Устройство для управления манипулятором

(5)5 ГОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ,3 13/00 ЗОБРЕТЕНИ ОПИСАН АВТОРСКОМУ ЫЪть ЬМ".:. ЛЬСТВУ 2(21) 4632669/08 .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МА- (22) 05.01,89. .:. НИПУЛЯТОРОМ(46) 15.08,92, Бюл, М 30:-,": (57) Использование: в робототехнике; Сущ- (71) Колпинское отделение Всесоюзного на-" . ность изобретения: устройство содержит учно-исследовательского и проектно-конст- ." первый задатчик сигнала, второй задатчик рукторского института металлургического -сигнала;переключатель","блок управления, машйностроения йм, А,И. Целикова :;,:. привод схвата, а также по коордийатам про- (72) О.И, Зементов, Л.К, Кегелес, ВМ Мат- : дольного и поперечйогоперемещения - ловеев, В.М.Орлов, Н,В.Скоркин,А.Д;Крайз-, гический блок, задатчик сигнала, блок ман, С,Б, Казачинер и Л.В. Некрасова ,.,управления, два порбговых-элемента",пере- (56) Белянин П,Н. Промышленные роботы, ,ключатель, два ключа; датчик -скорости и М.: Машиностроение, 1975, с. 124.: привод. 1 з,п, ф-лы. 4 ил.)Изобретение относится к автоматизацииИзвестно устройство, реализующеЕ в машиностроении и может быть использова- способ настройки правильной машины с зано для управления промышленными робота- . жимными головками перед измерением по- д ми и манипуляторами при передаче тяжелых казателей искривленности и скрученности.предметов. Однако устройство, отрабатывающееИзвестен промышленный робот, кото-перемещения по двум координатам(изгиб и рый позволяет производить настройку оси:кручение заготовки), попеременно позволя- ф сведения схэвата с осью предмета,смещен- -. ет исключить деформирование заготовки Ь ного вправо или влево, с помощью датчйка;:; при ее зажиме только по одной из коорди д представляющего собой комбинацию излу- натйеред мзмеренйемэадаййогд показатечателей и приемников световых пучков, пе- ля (искривленности или скрученности).ресекающихся под определенными углами. - Известно устройство для управления При смещении оси сведения схвата вправо манипулятором (промышленным роботом), или влево относительно оси предмета про- . содержащее привод схвата,"приводы происходит перекрытие различных световых . дольногоипоперечногоперемещениясдатйучков, что позволяет определлть направле- чиками-скорости.ние коррекции положения схвэтэ;Недостатком известного устройства явНедостатком устройства является ис- ляетсявозможностьсмещенияцилиндричепользованиенастройкиосисведениясхвата" ." ской заготовки при зажиме ее схватом только по одной координэте, э также воз- вследствие несовпадения оси произвольно можность использования его для горячйх расположенной заготовки с осью сведения заготовок, особенно находящихся в печах. схвата1754437 3Цель изобр,етения - повыаение надежности:устройства за счет йсключения смещениязаготовки схватом при ее зажиме.Укаэанная цель достигаетсятем; что устройство для управления манипулятором, 5 содержащее привод схватаи по координатампродольного и поперечного перемещения приводы, кинематицески связанные с датчикамискорбсти, дополнительно содержит первыйзадатчик сигнала, последова тельно соединенные второй задатчик сигнала, первый переключатель и первый . блок управления, а также по координатам продольного и поперечного перемещения первый и второй пороговые элементы, пер вый ключ, последовательно соединенные задатчик огранйченного момента и второй. .переключатель и последовательно соедй.ненные логический блок, второй ключ и второй.блокуправления, второйитретий входы 20 которого соединены .соответственно с пер. вым и вторым выходами второго переключателя, четвертый вход - с выходом первого ключа, а выход - с входом привода, выход каждого датчика скорости через первый и 25 второй пороговый элемент подключен к первбму и второму входу соответствующего логйческого блока, соединенного вторым выходом с первым входом йервого ключа, второй выход первого переключателя под ключен к третьему входу каждого логического блока и второму входу первого блока управлейия, выходы которого соединены с соответствующими входами привода схвата, а первый ивторой выходы первого задат чика сигнала подключены к второму входу каждого первого и второго ключа соответственно.