Устройство для программного управления промышленным роботом Советский патент 1981 года по МПК G05B19/00 B25J9/00 

Изобретение относится к робототех нике и может быть использовано при создании устройств для программного управления промышленным роботом. Известно устройство для программного управления промышленным роботом, содержащее блок памяти, нульорган, блок управления и аналоговые сервосистемы .1 1.. Недостаток этого устройства - низ кая точность позиционирования. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее первый блок памяти, соединенный выходами с первыми входами первого бло ка считывания, последовательно соединенные второй блок памяти, второй блок считывания и блок задержки, вто рой вход которого подключен к выходу первого элемента И, блок управления первыми выходами соединенный со,вторыми входами первого и второго блоков считывания, 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 преобразователя, а валом связанного с датчиком положения, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход каждого из которых соединен с выходом первого блока счи- . тывания, 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 функ циональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство содержит генератор та товых 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 элемент И и последовательно соединенные первый блок сравнения, третий элемент И, ре версивный счетчик, второй блок сравнения, четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ и пятый 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 преобразователя и с первым входом первого блока сравнени вторым выходом подключенного ко вторрму входу второго элемента ИЛИ, вто рюй вход второго блока сравнения сое динен 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 тактовы импульсов соединен с третьими входами реверсивных счетчиков, выход третьего блока считывания подключен ко вто рым входам первых блоков сравнения, выход четвертого блока считывания 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 управления. На чертеже представлено устройство, функциональная схема. Устройство содержит первый, второй, третий и четвертый блоки 1- па мяти соответственно, первый, второй .третий и четвертый блоки 5-8 считывания соответственно, блок 9 управления, блок 10 задержки, регулируемые координаты 11, сумматор 12, датчик 13 положения, реверсивный счетчик I, первый и второй блоки15 и 16 сравнения соответстэенно, цифреаналоговый преобразователь 17 приво 18, триггер 19, первый, второй, третий, четвертый и пятый 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 управления движением манипулятора содержит информацию о последовательности прохождения манипулятором точек позиционирования и хранится в блоке 9 управления. Информация о самих точках позиционирования хранится в соответствующих блоках 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 степени подвижности манипулятора определяется кодом на выходе реверсивного счетчика , Этот код преобразуется цифро-аналоговым преобразователем 17 в аналоговый сигнал и передается на привод 18. Увеличение скорости определяется сигналом разрешения сложения на соответствующем входе реверсивного счетчика 1, 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 возможно программное управление частотой этих импульсов. Прохождение точки позиционирования без остановки в ней организуется блоком Ц памяти признаков разрешения торможения и соответствующим блоком 8 считывания. Рассмотрим последовательность выполнения указанных операций. Блок 3 управления организует выдачу нового кадра при приходе соответствующей команды на его пусковой вход. При получении пускового сигнала блок 9 управления формирует на втором выходе сигнал начальной 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 считывания для выдачи информации из блоков памяти соответственно данному кадру программы. При этом на второй вход первого блока 15 сравнения 5 поступает код программной скорости, на второй вход сумматора 12 поступает код программного положения соответствующей степени подвижности, на вход блока 10 задержки поступает код выдержки манипулятора в точке позиционирования и на входы элементов И 23 непосредственно и на входи элемента И 21 через элементы НЕ 26 рбступают с соответствующего выхода блока 8 считывания признаков разрешения торможения сигналы о наличии или отсутствии признаков разрешения или от сутствии признаков разрешения торможения по каждой степени. При этом программа работы манипулятора формируется таким образом, что отсутствие признака торможения в кадре допускается толькопри одной степени подвижности. В зависимости от соотношения межд 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, разли чаются три режима работы устройства: разгон, движение с постоянной скоростью и торможение. Режим разгона характеризуется тем что значение текущей скорости некоторой степени, подаваемой с выхода реверсивного счетчика 1 на первые входы блоков 15 и 16 сравнения меньше программного значения скорости, подаваемого на второй вход блока 15 сравнения и меньше значения рассогласования по этой степени,подаваемого на второй вход блока 16 сравнения с выхода сумматора 12. При этом на первых выходах блоков 1 5 и 16 сравнения образуются сигналы, поступающие через элемент И 22 на вход разрешения сложения реверсивного счетчика }k. При этом реверсивный счетчи 1 начинает складывать поступающие на его счетный вход тактовые импульсы от генератора 27, тем самым уваличивая текущую скорость движения да ной степени. Режим торможения оргайизуется при ненулевом рассогласовании на соответствующем сумматоре 12 - в двух случаях. В первом случае при 5 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 стег|ени. При этом на первом выходе блока 16 сравнения формируется сигнал, поступающий на вход разрешения вычитания реверсивного счетчика 1 через элементны И 23, ИЛИ 2 и И . 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 счет чика через элементы ИЛИ 29 и 2. Содержимое реверсивного счетчика Il 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 Н отсутствуют сигналы разрешения сложения и вычитания, что определяет отсутствие изменения содержимого, реверсивного счетчика 1, В режиме движения с пocтoянf oй скоростью возможНО прохождение некоторой степенью промежуточной точки позиционирования. В этом случае сигнал с соответствующего выхода блока 8 считывания признакое разрешения торможения отсутствует, что определяет запрет прохождения сигнала с первого выхода блока 16 сравнения на вход разрешения вычитания реверсивного счетчика . Сигнал на выдачу нового кадра формируется в двух случаях. Во-первых, при достижении всеми степенями заданного кадром положения и отработке выдержки в точка 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 педачу управляющих сигналов на вход разрешения вычитания 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 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 манилулятора, по которой от сутствует признак разрешения торможения в данном кадре.В этом случае на втором входе элемента И 21 сущест вует сигнал, поступающий с выхода бл 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 смет обеспечения программного регулирования скорости перемещения координат. Формула изобретения Устройство для программного управления промышленным роботом, содер жащее первый блок памяти, соединенны выходами с первыми входами первого блока считывания, последовательно соединенные второй блик памяти, второй блок считывания и блок задержки второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, блок управления, первыми выходами соединенный со вторыми входами первого и второго блоков считывания, 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 преобразователя, а валом связанно го с датчиком положения, выход котоЗ . . 8 рого 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, о т личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно 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 элемент 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 блока 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 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 -управленияо Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.-Авторское свидетельство СССР № 489627, кл. В 25 J 11/00, 1975. 2.Автбрское свидетельство СССР № 620368, кл. В 25 J 9/00, 1978 (прототип) .