Устройство определения центров круглых предметов для систем управления роботом-манипулятором технологического конвейера

Устройство определения центров круглых предметов для систем управления роботом-манипулятором технологического конвейера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

i»)455322

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 3 а в ис и м о е от а вт. св идет ел ьств а— (22) Заявлено 19.11.73 (21) 1967202/18-24 (5!) М.Кл. G 05Ь 15/00

В 251 19/00 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изаеретений и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 30.12.74. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 13.03.75 (53) УДК 621.3 (088,8) Ф

И. Л. Ерош, С. М. Марьяновский и Ю. Г. Шецен

I -"i"1.„

Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕНТРОВ КРУГЛЫХ

ПРЕДМЕТОВ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОММАНИПУЛЯТОРОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНВЕЙЕРА

11зобретеиие относится к области вычислительной техники и автоматики и может найти применение в устройствах управления роботами-манипуляторами, предназначенными для обслуживания технологических конвейеров.

Во многих отраслях промышленности все шире применяются роботы-манипуляторы, заменяющие ручной труд человека на вспомогательных операциях, связанных с переноской предметов в определенное место, снят te» 10 предметов с конвейера и их укладкой, сортировкой предметов на конвейере и т. д. Для снятия предметов с ленты конвейера, роботманипулятор должен определить местоположение каждого из них. У предметов круглой фор- 15 мы достаточно определить лишь координаты их центров.

В известных роботах-манипуляторах для обслуживания технологических конвейеров определение координат центра предметов осу- 20 ществляется в два этапа. Перед началом работы иа этапе «Обучение» образец предмета помещается в определенном месте иа неподвижную ленту конвейера. Схват робота-манипучятора перемещается вручную таким образом, 25 чтобы рабочая точка схвата оказалась иад центром предмета. В этом положении схват останавливается и происходит запись в память данных об ориентации в пространстве каждого звена робота-манипулятора. На втором (раоо- З0 чем) этапе лента конвейера с предметами перемещается. Производится считывание из памяти записанных ранее данных и преобразование их в сигналы управления. Схват роботаманипулятора под действием этих сигналов из исходного положения перемещается до гсх иор, пока все его звенья ие займут положения, зафиксированного иа этапе «Обучение». Для того, чтобы схват снял предмет с ленты конвейера, предмет должен находится в том же месте на ленте, что и образец, т. е. требуется предварительная операция по укладке их в строго определенное место на ленте конвейера.

Подобным образом осуществляется определение центра предметов в известном роботем анипуляторе.

Блок памяти такого робота-манипулятора выполнен в виде магнитного барабана, разделенного на сектора. Запись в память данных по каждой степени свободы производится в свой сектор магнитного барабана при помощи блоков ввода данных о местоположении предметов на лепте конвейера. Эти блоки выполнены в виде кодирующих устройств, котооые преобразуют данные об ориентации в пространстве звеньев манипулятора в цифровой код, записываемый на магнитный барабан памяти при помощи записывающих головок. 11а ьтором (рабочем) этапе данные с магнитного барабана через считывающие головки поступаиот

455322 па компараторы, где преобразуются в сигналы управления исполнительными механизмами звеньев манипулятора.

Целью изобретения является расширение области применения, увеличение быстродействия п упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, первый триггер, единичный вход которого подключен к выходу делителя частоты, управляющую схему «И», первый вход которой подключен к единичному выходу первого триггера, а второй вход — к выходу генератора тактовых импульсов, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу управляющей схемы «И», вход установки нуля — к выходу делителя частоты, а выход — к нулевому входу первого триггера, второй триггер, счетный вход которого подключен к выходу управляющей схемы «И», регистр выделения центра, соответствующие входы которого подключены к единичному и нулевому выходам второго триггера, схемы «И» считывания и схемы «И» записи.

