Устройство для циклового программного управления

(21) 4188159/24-24 (22) 28. 01. 87 (46) 30.10.90, Бюл (75) Г.Г, Вочкянов (53) 621.503.55(08 (56) Авторское сви Р 497560, кл, С 05 етения повыш содер еьиежит бнный зици 8) ключятельвпюченля,рые могуткателей ил етельство СССРВ 19/02. ЦИКЛОВОГО ПР кж вт ер)ы машиноэлеме ты,равере:ны ва ологическом любокос четкотели ержя прин 3 ны объект 8 управления рябочиеорганы 9- которого снабжены приводами 2-14, конечные выключатели 1520, упрявляющие элементы 21, которыемогут быть выполнены в виде кулачков,толкателей или экрацируюнэх Ьлажков,в зависимости от конструкции применяемых конечных выключателей, неподвижные контакты 22-27, первый и второй поцвижные контакты 28 и 29, закрепленные на щеткодержателе 30, связанном с приводом 4, цепи 31-36 управления, первые резисторы 37-42,первые диоды 43-45, вторые диоды 4651, третьи диоды 52-57, вторые резисторы 58-63, резистор 64, управляемый контакт 65, якорь 66, П-образнаятраверса 67, кулачковый вял 68, толкатели 69-71, коммутационные элементы 72-1, 72-2, 72-3, 72-4, 72-5,ГОСУДАР;.ТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАММНОГО УПРАВЛЕ 1 ИЯ (57) Изобретение относится строению и может быть испо для управления сложным тех ким объектом, например ста го назначения, роботом, Цел Изобретение относится к машиностроению и может быть использованодля циклового программного управлениясложным технологическим объектом,например станком, промышленным роботом и другими технологическими установками,Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности,На фиг. 1 представлена блок-схемапредложенного устройства; на фиг.2 -его электрическая принциальная схема; на фиг.3 - вариант выполнения механической части устройства,Устройство 1 для циклового программного управления содержит блок2 управления, многопозиционный переключатель 3, привод 4, реле 5, переключатель 6 нагрузки, блок 7 включения. Кроме того, на чертежах показа" упрощение конструкции и надежности: Устройство лок управления, многопопереключятель, репе, пере- перегрузки, привоп реле управляющие элементы, кото быть в виде кулачков, толи экрянирующих фчяжков, а ыс и вторые диоды, первые еэисторы, коммутационные хряповое колесо, П-образсу упряээлягмэ иэ контакт, е щетки, эякреппенные на теле, связанном с приводом ленив,з,п. А-лы, 3 ил, 160334372-6, рукоятка 73, храповое колесо74, подпружиненная собачка 75, непод-,вижная ось 76, вертикальные направляющие,77.Чтобы диоды 52-57 использовать нетолько как элемент связи между реле 5и соответствующим конечным выключателем через щетку 29, но и как элементблокировки, обеспечивающей контрользавершенности соответствующих этаповцикла, последовательно с щеткой 28включен резистор 64, равный по величине резистору 37-42. Посколькуэти блокировки нужны при автоматической работе, а при наладочном ( ручном)режиме управления могут быть излишними, поэтому резистор 64 зашунтировануправляемым контактом 65. Управлениеконтактом 65 может быть ручным илиавтоматическим, реализуемым известными средствами. В частности, он может быть контактом переключателя нагрузки.В механической части устройства 25циклового программного управления(фиг.З блок 7 включения выполнен ввиде электромагнита, якорь бб которого закреплен на П-образной траверсе,67, концы которой являются опорами 30вращения кулачкового вала 68 переключателя 6 нагрузки. На валу 68 путемопределенной расстановки толкателей69 записана программа автоматической работы управляемого объекта. Толкатели 69 сопряжены с толкателями 70,71 коммутационных элементов 72-172-6 и управляемогб контакта 65 пере-ключателя 6. Толкатели 70 связаны сподвижными контактами или клапанами 40коммутационных элементов, а толкатели 71 - с защелками, если они имеются и служат для удержания коммутационных элементов во включенном состоянии,45 На валу закреплены рукоятка 73, щеткодержатель 