Устройство для управления роботомманипулятором технологического конвейера

Устройство для управления роботомманипулятором технологического конвейера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i1) 45797О

Союз Советских

Социалистицеских

Респу6пик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.11.73 (21) 1967201/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.01.75. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 09.04.75 (51) М. Кл. G 05Ь 15/00

"ссударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иеооретений (53) УДК 621,3(088.8) и отиоытий (72) Авторы изобретения И. Л. Ерош, В. М. Малышко, С. М. Марьяновский и 1О. Г. Шецен (71) Заявитель Ленинградский институт авиационного приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

РОБОТОМ-МАНИПУЛЯТОРОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГ

КОН В ЕЙ ЕРА

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, в частности к системам, управляемым вычислительными устройствами, и может найти применение для управления роботами-манипуляторами, предназначенными для обслуживания технологических конвейеров в различных отраслях промышленности— приборостроении, станкостроении, металлургии и др.

Известно устройство управления робота-манипулятора, в котором реализован принцип жесткого программного управления. Устройство включает управляемые исполнительные двигатели поперечного и вертикального перемещения схвата робота, блок памяти в виде магнитного барабана с записывающими и считывающими головками.

Программа движений манипулятора разрабатывается следующим образом. До начала работы манипулятор, управляемый оператором, совершает цикл движений, необходимых для снятия изделия с определенной точки неподвижной ленты конвейера. При этом в памяти запоминается информация об ориентации в пространстве звеньев манипулятора. После записи конечного положения манипулятор повторяет эти движения автоматически.

Однако в известном устройстве отсутствуют средства сбора и обработки информации о внешней среде, в данном случае, о текущем расположении изделий на движущейся ленте конвейера. В связи с этим, изменение местоположения изделия на ленте конвейера приводит к отсутствию возможности снятия его с ленты, так как, работая по жесткой программе, манипулятор обеспечивает вывод схвата только в запрограммированную точку конвейером. Таким образом, робот-манипулятор не в состоянии обслуживать технологические кон10 вейеры, на которых изделия расположены произвольным образом.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей робота-манипулятора технологического конвейера и упрощение уст15 ройства. Устройство управления должно обеспечивать адаптацию робота-манипулятора к расположению изделий на движущейся ленте конвейера и последующее их снятие.

Поставленная цель достигается тем, что уст20 ройство управления с управляемыми исполнительными двигателями механизмов поперечного и вертикального перемещения схвата содержит линейку фотодатчиков, расположенную над конвейером, регистр сдвига, каждый

25 разряд которого соединен с соответствующим фотодатчиком линейки, два электронных коммутатора, генератор тактовых импульсов, двоичный и реверсивные счетчики, расширитель импульсов, шесть логических схем «И», 30 две схемы «НЕ», два триггера и две схемы

457970

«ИЛИ», причем единичный выход младшего разряда регистра сдвига связан с входами первой схемы «НЕ», реверсивного счетчика и одним из входов первой схемы «И», выход которой соединен с единичным входом первого триггера и одним из входов первой схемы «ИЛИ», выход которой подключен через первый электронный коммутатор к входу исполнительного двигателя механизма поперечного перемещения, выход первого триггера присоединен к первому входу, а выход первой схемы «НЕ» — ко второму входу второй схемы «И», выход которой связан с вторым входом первой схемы «ИЛИ», выходы фотодатчиков линейки подключены к соответствующим входам второй схемы «ИЛИ», выход которой соединен с единичным входом второго триггера и через вторую схему «НЕ» связан с первым входом третьей схемы «И», выход которой подключен к сдвигающему входу регистра сдвига, единичный выход второго триггера соединен с одним из входов четвертой схемы «И», выход которой через двоичный счетчик связан с первым входом пятой схемы «И», ее выход подключен к входу реверсивного счетчика, выход которого через расширитель импульсов связан с первым входом шестой схемы «И», выход которой через электронный коммутатор соединен с входом исполнительного двигателя механизма вертикального перемещения схвата, выход основной частоты генератора тактовых импульсов подключен к третьему входу второй схемы «И» и вторым входом третьей, четвертой и шестой схем «И», выход половинной частоты генератора тактовых импульсов соединен со вторым входом первой схемы «И», выход двойной частоты генератора тактовых импульсов связан со вторым входом пятой схемы «И».

На чертеже изображено устройство управления роботом-манипулятором.

Фотодатчики 1 располагаются над конвейером 2, по которому двигаются круглые изделия 3. Каждый фотодатчик соединен с соответствующим входом регистра сдвига 4. Единичный выход младшего разряда регистра сдвига соединен с первой схемой «НЕ» 5 и с одним из входов первой схемы «И» 6, второй вход которой соединен с выходом половинной частоты генератора тактовых импульсов (ГТИ) 7, а выход — с единичным входом первого триггера 8. Нулевой выход первого триггера подключен к одному из входов второй схемы «И» 9, второй вход которой подключен к первой схеме «НЕ» 5, а третий вход — к выходу основной частоты ГТИ. Выход второй схемы «И» 9 подключен к одному из входов первой схемы «ИЛИ» 10, второй вход которой подключен к выходу первой схемы «И» 6.

Выход первой схемы «ИЛИ» 10 подключен к электронному коммутатору 11, выход которого подключен к управляющим обмоткам исполнительного двигателя 12 (например, шагового электродвигателя) поперечного перемещения схвата манипулятора. Фотодатчики 1 соедине5

65 ны также с соответствующими входами второй схемы «ИЛИ» 13, выход которой соединен со второй схемой «НЕ» 14 и с единичным входом второго триггера 15. Выход второй схемы

«НЕ» 14 подключен к одному из входов третьей схемы «И» 16, второй вход которой подключен к выходу основной частоты ГТИ, а выход — к сдвигающему входу регистра сдвига 4.

Единичный выход второго триггера 15 подключен к одному из входов четвертой схемы

«И» 17, второй вход которой подключен к выходу основной частоты ГТИ, а выход — к входу двоичного счетчика пути 18. Выход счетчика 18 подключен к одному из входов пятой схемы «И» 19, второй вход которой подключен к выходу двоичной частоты ГТИ, а выход— к входу реверсивного счетчика диаметра 20.

Кроме того, вход счетчика диаметра 20 соединен с выходом младшего разряда регистра сдвига 4. Выход старшего разряда реверсивного счетчика диаметра 20 соединен с расширителем импульса 21, выход которого подключен к одному из входов шестой схемы «И» 22.

Второй вход шестой схемы «И» 22 подключен к выходу основной частоты ГТИ, а выход— к электронному коммутатору 23. Выход последнего соединен с управляющей обмоткой исполнительного двигателя 24 вертикального перемещения схвата манипулятора. Двухстепенной робот-манипулятор 25 со схватом 26 располагается над конвейером 2 в требуемом месте на некотором расстоянии от фотодатчиков 1.

Устройство работает следующим образом.

Линейка фотодатчиков 1 располагается над конвейером 2 перпендикулярно его движению.

Число фотодатчиков и расстояние между ними определяется шириной ленты конвейера и требуемой точностью определения местоположения изделия на конвейере.

Проследим управление поперечным перемещением схвата. В исходном состоянии схват манипулятора находится напротив крайнего фотодатчика. Двигаясь по конвейеру, изделие подходит к линейке фотодатчиков 1. Те из фотодатчиков, под которыми оно оказывается, срабатывают, и в соответствующие разряды регистра сдвига 4 записывается «1», Число разрядов регистра сдвига 4 равно числу фотодатчиков 1. В момент прохождения центра изделия под линейкой фотодатчиков число

«единиц», записанных в соответствующих разрядах регистра сдвига 4, станет максимальным и будет соответствовать диаметру изделия и его местоположению на конвейере. После прохождения изделия под фотодатчиками производится сдвиг информации в регистре сдвига 4 в сторону младших разрядов (определение момента начала сдвига будет рассмотрено ниже). Пока в младшем разряде «О» первая схема «И» 6 будет закрыта, а вторая схема «И» 9 через первую схему «НЕ» 5 и нулевой выход первого триггера 8 будет открыта для прохождения импульсов с выхода основной частоты ГТИ. При этом сдвигу информа457970 ции на один разряд в регистре сдвига 4 соответствует один импульс с ГТИ. Импульсы

ГТИ через вторую схему «И» 9 и первую схему «ИЛИ» 10 поступают на электронный коммутатор 11, управляющий исполнительным двигателем 12 поперечного перемещения схвата. Одному импульсу ГТИ соответствует перемещение схвата 26 на расстояние, равное промежутку между фотодатчиками. Как только в младшем разряде регистра сдвига 4 появляются «1», вторая схема «И» 9 закрывается через первую схему «НЕ» 5, а первая схема

«И» 6 открывается. Через нее на первую схему «ИЛИ» 10 и далее на электронный коммутатор 11 поступают импульсы вдвое меньшей частоты с выхода ГТИ. Теперь уже одному импульсу, поступающему на коммутатор 11, соответствует сдвиг информации в регистре сдвига 4 на два разряда. За время считывания всех «1», число которых соответствует диаметру, манипулятор пройдет путь, равный половине диаметра изделия. Первая же «1» с выхода первой схемы «И» 6 переводит первый триггер 8 в единичное состояние. При этом вторая схема «И» 9 закрывается по третьему входу и, когда в младшем разряде регистра сдвига опять появится «нуль», схват манипулятора двигаться уже не будет. Таким образом, регистр сдвига запоминает диаметр и местоположение круглого изделия на конвейере, а схват манипулятора перемещается в соответствии с содержимым младшего разряда регистра сдвига; если в нем записан «О», то схват перемещается на расстояние, равное расстоянию между фотодатчиками, а если

«1» — на половину этого расстояния, т. е. схват манипулятора выходит в точку, соответствующую поперечной координате центра изделия.

Определение второй (продольной) координаты в предлагаемом устройстве сводится к определению момента взятия изделия. Осуществляется это следующим образом. Как только изделие попадает в зону чувствительности фотодатчиков, на выходе второй схемы «И» 13 появляется «1», которая переводит второй триггер 15 в единичное состояние. Четвертая схема «И» 17 открывается, а третья схема

«И» 16 закрывается, предотвращая сдвиг информации в регистре сдвига 4. Через четвертую схему «И» 17 импульсы ГТИ основной частоты начинают поступать на счетчик пути

18, который имеет коэффициент пересчета, соответствующий расстоянию от фотодатчиков до манипулятора, т. е. «1» на выходе этого счетчика появится в тот момент, когда край изделия подойдет к манипулятору. Как только изделие выйдет из зоны чувствительности фотодатчиков 1, на выходе второй схемы «ИЛИ» !

3 окажется «О». Через вторую схему «НЕ»

14 откроется третья схема «И» 16, и импульсы ГТИ основной частоты пройдут на сдвигающий вход регистра сдвига 4. В процессе сдвига импульсы с младшего разряда регистра сдвига поступают на вход реверсивного счетчика диаметра 20, где информация о диаметре из5

65 делия хранится до момента появления «1» на выходе счетчика пути 18. В этот момент осуществляется реверс счетчика диаметра 20, открывается пятая схема «И» 19, и импульсы двойной частоты, поступающие с ГТИ, начинают списывать содержимое счетчика диаметра 20. Таким образом, счетчик обнулится в момент, когда центр изделия окажется точно под схватом манипулятора. Импульс с выхода диаметра 20 является сигналом для взятия изделия. Он поступает на расширитель импульсов

21. Расширенный импульс подается на шестую схему «И» 22 и его длительность определяет число импульсов, которые поступят на электронный коммутатор 23 и далее — на исполнительный двигатель 24 вертикального перемещения схвата 26. Изменяя длительность этого импульса, можно изменить высоту опускания схвата манипулятора в зависимости от высоты изделий, перемещаемых конвейером.

Предмет изобретения

Устройство для управления роботом-манипулятором технологического конвейера, содержащее управляемые исполнительные двигатели механизмов поперечного и вертикального перемещения схвата, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его функциональных возможностей, оно содержит линейку фотодатчиков, расположенную над конвейером, регистр сдвига, каждый разряд которого соединен с соответствующим фотодатчиком линейки, два электронных коммутатора, генератор тактовых импульсов, двоичный и реверсивные счетчики, расширитель импульсов, шесть логических схем «И», две схемы «НЕ», два триггера и две схемы

«ИЛИ», причем единичный выход младшего разряда регистра сдвига связан со входами первой схемы «НЕ», реверсивного счетчика и одним из входов первой схемы «И», выход которой соединен с единичным входом первого триггера и одним из входов первой схемы

«ИЛИ», выход которой подключен через первый электронный коммутатор ко входу исполнительного двигателя механизма поперечного перемещения, выход первого триггера присоединен к первому входу, а выход первой схемы «НЕ» — ко второму входу второй схемы

«И», выход которой связан с вторым входом первой схемы «ИЛИ», выходы фотодатчиков линейки подключены к соответствующим входам второй схемы «ИЛИ», выход которой соединен с единичным входом второго триггера и через вторую схему «НЕ» связан с первым входом третьей схемы «И», выход которой подключен к сдвигающему входу регистра сдвига, единичный выход второго триггера соединен с одним из входов четвертой схемы

«И», выход которой через двоичный счетчик связан с первым входом пятой схемы «И», ее выход подключен к входу реверсивного счетчика, выход которого через расширитель импульсов связан с первым входом шестой схе457970

Составитель И. Ерош

Техред Т. Миронова

Корректор А. Степанова

Редактор Е. Гончар

Заказ 883/10 Изд. № 469 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2 мы «И», выход которой через электронный коммутатор соединен со входом исполнительного двигателя механизма вертикального перемещения схвата, выход основной частоты генератора тактовых импульсов подключен к третьему входу второй схемы «И» и вторым входом третьей, четвертой и шестой схем «И», выход половинной частоты генератора тактовых импульсов соединен со вторым входом первой схемы «И», выход двойной частоты генератора тактовых импульсов связан со вторым входом пятой схемы «И».