Устройство для управления манипулятором

Устройство для управления манипулятором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()930256

Союз Советсинк

Социалистических

Реслублин (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 09.04.79 (21) 2749865/1 8-24 с присоединением заявки М(23) Н риоритет(5I )Nl. Кл.

6 05 В 19/00

B25 J 9/00

1Ъаудадютакнный квинтет

СССР по делан нзабретеннй н открытнй (53) УДК 62-50 . (088.8) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания28.05.82 »

Г.Г. Палагнкж, А.И. Палагнюк и Н.Н. Игнатенко

1 (72) Авторы изобретения

43

3 1

Ф

Э 1;»

Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйств машиностроения (7!) Заявитель (54) vCTP ЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МАНИПУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при соэдании устройств для управления промышленными роботами с высокой точностью позиционирования.

Известно устройство для управления манипулятором, содержащее блок задания программы, приводы координат, датчики положения и скорости и логический блок1.Ц.

Однако это;устройство имеет низкую

10 точность позиционирования.

Наиболее близким по технической

) Ф сущности к изобретению является устройство, содержащее по каждой регулируемой координате последовательно соединен15 ные первый сумматор, первый привод, исполнительный механизм н датчик положения, причем выход первого привода через датчик скорости подключен к первому входу первого сумматора, а также второй привод и блок задания программы, входы и первые выходы которого соединены соответственно с выходом датчика по ложения и вторым входом первого сум2 ! матора каждой регулируемой координа ты j2).

Недостатком известного устройства яв ляется низкая точность позицирования обусловленная изменением динамической жесткости оснщвных узлов манипулятора и возбуждением паразит тык автоколебаний и волновых процессов в упругой мехаМической системе.,„

Бель изобретения - повышение точнооти устройства.

Бель достигается тем, что устройство содержит коммутатор, элемент ИЛИ и ключ и по каждой регулируемой координате преобразователь, масштабный усилитель, компаратор и блок эталонного сигнал и последовательно соединенные дат чик колебаний, полосовой фильтр, рагу лируемый усилитель, детектор, интегратор и второй сумматор, первый вход которого подключен к третьему входу первого сумматора, а второй вход - к выходу блока эталонного сигнала, выход масштабного усилителя соединен с вторым входом регулируемого усилителя, первый вход которого подключен к входу преобразователя, выход детектора соединен через компаратор с вторым входом интегратора, при этом по каждой регулируемой координате выход преобразователя подключен через коммутатор к входу масштабного усилителя, а выход второго сумматора соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого подсоединен tO к первому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом блока задания программы, а выход — к входу второго привода.

На чертеже представлена функциональ 15 ная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 задания программь|, первые сумматоры 2, приводы 3, датчики 4 скорости, исполнительные механизмы 5, датчики 6 попожения, 20 ключ 7, привод 8 схвата, элемемент

ИЛИ 9, датчики 10 колебаний, полосовые фильтры 11, регулируемые усилители 12, детекторы 13, интеграторы 14, компараторы 15, вторые сумматоры 16, блоки

17 эталонного сигнала, преобразователи

18, коммутатор 19, масштабные усилители 20.

Устройство работает следующим образом.

Колебания, возникающие в исполнительном органе манипулятора, регистрируют и преобразуют в электрический сигнал датчики колебаний 10, установленные во взаимно перпендикулярных осях меха35 низма схвата, и подают на вход полосовых фильтров 11 соответствующих каналов измерения. Ширина полосы пропускания фильтров 1 1 .определяется требуемыми условиями помехозашишенности устрой»

40 ства и выбирается относительно узкой.

Верхняя граница полосы пропускания определяется наивысшей собственной частотой механической упругой системы, состоящей из исполнительного органа и меха45 . низма схвата без нагрузки. Сигналы с выходов полосовых фильтров 1 1 усиливаются регулируемыми усилителями 12, детектируются детекторами 13, усредняются интеграторами 14, время интегрирования которых зависит от выходного

50 напряжения каналов и определяется компараторами 15, сравнивается во вторых сумматорах 16 с допустимыми значениями амплитуды, задающими блоками 17 эталонного сигнала, после чего управляю- 55 щее напряжение подается на управляющий вход электронного ключа 7 через элемент ИЛИ 9. На второй вход элемента

3 930256 4

ИЛИ 9 подается напряжение с выхода второго канала, полученное аналогичным образом при измерении колебаний в вертикальном направлении. Только при отсут» ствии сигнала запрета на выходе обоих каналов и при наличии команды с блока 1 задания программы открывается ключ 7 и срабатывает привод 8 схвата.

Для задания требуемой точности позиционирования, которая может быть различна в зависимости от выполняемой манипулятором операции, в устройстве пре дусмотрено ручное управление величиной сигналов блоков 1 7 эталонного сигнала.

Напряжение с выхода интегратора 14 в обоих каналах воздействует через сум.— маторы 2 и уменьшает скорость движения манипулятора в направлении измерения. Так как интенсивность колебательных смешений (скорость их затухания определяется добротностью контура механической системы) различна в вертикальном и горизонтальном направлениях и зависит от нагрузки, скорость интегрирования в интеграторах 14 переменна и определяет ся величиной напряжения на выходах детекторов 13, которая посредством блоков 1 5 управляет постоянной времени интегрирования. Возбуждение колебаний одновоеменно в двух направлениях приводит.к образованию сложной формы колебаний в cmcтеме, достигающих в импульсе значительных амплитуд, с явно проявляющейся крутильной составляющей колебаний в механизме схвата, влияющей на точность позиционирования. В связи с этим в устройстве предусмотрена автоматическая перестройка коэффициентов усиления регули руемых усилителей 12 обоих каналов, работающая только при условии, если на их входах одновременно появляются частотные составляющие сигналов. Это достигается тем, что переменный сигнал с выхода полосовых фильтров 11 усиливается с одновременным преобразованием в постоянный преобразователями 18 и подается на коммутатор 19. Выходное напряжение последнего через соответствующие масштабные усилители 20 управляет коэффициентом усиления усилителей 12. ,Коэффициент передачи масштабных усилителей 20 в каждом канале выбирается пропорциональным добротности своего механического контура в соответствии с направлением измерения.

Применение изобретения позволит исключить влияние динамической жесткости исполнительного органа на точность позиционирования манипулятора.

5 ОЗО

Формула изобретения

Устройство для управления манипулятором, содержащее по каждой регулируе мой координате последовательно соединенные первый сумматор, первый привод, исполнительный механизм. и датчик положения, причем выход первого привода через датчик скорости подключен к первому входу первого сумматора, а также 30 второй привод и .блок задания программы, входы и первые выходы которого соединены соответственно с выходом датчика положения и вторым входом первого сумматора каждой регулируемой координаты; !5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит коммутатор, элемент ИЛИ и ипоч, по каждой регулируемой координате преобразователь, масштабный усилитель, 2о компаратор и блок эталонного сигнала и последовательно соединенные датчик колебаний, полосовой фильтр, регулируемый усилитель, детектор, интегратор и второй сумматор, первый вход которого 2s

256 6 подключен к третьему входу первого сумматора, а второй вход - к выходу блока эталонного сигнала, выход масштабного усилителя соединен с вторым входом регулируемого усилителя, первый вход которого подключен к входу преобразователя, выход детектора соединен через компаратор с вторым входом интегратора, при этом по каждой регулируемой координате выход преобразователя подключен через коммутатор к входу масштабного усилителя, а выход второго сумматора соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к первому входу ключа, второй вход кото рого соединен с выходом блока задания программы, а выход — к входу второго привода.

Исто чники информации, принтяые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2639703, кл. В 25 У 9/00, 1 978.

2. Инструкция по эксплуатации программного робота циклон-3В"; (прототип) °

ВНИИПИ Заказ 3469/62 . Тираж 908 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4