входом соответствующего второго счетчика, выходы которого через вторые информационные входы коммутатора и первые входе соответствующей группы третьих элементов И подключены к блоку памяти, причем вторые входы каждой группы третьих элементов И соединены с одним из выходов дешифратора, а переключатель связан с управляющим входом дешифратора и адресным входом коммутатора. 1 ил.