30 и храповое коле" со 74, с которым взаимодействует подпружиненная собачка 75, установлен" ная на неподвижной оси 76. Храповой механизм, состоящий из храпового колеса 74, подпружиненной собачки 75, неподвижной оси 76, представляет собой простейший вариант конструкции движущего привода 4. П-образнаЯ траверса 67 установлена в вертикальных . направляющих 77 с возможностью воз" вратно-поступательного движения. Цикл работы управляемого объектасостоит из отдельных технологическихмикроопераций, например из элементарных движений рабочих органов: "вверх","вперед", "зажим" "вниз", "отвод",подвод и т р и оЦикл автоматической работы устройства циклового программного управле"ния состоит иэ основных этапов, реализующих упомянутые микрооперации,и. вспомогательных этапов, предназначенных для реализации нужд самойсистемы управления. К вспомогательнымотносятся такие этапы, как "Пуск цикла", "Включение задержки", т,е, выдержки времени "Проскок", во времякоторого происходит пропуск некоторых этапов общего цикла, "Стоп цикла", "Возврат устройства в исходноесостояние" и др,Цикл работы документально представляется в виде циклограммы, т,е. графически или в виде таблицы - перечняэтапов цикла в том порядке, в какомони будут реализованы на практике.Согласно циклограмме подключаютсяцепи 31-36 управления к многопозиционному переключателю 3 и распределяются толкатели 69 по поверхности кулачкового вала 68,Кроме этого, для каждого управляе"мого объекта составляется программаблокировок, в соответствии с которойвводятся в блок 2 управления диоды 4345 и другие элементы блокировки. Программа блокировок определяет условия;при которых реализуется циклограмма,т.е. условия, при которых работа наобъекте будет безопасной, безаварийной и качественной.Вспомогательные этапы здесь не рассматриваются подробно потому, что,во-первых, эти этапы Ьцзически реализуются также, как и основные этапы,во-вторых, эти этапы и средства ихреализации являются известными длявсех управляющих устройств. Блок 2 управления состоит из цепей 31-36 управления, каждая из которых обеспечивает управление опреде-" ленным этапом цикла, отдельной микро- операцией. Каждая цепь управления имеет конечный выключатель, т.е. ограничитель ее действия. В традицион- ных релейных схемах конечные выключатели непосредственно или через средства размножения сигналов включеНа фиг.2 цепь 31 упранления подключена к контакту 22, я ее конечный выключатель 17 - к контакту 23, цепь 32 подключена к контакту 23, а ее выключатель 19 - к контакту 24 и т,д., т.е. цепь управления подключена к одному контакту, а ее конечный выключатель - к соседнему. 15Чтобы указать на принадлежность конечных выключателей 15-20 цепям 31-36 управления, личин связи конечных выключателей 15-20 с диодами 52- 57 расположены на чертеже вблизи тех 20 цепей, которым они принадлежат, действие которых они ограничивают.Конечные выключатели здесь, как и в известных системах управления, ис" пользуются не только как ограничите ли в собственных цепях управления, но и как элементы блокировки в других цепях. Например, конечный выключатель 19 является конечным выключателем для цепи 32 управления и использует ся как элемент блокировки в цепи 34 управления посредством диода 45.В качестве конечных выключателей используются це только путевые датчики (фиг.1), но и другие дискретные датчики, так называемые реле давления., времени, скорости, счета и др,Устройство работает следующим образом.Приводом 4 вручцую, с помощью рукоятки 73 или автоматически устанавливают переключатели 3 и б и определенную позицию, которая имеет це только номер, цо и наименование .той микрооперации, которая может быть здесь 45 (в этой позиции) реализована, Установка переключателя б нагрузки н определенную позицию есть це что иное, кяк выбор или подготовка к включению определенного привода 12, 13 или 14 объ екта 8 управления. Одновременно многокомпоэиционньй переключатель 3 подключает к реле 5 соответствующую цепь управления и ее конечный выключатель.