Первые входы этих схем подключены к соответствующим выходам регистра выделения центра, а вторые — к выходам делителя частоты. Фотодатчики соединены с соответствующими входами регистра выделения центра через схемы «И» считывания, вторые входы которых соединены с выходом делителя частоты, и регистр памяти, каждый вход которого подключен к выходу соответствующей схемы «И» записи. Кроме того, в конкретном случае регистр выделения центра содержит в каждом разряде схему «И» прямого сдвига, схему «И» обратного сдвига и триггер, нулевой выход которого через схемы «И» прямого и обратного сдвига соединен с нулевыми входами триггеров двух соседних разрядов.

На чертеже изображено устройство определения центра предметов круглой формы, снимаемых роботом-манипулятором с движущейся ленты конвейера.

Фотодатчикп 1 располагаются над лентой конвейера 2, по которому двигаются предметы круглой формы 8. Выходы фотодатчиков 1 соединены с первыми входами соответствующих конъюнкторов 4 фотодатчиков, вторые входы которых объединены и подключены к выходу делителя частоты 5. Вход делителя частоты 5 подключен к выходу генератора тактовых импульсов б (ГТИ). Единичный вход триггера счета 7 подключен к выходу делителя частоты 5, а единичный выход — к первому входу конъюнктора 8, второй вход которого подключен к выходу ГТИ. Счетный вход счетчика 9 соединен с выходом конъюнктора 8, вход установки нуля — с выходом делителя частоты 5, а выход — с нулевым входом триггера счета 7.

Счетный вход триггера сдвига 10 подключен к выходу коныонктора 8. Регистр 11 выделения центра с числом разрядов, равным числу фотодатчиков, содержит в каждом разряде триггер 12, единичный вход которого соединен с

)5

25 зп

35 ао

65 выходом соответствующего конъюнктора 4 *oтодатчиков. Нулевой выход каждого триггера

12 через конъюнктор прямого сдвига И соединен с нулевым входом триггера последующего разряда, а через коныонктор обратного сдвига 14 — с пулевым входом триггера предыду. щего разряда. Конъюнкторы 18 всех разрядов подключены к единичному выходу триггера сдвига 10, а коныонкторы 14 — к нулевому выходу триггера сдвига 10. Единичные выходы триггеров 12 регистра 11 подключены к пер вым входам соответствующих коныонкторов записи 15, вторые входы которых подключены к выходу делителя частоты 5. Выходы коньюнкторов записи 15 подсоединены к соответствующим входам регистра памяти 1б.

Устройство работает следующим образом.

Линейка фотодатчиков 1 располагается пад лентой конвейера перпендикулярно направлению его движения. Число фотодатчиков п расстояние между ними определяются шириной ленты конвейера и требуемой точностью определения поперечной координаты центра предметов.

Фотодатчпкп реагируют на наличие предметов под ними. Если под какими-то из фотодатчиков проходит предмет, на их выходе устанавливается сигнал «1» (на чертеже эти фотодатчики заштрихованы), если предмет отсутствует — сигнал «0». Опрос состояния фотодатчиков производится с определенной частотой путем подачи импульсов опроса с выхода делителя частоты 5 на конъюнкторы 4.

Каждый опрос представляет собой как бы мгновенное сечение ленты конвейера с предметами плоскостью, перпендикулярной к поверхности ленты и проходящей через линейку фотодатчпков. Там, где эта плоскость пересекает предметы, на выходе фотодатчпков, расположенных над ними, устанавливается сигнал «1». Там, где предметы отсутствуют, на. выходе соответствующих фотодатчиков устанавливается сигнал «0». Так как скорость движения ленты конвейера известна, то можно подобр ать частоту импульсов опроса такой, чтобы за время прохождения предмета под линейкой фотодатчиков получить нужное число таких сечений.

Чем больше число опросов, тем точнее определяется продольная координата центра предмета. Импульс опроса открывает конъюпкторы 4, и информация о состоянии фотодатчиков заносится в регистр 11. Одновременно импульс опроса подается па конъюнкторы 15 и производится запись предыдущего состояния регистра 11 в регистр памяти 1б. Кроме того, импульс опроса обнуляет счетчик 9 п устанавливает триггер счета 7 в единичное состояние, в результате чего открывается конъюнктор 3 по первому входу. Импульсы ГТИ через него поступают íа счетный вход счетчика 9 и на счетный вход триггера сдвига 10. Частота этих импульсов намного больше частоты импульсов опроса. За время между двумя пмпульсамп опроса производится обработка информации в

455322 регистре 11. Сущность этой обработки зак.иочается в том, что содержимое регистра 11 сдвигается поочередно в одну и другую сторону на один разряд с одновременной конъюнкцией с предыдущим состоянием регистра. Число сдвигов соответствует диаметру предметов, снимаемых с конвейера.

