Устройство для управления манипулятором

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 09.04.79 (21) 2749865/1 8.24с присоединением заявки М(23) Н риоритет(5 )М. Кл. 6 05 В 19/00В 25 д 9/00 ЪпуАарютакнный хвмнтат СССР по делан нзабретеннй н открытнйОпубликовано 23.05.82. Бюллетень М 19 Дата опубликования описания 2 З,05,82 Г.Г. Палагнкж, А.И. Палагнюк и Н.Н, Игнатенко(84) УСТР БУЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ 1Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при соэдании устройств для упрарления промышленными роботами с высокой точностьюпозиционирования,Известно устройство для управленияманипулятором, содержащее блок заданияпрограммы, приводы координат, датчикиположения и скорости и логический блокЬ 3.Однако это .устройство имеет низкуюОточность позиционирования.Наиболее близким по техническойФсущности к изобретению является устройство, содержащее по каждой регулируемой координате последовательно соединент 5ные первый сумматор, первый привод,исполнительный механизм н датчик положения, причем выход первого приводачерез датчик скорости подключен к первому входу первого сумматора, а такжевторой привод и блок задания программы,входы и первые выходы которого соединены соответственно с выходом датчика положения и вторым входом первого суьм 2матора каждой регулируемой координа ты (21.Недостатком известного устройства яв ляется низкая точность позицирования обусловленная изменением динамической жесткости основньтх узлов манипулятора и возбуждением паразит)тых автоколебаний и волновых процессов в упругой меха)1 ической системеБель 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 датчик 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 подключенчерез коммутатор к входу масштабногоусилителя, а выход второго сумматорасоединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого подсоединен 1 Ок первому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом блока заданияпрограммы, а выход - к входу второгопривода.На чертеже представлена функциональная схема устройства,Устройство содержит блок 1 заданияпрограммы, первые сумматоры 2, приводы 3, датчики 4 скорости, исполнительные механизмы 5, датчики 6 попожения, 20ключ 7, привод 8 схвата, элемементИЛИ 9, датчики 10 колебаний, полосовыефильтры 11, регулируемые усилители 12,детекторы 1 3, интеграторы 14, компараторы 15, вторые сумматоры 16, блоки 2517 эталонного сигнала, преобразователи18, коммутатор 19, масштабные усилители 20.Устройство работает следующим образом.30Колебания, возникающие в исполнительном органе манипулятора, регистрируюти преобразуют в электрический сигналдатчики колебаний 10, установленные вовзаимно перпендикулярныхосях меха 35низма схвата, и подают на вход полосовых фильтров 11 соответствующих каналовизмерения, Ширина полосы пропусканияфильтров 1 1 .определяется требуемымиусловиями помехозащищенности устрой40ства и выбирается относительно узкой.Верхняя граница полосы пропускания определяется наивысшей собственной частотой механической упругой системы, состоящей из исполнительного органа и меха 45, низма схвата без нагрузки, Сигналы свыходов полосовых фильтров 11 усиливаются регулируемыми усилителями 12,детектируются детекторами 13, усредняются интеграторами 14, время интегрирования которых зависит от выходного50напряжения каналов и определяется компараторами 15, сравнивается во вторыхсумматорах 16 с допустимыми значениями амплитуды, задающими блоками 17эталонного сигнала, после чего управляющее напряжение подается на управляющийвход электронного ключа 7 через элемент ИЛИ 9. На второй вход элемента 3 930256ИЛИ 9 подается напряжение с выходавторого канала, полученное аналогичнымобразом при измерении колебаний в вертикальном направлении. Только при отсутствии сигнала запрета на выходе обоихканалов и прн наличии команды с блока 1задания программы открывается ключ 7и срабатывает привод 8 схвата.Для задания требуемой точности позиционирования, которая может быть различна в зависимости от выполняемой манипулятором операции, в устройстве предусмотрено ручное управление величинойсигналов блоков 1 7 эталонного сигнала.Напряжение с выхода интегратора 14в обоих каналах воздействует через сум. -маторы 2 и уменьшает скорость движения манипулятора в направлении измерения. Так как интенсивность колебательныхсмещений (скорость их затухания определяется добротностью контура механической системы) различна в вертикальном игоризонтальном направлениях и зависитот нагрузки, скорость интегрирования винтеграторах 14 переменна и определяется величиной напряжения на выходах детекторов 13, которая посредством блоков 1 5управляет постоянной времени интегрирования. Возбуждение колебаний одновоеменно в двух направлениях приводит.к образованию сложной формы колебаний в си- теме, 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 регулируемых усилителей 12 обоих каналов, работающая только при условии, если наих входах одновременно появляются частотные составляющие сигналов. Этодостигается тем, что переменный сигналс выхода полосовых фильтров 11 усиливается с одновременным преобразованиемв постоянный преобразователями 18 иподается на коммутатор 19, Выходноенапряжение последнего через соответствующие масштабные усилители 20 управляеткоэффициентом усиления усилителей 1 2,,Коэффициент передачи масштабных усилителей 20 в каждом канале выбираетсяпропорциональным добротности своего механического контура в соответствии снаправлением измерения.Применение изобретения позволитисключить влияние динамической жесткости исполнительного органа на точность позиционирова ния манипулятора.5 930Формула 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, го компаратор и блок эталонного сигнала и последовательно соединенные датчик колебаний, полосовой фильтр, регулируемый усилитель, детектор, интегратор и второй сумматор, первый вход которого а 256 6подключен к третьему входу первого сумматора, а второй вход - к выходу блокаэталонного сигнала, выход масштабногоусилителя соединен с вторым входом регулируемого усилителя, первый вход которого подключен к входу преобразователя,выход детектора соединен через компаратор с вторым входом интегратора, приэтом по каждой регулируемой координатевыход преобразователя подключен черезкоммутатор к входу масштабного усилителя, а выход второго сумматора соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого подсоединен кпервому входу ключа, второй вход которого соединен с выходом блока заданияпрограммы, а выход - к входу второгопривода.Исто чники информации,принтяые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке Ио 2639703, кл. В 25 7 9/00,1978.2. Инструкция по эксплуатации программного робота -циклон-ЗВ"; (прототип).