Кроме того, логический блок содержитпервый элемент И, последовательно соеди ненные первый формирователь импульса и первый элемент ИЛИ, последовательно подключенные второй элемент И, элемент НЕ, третий элемент И и второй элемент ИЛИ., а также последовательно соединен ные элемент задержки и второй формирователь импульса, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, первый выход логического блока соединен с выходом первого элемента 50 ИЛИ, второй выход - с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход - с первым входом второго элемента И, второй вход - с первым входом первого элемента И, и третий вход - с входом первого формиро вателя импульса и элемента задержки и вторым входом первого ивторого элемента И, выход каждого из которых подключен к второму входу соответственно второго и первого элемента ИЛИ.. Применение описанного устройства позволит повысить надежность управления за счет исключения смещения заготовки схватом коррекцией положения приводов продольного и поперечного, перемещения относительно оси цилиндрической заготовки до полного ее зажима для удержания при транспортировании.На фиг. 1 представлена схема манипу- лятора; на фиг, 2; схема устройства управления манипулятором; на фиг. 3 - схема логического блока; на фиг, 4 - возможные схемы йсходного положения схвата и заготовки и направления коррекции положения приводовпродольного и поперечного пере- -мещения,:Для зажима заготовки 1 служит схват 2 манипулятора, которйй имеет механизмы 3 и 4 продольного и поперечного перемещения соответствейно; а также привод 5 схвата. Для управленйя последйим служит первый блок 6 управления сдвумя входами соединенными с цепью 7 задания ограниченного усилия зажима и цепью 8 задания полного усилия зажйма заготовки, коммутируемыми первым переключателем 9. При- вод 10 продольного перемещения и привод11 поперечного перемещения.кинематически связаны с датчиками 12 и 13 скорости соответственно.Вторые блоки 14 и 15 управления приводов продольного и поперечного переме-: щения имеют первые ключи 16 и 17 управления, вторые ключи 18 и 19 управления, а также задатчики 20 и 21 сигналов приводов продольного и поперечного перемещения соответственно. Указанные приводы имеют логические блоки 22 и 23, первые пороговые элементы 24 и 25 и вторые пороговые элементы 26 и 27 соответственно. Приводы манипулятора имеют первый задатчйк 28 и второй задатчик 29 сигналов управления, а также вторые переключатели 30 и 31 каждого из приводов продольного и поперечного перемещения.Каждый из логических блоков 22 и 23 имеет три входа и два выхода и состоит из первого и второго формирователей 32 и 33 импульсов, первого и второго логических элементов 34 и 35 ИЛИ. второго, первого и третьего элементов 36, 37 и.38 И соответственно, элемента 39 НЕ и элемента 40 задержки.Второй задатчик 29 сигнала последовательно соединен с первым переключателем 9, второй и первый выходы которого соединены соответственно с цепями 7 и 8 задания ограниченного и полного усилий зажима, подключенными к второму и первому входам первого блока управления соответст5 1754437 6венно. Входы первого 24 и второго 26 поро- и поперечного перемещения с помощью заговых элементов привода 10 продольного " датчиков 20 и 21, подключаемых вторыми перемещения и соответственно пороговых . переключателями 30 и 31 соответственно.элементов 25 и 27 привода 11 поперечного При этом устанавливается величина зада- перемещения соединены с датчиками 12 и 5 ния ограниченного момента, соответствую скорости, а выходы этих пороговых эле- щего моментуперемещения йри холостом ментов соединены с первым и вторым вхо- . ходе (без заготовки) каждому из приводов.дами каждого из логических блоков 22 и 23., Включение устройства в рабочий цикл соответственно для каждото привода. За-: производится первым переключателем 9, датчики 20 и 21 сигналов каждого привода 10 замыкающим цепь 7, по которой вторым засоединены с входами вторьгх переключате-датчиком 29 задается усилие ограниченного лей 30 и 31 соответственно, Первыевйходы - зажима первому блоку 6 управления приволотических блоков 22 и 23 последовательно да 5 схвата. Одновременно в. логических соединены с первыми входами вторйх клю- блоках 22 и 23 запускаются формирователи чей 18 и 19 управления и первыми входами 15 32 импульсов заданной длительности, вклювторых блоков 14 и 15 управлениясоответ- чающие первые ключи 16 и 17 управления, ственно, вторые и третьи входы которыхсо- .подающие от первого задатчйка 28 сигнал единены с первым и вторым выходами . задания пониженной скорости движения вторых переключателей 30 и 31, четвертые"Вперед" (около 5 - 10 О отноминальнойсковходы - с выходами первых. ключей 16 и 17, 20 рости) приводов 10 и 11 продольного и по- а вйходы - с входами регулируемйхприво-перечного перемещения.дов 10 и 11 соответственно. Вторые выходы "; .:;: Если реакция заготовки на усилйе-огра- логических блоков 22 и 23 соединены .пер- .ниченного зажима совйадает"Сйаправленивыми входами первых ключей 16 и 17.управ-:.:., ем "Вперед" приложенного ограниченного ления соответственно. Второй выход 25 момента какого-либо из приводов,то на первого переключателя 9 соединен с треть- . правлениеперемещения выбрано правиль. ими входами логических блоков 22 и 23;.но (на фиг. 4 направление продольногоПервый и второй выходы первого задат- :перемещения обозначено Я, направления . чика 28 сигнала подключен к вторым входампоперечного перемещения Ь).первых 16 и. 17 и вторых 18 и 19 ключей 30 По сигналам пороговых элементов 24 управления соответственно;.-.;",:,:"или 25 каждого из приводов перемещенийВ каждом из логических блоков 22 и 23: появляются сигналы на выходеэлемента 36 первый формирователь 32 соединен с пер-"., . И, что обеспечивает поддержание сигнала вым входомпервого элемента 34 ИЛИ, вто-.: - на выходе элемента 34 ИЛИ также и после рой элемент 35 И соединен с вторым входом 35 пропадания импульсана выходе формиро- элемента 34 ИЛИ и последовательносоеди:вателя 32, Таким образом, движение про-.нен с элементом 39 НЕ, первым входом должается до зажима заготоаки схватом, третьего элемента 38 И и первым входом. Если движение "Вперед" по какой-либо второго элемента 35 ИЛИ. Элемент 40 за-, из координат не было вследствие того, что держки последовательно соединен с вто направление реакции заготовки на усилия рым формирователем 33 и вторым входом. ."ограниченного зажимай йаправлениепритретьегоэлемента 38 И,Выходпервогоэле-ложения ограниченного моментане совйамента 37 И соединен с вторым входом вто-дали, то после пропадания импульсного рого элемента 35 ИЛИ. Первый вход:сигнала на выходе формирователя 32 при логического блока соединен с первым вхо отсутствии сигналов пороговых элементов дом второго элемента 36 И, второй вход 24 или 25 сигналыйавыходеэлементов 36 и блока - спервымвходомпервогоэлемента . 34 пропадают, а управляемые ими ключи 37 И, а третий вход - с входом первого управления 16 или 17 размыкаются. Далее формирователя 32, вторым входом второго: появляется сигнал на выходе элемента 40 элемента 36 И, входом элемента 40 задерж задержки логического блока 22 или 23, заки и вторым входом первого элемента 37 И;: держка времени которогопревышает длиПервый выход логического блока соединен .