В результате такой обработки стирается «ся информация о предметах, центры которых не находятся в данный момент под фотодатчикамп. Если же центр предмета находится под фотодатчиками, то после такой обработк в регистре выделений центра останется «1» в разряде, соответствующем фотодатчику, находящемуся над центром предмета. Управление сигналом осуществляет триггер сдвига 10. Под действием импульсов, поступающих на его вход, триггер сдвига устанавливается поочередно в единичное и нулевое состояние и открывает поочередно конъюнкторы прямого и обратного сдвига. За счет соответствующего соединения цепей сдвига с триггерами 12 регистра 11 одновременно со сдвигом выполняется конъюнкция.

Число сдвигов задается счетчиком 9, коэффициент пересчета которого устанавливается равным диаметру предметов, снимаемых с конвейера. Как только счетчик 9 заполняется, сигнал с его выхода опрокидывает триггер с.ета 7, конъюнктор 8 закрывается по первому входу, и прекращается подача импульсов ГТИ на триггер сдвига 10. Содержимое регистра выделения центра после обработки записывается в регистр памяти 1б. Номер разряда регистра памяти, в котором появляется «1», соответствует расстоянию от края ленты конвейера до центра предмета и определяет поперечную координату центра предмета, а момент появления «1» в регистре памяти соответствует моменту прохождения центра под линейкой фотодатчиков. Зная скорость конвейера, можно легко определить положение предмета на ленте в любой момент времени, что будет соответствовать продольной координате центра предмета. Для снятия предметов с ленты конвейера по сигналам, вырабатываемым в устройстве, достаточно иметь робот-манипулятор с тремя линейнымп степенями свободы (двп

25 зд

45 жение вдоль ленты, поперек ленты и вверх— вниз) с приводом на шагoBblx электродвигателях.

Предмет изобретения

Устройство определения центров круглых предметов для систем управления роботом-манипулятором технологического конвейера, содержащее блок ввода данных о местоположении предметов на ленте конвейера, выполненHbIH в виде фотодатчпков, и блок памяти, отличаюи1ееся тем, что, с целью расширения области применения, увеличения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, первый триггер, единичный вход которого подключен к выходу делителя частоты, управляющую схему «И». первый вход которои подключен к единичному выходу первого триггера, а вгорой — к выходу генератора тактовых импульсов, счетчик, счетньш вход которого подключен к выходу управляющей схемы «И», вход установки нуля — к выходу делителя частоты, а выход — к нулевому входу первого триггера, второй триггер, счетный вход которого подключен к выходу управляющей схемы «И», регистр выделения центра, соответствующие входы которого подключены к едшшчному и нулевому выходам второго триггера, схемы «И» считывания и схемы «И» записи, первые входы которых подключены к соответствующим выходам регистра выделения центра, а вторые — к выходам делителя частоты, причем фотодатчпки соединены с соответствующими входами регистра выделения центра через схемы «И» считывания, вторые входы которых соединены с выходом делителя частоты, и регистр памяти, каждый вход которого подключен к выходу соответствующей схемы «И» з .писи.

2. Устройство по п. 1, отличаю цееся тем, что регистр выделения центра содержит в каждом разряде схему «И» прямого сдвига, схему «И» обратного сдвига и триггер. нулевой выход которого через схемы «И» прямого н обратного сдвига соединен с нулевымш входами триггеров двух соседник разрядов.

455322 г,Т

Составитель Ю. Шецен

Тскрсд Г. Васильева

Корректор Т. Хворова

Редактор В. Левятов

Изд. М 1968 Тираж 760

ЦНИИПИ Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 125

Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли