Устройство для управления сборочным роботом

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВХ Свез СоветскнкСоциалистическихРеслублик 11875331 Фт(22) Заявлено 15. 02. 80 (21) 2884957/18-,24 с присоединением заявки Нов 6 05 В 11/00 В 25 д 13/00 Государственный коинтет СССР яо дмаи нзобретеннй н открытнйИзобретение относится к робототехнике и может быть использовано длясоздания роботов, осуществляющих сборку деталей типа вал-отверстие.Известно устройство для управления сборочным роботом, содержащее сумматор, шаговый двигатель, коммутатор, редуктор и дешифратор, которое не обеспечивает сборку деталей типа валотверстие 11 .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее пульт управления, первый элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик и по каждой координате Х, у, 1 исполнительный механизм, первый и второй элементы И, выходы которых подключены. ко входу коммутатора, выходом соединенного со входом шагового двигателя, причем вйходы 20 первого и второго элементов И координат Х и У подключены ко входам первого элемента ИЛИ, а выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И координат Х ,. У 7 (21Недостатком известного устройства является также невозможность примене-. ния его для сборки деталей типа валотверстиеЭО Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройстваЦель достигается тем, что устройство содержит элемент НЕ, второй элемент ИЛИ, второй реверсивный счетчик, элемент задержки, с третьего по две" .надцатый элементы И, пять триггеров, два дешифратора и по каждой координате Х, У, 2 датчик момента, через который вал шагового двигателя связан с исполнительным механизмом, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключе" ны соответственно ко входу и выходу первого триггера, соединенного выходом через последовательно подключенные первый реверсивный счетчик, первый дешифратор и пятый элемент И со входом второго триггера, пер-,ый выход которого подключен к первым входам шестого и седьмого элементов И, а второй выход - к первым входам вось-мого и девятого элементов И, выходы которых соединены соответственно с выходом шестого элемента И и вторыми входами третьего элемента И и первого реверсивного счетчика, и с выходом седьмого элемента И, и вторым входом четвертого элемента И, и третьим аходом первого реверсивного счетчика, выход второго элемента ИЛИ подключен через элемент задержки ко второму входу пятого элемента И и непосредственно ко входу третьего триггера, первый выход которого подсоединен ко вторым входам шестого и девятого элементов И, третьему входу пятого элемента И, а также вторым входом вторых элементов И координат Х и У , выход первого дешифратора соединен с пер - вым входом четвертого триггера, подключенного выходом к первому входу десятого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом пульта управления, а выход - через элемент НЕ с первыми входами одиннадца того и двенадцатого элементов И и непосредственно со вторым входом первого элемента И координаты Е, первый выход пятого триггера подключен ко второму входу одиннадцатого элемента Щ И, выходом соединенного с третьими входами первого и второго элементов И координаты Х, а второй выход пятого триггера подключен ко второму входу двенадцатого элемента И, выходом соединенного с третьими входами первого и второго элементов И координаты У, второй выход пульта управления подключен к первому и второму входам второго ревеРсивного счетчика, выход которого через второй дешифратор соединен со входом пульта управления, третий выход которого подключен ко второму входу второго элемента И координаты 1, выход первого элемента И координаты Е соединен с третьим и четвертым входами второго реверсивного счетчика, выходы датчиков момента координат Х и У подключены ко входам второго элемента ИЛИ, а выход датчика момента координаты Е - ко 49 второму входу четвертого триггера и входу пятого триггера.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройст"ва.45Устройство содержит генератор 1, координаты Х ,У ,Е ,2, 3, 4, соот-, ветственно, первые элементы И 5, вторые элементы И 6, коммутаторы 7, ша. говый двигатель 8, датчики 9 момента, исполнительные механизмы 10, первый и второй реверсивные счетчики 11 и12 соответственно первый и второй дешифраторы 13 и 14 соответственно, первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры 15,16,17,18 и 19 соответственно, пульт 20 управления, первый и второй элементы ИЛИ 21 и22 соответственно, элемент НБ 23, третий; четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, щФ одиннадцатый и двенадцатый элементы И 24, 25, 26,27,28, 29, 30, 31, 32 и 33 соответственно, элемент 34 задержки, схват 35 исполнительного органа робота. 65 устройство работает следующим образом.По первому выходу пульта 20 управления перемещения 2 на реверсивный счетчик 12 подается число импульсов, соответствующее величине гарантированного для сборки перемещения по 2, после чего деталь (вал), расположенная в схвате 35 робота, свободно перемещается в отверстия под действием силы тяжести. При подаче сигнала по второму выходу пульта 20 на прямом выходе десятого элемента И 3, появляется сигнал, по. - ступающий на второй вход первого эле; мента И 5 координаты Е 4. В результате импульсы с генератора 1 проходят через элемент И 5, коммутатор 7 на шаговый двигатель 8 перемещающий подвижную деталь, .