тельность импульса на выходе с выходом первого элемента 34 ИЛИ, а вто- ." формирователя 32. На выходе формироварой выход- с выходом второго элемента 35 теля 33 появляется импульсный сигнал, ко- ИЛИ. , 55 торый при наличии сигналов на выходеУстройство работает следующим обра- элемента 39 НЕ черезэлементы 38 И и 35 зом, ИЛИ производит замыкание ключа 18 упПеред включением устройства в рабо- равления или 19, включающих через блок 14 чем цикле производится настройка момен- управления или 15 привод 10 или 11 сооттов трогания приводов 10 и 11 продольного: ветственно в направлении "Назад" с пониженной скоростью, задаваемой задатчикомгический блок, второй Ключ и второй блок 28,уйравления,второйитретийвходыкоторогоЕсли движение "Вперед" не было по соединены соответственно с первым и втодвум координатам одновременно, то при от- рым выходами второго переключателя, четсутствии сигналов пороговых элементов 24 5 вертый вход - с выходом первого ключа, а и 25 аналогично описанномупроизводится выход - с.входом привода, вйход каждого замыкание ключей управления 18 и 19 и датчика скОрости через первый и второй по- включение приводов 10 и 11 "Назад" одно- роговыеэлементы подключен к первомуи временно,"- :. второму входам логического блока, соеди После сведения схвата с усилием огра ненного вторым выходом с первым входом ниченного зажима составляющие реакции первого ключа, второй выход первого пере- заготовки и усилия при приложении ограни- ключателя подключен к третьемувходу кажченного момента каждого привода направ- дога логического блока и второму-входу лены впротивоположные стороны, что не первогоблокауправления,выходыкоторого позволяет йродолжат. движейие, . 15 соединены с соответствующими входамиТаким образом обеспечиваются кор- привода схвата, а первый и второй выходы ректированные перемещения манипулято- первого задатчика сигнала подключены к ра по даум координатам для совпадения оси вторым входам первого и второго ключей сведения схвата с осью произвольно рас- соответственно,положенной цилиндрической заготовки. 20 2. Устройство по п.1, от л ич а в щ ееЗатем переключателем 9 замыкается с я тем, что логический блок содержит перцепь 8 задания полного усилия зажима пер- вый и второй элементы И, элемент НЕ, повому блоку б управления, который включает следовательно соединенйые первый и привод 5 схвата для зажима загоговки без второй элементы И, элемент НЕ, последовасмещения по опорной поверхности. 25 тельно соединейные первый одновибраторФ о р м у л а и з о б р е т е н и я . и первый элемент ИЛИ и последовательно 1, Устройство для управления манипу- подключенные элемент задержки, второй лятором, содержащее привод схвата, а так- одновибратор, третий элемент И и второй же по координатам продольного и, элемент ИЛИ,соединенныйвыходомспер поперечного перемещений привод, кинема вым выходом логического блока, второй вытическисвязаннййсдатчикомскорости,от- ход которого подключен к выходу первого л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыше- элемента ИЛИ, первый вход - к первому ния надежности устройства за счет исклю- входу первого элемента И,второйвход - к чения смещения заготовок. устройство первому входу второго элемента И, а третий содержит первый задатчик сигнала, после вход - к" входам первого одновибратора и довательно соединейные второй задатчик элемента задержки, а также к вторым вхосигнала, первый переключатель и первый дам первогоэлемента Ии второгоэлемента блокуйравления и по координатам продоль- И, соедийенного вцходом с вторым входом ного и поперечного перемещенйй - первый второго элемента ИЛИ, выход первого элеи второй пороговые элементы, первый ключ, 40 мента Йподключен к второму входу первого последовательно соединенные третйй за- элемента ИЛИ и входу элемента НЕ, выход датчик сигнала и второй переключатель, а которого соединен с вторым входом третье- также последовательно подключенные ло- го элемента И,1754437 О Редакто оставитель О. Зементоехред М,Моргентал орректор А.Коз андур Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 2852 ВНИИ зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10