Если имеющиеся н цепи управления 55 блокировки не препятствуют прохожде" нию управляющего сигнала, то реле 5 включается и включает блок 7 включения, срабатывание которого обеспе 40 5 160334 ны в свои цепи управления, т.е. в цепи, действие которых они ограничивают. Здесь же конечные выключатели 15-20 ни прямо, ни косвенно не соединены со своими цепями.5 3 6чивает передачу энергии через переключатель 6 нагрузки на выбранный привод, например на привод 14. привод 14,получив энергию, начинает работатьи сообщает необходимое движение рабочему органу 9 который, совершив необходимую работу, нажмет на конечныйвыключатель 15, который выключит ре"ле.5 и тем самым выключит блок 7"включения и привод 14.Для рассмотрения более детальнойработы устройства предположим, чтообъект 8 - это промробот в виде рукис захватом, Рука может совершать следующие движения: вперед, назад с помощью привода 12, вверх, вниз с помощью привода 13 и зажим и раэжим рабочего органа 9 с помощью привода 14.Поскольку приводы 12-14 ренерсивные, то переключатель 6 нагрузки имеет по паре коммутационных элементов72-1 - 72-6 для включения каждогопривода. Поскольку приводы 12-14пневматические, то коммутационныеэлементы 72 выполнены н виде клапанов,соединенных с одной стороны с источником сжатого воздуха, а с другой -с соответствующими входами приводов -пценмоцилицдрон,После установки переключателей 3,6 рукояткой 73 н первую позицию и подачи напряжения ця клемиь "+", - реле 5 включается по цепи: "+",6428, 22,37,31,46,5,29,23,53,17,60,"-". Реле 5 включает электромагшп блока 7 включения, якорь бб которого сообщает. траверсе 67 и кулячкоьому валу 68 движение вверх, при котором соответствующие толкатепи 69 нажимают ца толкатели 70 коммутационного элемента 72-1 и управляемого контакта 65. Коммутационный элемент 72-1 открывается и включает привод 13, контакт 65 замыкается, Привод 12 посредством рабочего органа 10 перейещает захват робота внерх. В начале хода вверх конечный выключатель 18 освобождается, т.е. замыкается,. однако "минус" с его выхода це прервет подачу управляющего сигнала через цепь 31 управления, так кяк поданный через контакт 65 сигнал положительный закроет проход более слабому отрицательному сигналу, ослабленному резистором 60, Таким образом, контактом 65 нейтрализуется блокировка через диод 52 от выключателя 8. Так нейтрализуются блокиров 160334340 455055Ф кй"через диоды 52-57 при управлении реверсивными, следующими друг за другом ходами при автоматической работе.В конце. хода рукИ робота вверх нажимается, т.е. размыкается выключатель 17, который прерывает питание. реле 5 от клеммы "-" и, тем самым, выключает .его. Реле 5 выключает электромагнит блока 7. Якорь 66, траверса 67 скулачковым валом 68 под действием своей тяжести .опускаются в исходное положение, при этом храповое колесо 74 зацепляется очередным зубом за подпружиненную собачку 75 и поворачивается на один шаг вместе с валом 68 и щетками 28,29, Таким образом, вал 68 и щетки 28,29 переведены во вторую позицию. Коммутационные элементы 72-1 и управляемый контакт 65 возвращаются в исходное состояние под действием своих возвратных пружин.Во второй позиции реле 5 включается по цепиф "+",64,28,23,38,32,47, 5,29,24,54,19,62,"-". Механизм устройства 1 срабатывает так же, как и в первой позиции, в результате чего соответствующим толкателем 69 будет включаться клапан - коммутационный ,элемент 72-5, через который энергия подается на привод 12. Последний посредством рабочего органа 11 подает захват робота вперед. В конце хода руки робота вперед срабатывает конечный выключатель 19, который прерывает питание реле 5 от клеммы "-", т.е. выключает его. После отключения реле 5 механизм устройства возвращается в исходное положение, а вал 68 и щетки 28,29 устанавливаются в третью позицию. Описанные включения реле 5 в первой и во втброй позициях состоялись, так как конечные выключатели 16,20 были нажаты, т.е. разомкнуты, и тем самым "разрешали" включение реле 5 через цепи 31, 32 управления. Если бы выключатель 16 бып замкнут, то ток от резистора 38 почти весь прошел бы через диод 44, выключатель 16, резистор 59 на клемму "-", а не через реле 5, так как сопротивление реле (входное сопротивление, если реле 5 электронное) в несколько раз больше сопротивления резистора 59. Таким образом, блокировки через диоды 43-45, а также через диоды 52-57 осуществ 10 15 20 25 ЗО 35 ляются путем шунтирования высокоомного реле 5 малым сопротивлением,В третьей позиция реле 5 включается по цепиф "+"64,28,24,39,33,48,5, 29,25,55,58,"-". Здееь включается привод 14 зажима захвата робота, Когда захват надежно зажат, срабатывает, т.е. замыкается выключатель 5, через который "плс" подается на катод диода 55 и запирает его, в результате реле 5 выключается.В последней позиции реле 5 включается по цепиф "+"64,28,27,42,51,5, 29,22,52,18,61,"-", Здесь совершается ход руки робота вниз посредством клапана - коммутационного элемента 72-2 и привода 13. Это реверсивный ход относительно хода, управляемого цепью 31,.поэтому при включении первого хода робота потребовалась нейтрализация блокировки через диод 52.Если какой-нибудь этап цикла не завершен, т.е, реле 5 отключится до срабатывания конечного выключателя цепи, с которой оно в данный момент соединено, то следующий этап не начнется, так как этот не сработавший конечный выключатеЛь через соответствующий диод 52-57 блокирует реле 5 в следующей гозиции; Например, если бы не завершился первый этап, то во второй позиции реле 5 не включилос бы иэ-за блокировки цепи, состоящей из диода 53, выключателя 17 и резистора 60, в которой выключатель 17 замкнут, так как не нажат иэ-за неза вершенности хода руки робота вверх. Формула иэ обр етения 1. Устройство для циклового программного управления, содержащее много" позиционный переключатель .управления, щеткодержатель которого механически связан с подвижной частью переключа" теля нагрузки и валом, подключенного к блоку включения, выход которого соединен с входом переключателя,на" груэки, а вход " с выходом промежуточного реле, вход которого соединен с первым подвижным контактом многопозиционного переключателя управления, второй подвижной контакт которого подключен к первому выходу блока пнтания, к неподвижным контактам много- позиционного переключателя управления подключены и цепей управления, каждая из которых содержит последовательносоединенные первый резистор и первый диод, подключенный к входу промежуточного реле, выход конечных выключателей соединен через второй диод в соответствии с заданной программой управления с выходом соответствующей цепи управления, о т л и ч а ю щ е е" с я тем, что, с целью упрощения кон", . струкции и повышения надежности, в него введены третьи диоды, входами соединенные с выходами конечных выключателей, а выходами - с соответствующими неподвижными контактами много- позиционного переключателя управле- ниО, причем перВый и второй подвижныеконтанты, закрепленные на щеткодержатепе, подключены к соответствующейцепи управления и к выходу, соответ"ствующему этой .цепи управления, тре"тьего диода. 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между первым входом блока питания и вторым подвижным контактом многопозиционного переключателя, управления включен резистор, параллельно которому подключены управляемые нормально разомкнутые контакты,1603343 еФис.З Составитель Е. Волкоедактор И. Келемеш Техред ЛСердюкова орректор С. Шекмар к изводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гага 384Государ Тираж 670 венного комитет 113035, Москва, 4 РВ Ю Подписноепо изобретениям и открытиям при Г