например вал, расположенную в схвате 35 робота вниз по оси 1. При контакте деталей, что обусловлено несовпадением одной или двух горизонтальных осей, на выходе датчика 9 момента координаты Е 4 Формируется сигнал. Так как дальнейшее перемещение невозможно ввиду контакта деталей, то происходит закручивание торсиона датчика 9 момента..Положим, что контакт деталей произошел в правой полуплоскости, расположения осей Х, Ч. Сигнал с выхода датчика 9 момента координаты Е 4 поступает на вход четвертого триггера 18, изменяя его состояние, и через десятый элемент И 31, прекращая подачу импульсов с генератора 1 на вход привода координаты Е 4. В результате на оба входа одиннадцатого элемента И 32 подаются сигналы и он дает разрешение на работу привода координаты Х 2.Импульсы с генератора 1 через первый элемент И.5, так как второй и третий триггеры 16 и 17, находятся в нулевом состоянии подаются на комму" татор 7, приводя в движение шаговый двигатель 8, который через механизм 10 перемещает схват 35 робота с деталью (валом) в определенном направлении, например вперед, Триггер .17 определяет направление движения приводов: его нулевому состоянию соответствует движение Вперед, а единичному - назад, Одновременно с этим импульсы через элемент И 24, так как есть разрешение с элемента И 29, и триггер 15 со счетным входом с коэффициентом деления два, поступают на счетный вход счетчика 11. Так как перемещение вправо невозможно ввиду контакта деталей, то происходит закручивание торсиона датчика 9 момента координаты Х, который фиксирует останов, Формируя при этом сигнал на выходе. Этот сигнал через второй эле- мент ИЛИ 22 изменяет состояние триггера 17.направления. В результате импульсы с генератора 1 подаются через элемент И б на шину назад коммутатора 7, и начинается движение назад.На выходе дешифратора 13 сигналимеет место только при числе в счетчике 11 равном нулю. Так как на счетчик 11 подавался каждый второь 1 импульс, то после срабатывания датчи- . ка 9 момента после первого импульса число в счетчике 11 будет равно нулю. Сигнал с выхода дешифратора 13 подается на вход пятого элемента И 26. 10 на другие входы которого подаются сигналы с выхода элемента 34 задержки и триггера 17, что приводит к срабатыванию триггера 16 управления счетом счетчика 11. При движении назад 15 импульсы с генератора 1 поступают на счетчик 11 через элемент И 24, так как имеется сигнал на выходе элемента И 27, с коэффициентом деления два. Далее, при движении назад происхо- зО дит счет каждого второго импульса, При полном перемещении и контакте сопрягаемых деталей датчик 9 момента координаты Х выдает сигнал. В результате перемещения по оси Х число в счетчике 11 равно половине от-: клонения осей сопрягаемых деталей. Действительно, полное перемещение подвижной детали из одного крайнего положения в другое равно двойному отклонению осей,а в счетчик 11 подавался каждый второй импульс. После останова по сигналу с датчика 9 момента координаты Х через элемент ИЛИ срабатывает триггер 17. направления. Происходит реверс двигателя 8, так 35 как импульсы с генератора 1 на коммутатор 7 подаются через элемент И 5, Счетчик 11 начинает при этом работать в режиме вычитания, так как сигнал на него подаетсяпрямого. выхода 40 триггера 16 и инверсного выхода триггера 17 через элемент И 30. Причем происходит вычитание каждого импульса, поступающего на вход счетчика.11 уже через элемент И б координаты 2. таким образом, при перемещении на 4 э половину пути между крайними точками контакта деталей, т.е, сфвмещении осей у деталей, число в счетчике 11 будет равно нулю, и появится сигнал на выходе дешифратора 13, дающий команду на работу привода координаты 2.Рассмотрим, второй возможный случай взаимного расположения деталей после опускания вала приводом по 55 оси 2. Вал располагается в левой полуплоскости. При подаче сигнала на вход координаты Х 2 импульсы с генератора 1 через элемент И 5 координаты Х (схема в исходном состоя-. нии) подаются на вход коммутатора 7, в результате двигатель 8 перемещает схват 35 вправо. Счетчик 11 работат на сложение, так как управлщощий игнал на шину сложения подается с инверсных выходов триггеров 16 и 17через элемент И 29. На счетный входсчетчика 11 с генератора 1 подается каждый второй импульс. При полном перемещении вправо и контактедеталей появится сигнал на выходедатчика момента 9, изменяющий состо,яние триггера 17. В результате произойдет реверс двигателя 8, так какимпульсы с генератора 1 на вход коммутатора 7 подаются теперь через элемент И б координаты УЧисло в счетчике 11 равно половине пройденногопути. Далее схема работает описаннымвыше образом. Из счетчика 11 происходит вычитание каждого импульса. Иосле обнуления счетчика 11, что указавает на совмещение осей У, на выходе дешифратора 13 формируется сигнал,дающий команду на работу привода координаты У . Далее дается перемещение привода координаты 2,При появлении сигнала с дешифратора 13 срабатывает триггер 18, в результате на его прямом выходе появляется сигнал, и элемент И 31 от, крывает элемент И 5 координаты 4, пропуская тем самым импульсы с генератора 1 на двигатель 8 координаты. Происходит перемещение детали (вала) вниз до контакта фасок сопрягаемых деталей, При .контакте деталей срабатывает датчик 9 момента с координаты 2, В результате срабатывают триггер 18, отключающий через элементы 31 и 5 координаты 2, выход генератора 1 от входа координаты 2 4 и триггер 19, включающий через элементы И 33, И 5 координаты 2 3 привод оси У.После совмещения оси Х на выходе дешифратора 13 формируется сигнал, изменяющий состояние триггера 18 и тем самым через элементы И 31,и 5,подключая выход генератора 1 к входу двигателя 8 координаты 2. При пере" мещенин координаты 2 4 детали (вала) расположенной в схвате 35, счетчик 12 работает в режиме вычитания. При перемещении на величину, гарантированную для сборки (внесенное число импульсов в счетчик 12) на выходе дешифратора 14 формируется сигнал, ука" зывающий на окончание процесса сборки (конец), и разжатие схвата 35, после чего сборка происходит в результате перемещения вала в отверстии под действием силы тяжести. Применение предлагаемого устройства позволит осуществлять сборку деталей типа вал-отверстие в результате контроля переменного и не связанного с точкой отсчета системы координат робота перемещения, фиксации, оста- нова при контакте сопрягаемых деталей независимо от величины координатного перемещения и соответствующим управлением этими операциями;Формула изобретения Устройство для управления сбороч" ным роботом, содержаШее пульт управления, первйй элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик и по каждой координате Х,У, 2 исполнительный механизм, первый и второй элементы И, выходы которых подключены ко входу коммутатора, выходом соединенного со входом шагового двигателя, причем выходы первого и второго элементов И координат Х и у подключены ко входам, первого элемента ИЛИ, а выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И координат Х,У,2, о т л и ч а ю Ш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит элемент НЕ, второй элемент ИЛИ, второй реверсивный счетчик, элемент задержки, с третьего по двенадца тый элементы И, пять триггеров, два дешифратора и по каждой координате Х, У,2 датчик момента, через который вал шагового двигателя связан с исполнительным механизмом, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно .ко входу и выходу первого триггера, соединенного выходом через последовательно подключенные первый реверсивный счетчик, первый дешифратор и пятый элемент И со входом второго триггера, первый выход которого подключен к первым входам шестого и седьмого элементов И, а второй выход к первым входам восьмого и девятого элементбв И, выходы которых со" единены соответственно с выходом шестого элемента И и вторыми входами третьего элемента И, и первого реверсивного счетчика, и с выходом седьмого элейента И, и вторым входом четвертого элемента И, и третьим входом первого реверсивного счетчика, выход второго элемента ИЛИ подключен через элемент задержки ко.второму входу пятого элемента И и непосредственно ко входу третьего триггера,первый выход которого подсоединенко вторым входам шестого и девятогоэлементов И, третьему входу пятогоэлемента И, а также вторым входомвторых элементов И координат Х и У,выход первого дешифратора соединенс первым входом четвертого триггера, подключенного выходом к первомувходу десятого элемента И, второйвход которого соединен с первым выходом пульта управления, а выход -через элемент НЕ с первыми входамиодиннадцатого и двенадцатого элементов И и непосредственно со вторымвходом первого элемента И координаты 15 2 первый выход пятого триггера подключен ко второму входу одиннадцатого элемента И, выходом соединенногос третьими входами первого и второгоэлементов И координаты Х, а второй -Щ выход пятого триггера подключен ковторому входу двенадцатого элементаИ, выходом соединенного с третьимивходами первого и второго элементовИ координаты У, второй выход пульта д управления подключен к первому и второму входам второго реверсивногосчетчика, выход которого через второй дешифратор соединен со входомпульта управления, третий выход которого подключен ко второму входу второго элемента И координаты 2 выходпервого элемента И координаты 2 соединен с третьим и четвертым входамивторого реверсивного счетчика, выходы датчиков момента координат Х и Уподключены ко входам второго элемен-.та ИЛИ, а выход датчика момента координаты 2 - ко второму входу четвертого триггера и входу пятого триггера.40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Р 228761, кл.С 05 В 19/40, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР М 444162, кл,С 05 В 19/40, 1972875331 Составитель Е.ПолитовРедактор Г.Волкова Техред Л.Пекарь Корректор С.Шекм лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 з 9331/72Тираж 943 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушска