Система для управления робототехнологическим комплексом

:В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕНТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робототехники с опытным производствомИнститута физики АН ЛатвССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 930254, кл, С 05 В 19/00, 1982.Робот промьппленный РФМ.Техническое описание, разд. 7,1979, с, 34-55,(54) СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ КОЮ 1 ЛЕКСОМ(57) Изобретение относится к робототехнике и позволяет контролироватькаждую операцию технологическогопроцесса сборки, включая промежуточные. Целью изобретения является расширение функциональных возможностейи повышение надежности выполнения каждой операции технологического процесса. Система содержит манипулятор, .его программно-логический блок, технологическое оборудование, блок информационных датчиков и логическоепериферийное устройство управления.Логическая система управления, получая синхронизирующие команды отсистемы программного управления манипулятором и информационных датчиков, анализирует протекание технологического процесса, формирует ивыдает управляющие команды на внешнееоборудование и в систему управленияманипулятором. При этом она позволяет формировать команды, длительность которых превышает длительность шага программы, и опрашивать датчики с необходимойдля завершения операции задержкой, что существенно расширяетфункциональные возможности комплекса. 4 ил.Изобретение относится к робототехнике и может быть использованов системах управления робототехнологическими комплексами обслужива)5ющими основное технологические обо"рудование, в частности сборочное,Цель изобретейия - расширение функциональных возможностей системыи повышение надежности выполнениякаждой операции технологическогопроцесса.На фиг, 1 представлена структурная схема системы; на фиг, 2 -электрическая функциональная схема 15 ее логического периферийного устройства управления; на фиг. 3 - частьпрограммно-логического блока, связанного с логическим периферийным устройством управления; на фиг. 4 - 2 О блок-схема алгоритма .программы.Система для управления робототехнологическим комплексом содержит манипулятор 1, блок 2 программного управления манипулятором, блок 3 25 исполнительных элементов, блок 4 информационных датчиков, логическое периферийное устройство 5 управления, пульт 6 управления, программно-логический блок 7, распределитель 8 ко манд, блок 9 управления, управляемый коммутатор 10, генератор 11 тактовых импульсов, блок 12 задержки, блок 13 анализа состояния манипулятора, вибрационные загрузочные устройства 14, 15 и.16, шибер 17, электромагнит 18 досылки, механизм 19, фиксирующий собранный узел, монтажныйцентр 20, датчик 21 наличия детали 1, датчик 22 наличия детали 11, датчик 23 наличия 40 детали 111, датчик 24 исходного положения шибера, датчик 25 рабочего положения шибера датчик 26 наличия детали 1 в монтажном центре, датчик 27 сборки деталей 1 и 11, датчик 28 сборки узла, ползун 29 с матрицей, ползун 30 с магнитом, электромагнит 31 сканирования, электромагнит 32 центрирования, Формирователь 33 отраженной команды У 1, формирователь 34 отраженной команды Р 2, Формирователь 35 отраженной команды Ф 4, Формирователь 36 команды перехода к программе В 2, реле 37 блокировки, резисторы К 38-43, конденсаторы С 44-49, одновибратор 50, элементы И55 51, 52, одновибратор 53, элементы И 54, 55, одновибратор 56, элементы И 57, 58, КБ-триггеры 59, 60, ЕКтриггеры 61, одновибраторы 62, 63 и 64, элементы И 65-68, элементы ИЛИ 69-73, узел 74 задания программ, узел 75 обучения, модуль 76 памяти, узел 77 поиска программы, узел 78 выбора программы, узел 79 отработки программ, узел 80 отработки команд,Система для управления робототехнологическим комплексом работает следующим образом (в случае технологического процесса по сборке узла из трех деталей).Программа процесса сборки хранится в программно-логическом блоке 7 блока 2 программного управления манипулятором и включает в себя последовательность выполнения команд при отработке цикла, а также условия перехода от команды к команде внутри цикла. Такими условиями являются окончание выполнения заданной команды манипулятором 1 и состояние исполнительных элементов блока 3 перед выполнением манипулятором 1 последующей команды.Перед началом работы комплекса манипулятор 1 устанавливают в исходное положение, После включения блока 2 программного управления манипулятором, манипулятор 1 переводится в положение захвата базовой детали 1. В зависимости от наличия детали на выходе внбрационного загрузочного устройства 14 с помощью датчика 2 1 наличия детали 1 подается команда в блок 2 программного управления ма-. нипулятором, Если базовая деталь 1 на выходе вибрационного загрузочного устройства 14 отсутствует, то сборочный комплекс останавливается и работа в автоматическом режиме возобновляется лишь при поступлении базовой детали и соответствующего срабатывания информационного датчика 21 наличия детали. Происходит захват детали 1 манипулятором 1, который переносит ее к монтажному центру 20 и устанавливает на позицию сборки. При этом часть схемы логического периферийного устройства 5 управления (одновибратор 53, элементы И 54, 55 н интегрирующая цепочка К.41 - С 47) обеспечивает выдачу команды о занятии базовой деталью 1 необходимого положения в монтажном центре 20 с задержкой, определяемой одновнбратором 53. Это устраняет прохождение в блок 2 программного управления манипуляторомз 1413 команды от информационного датчика 26 наличия детали в монтажном центре сразу при разжатии схвата манипулятора (ибо требуется время для занятия деталью 1 определенного положения в монтажном центре 20) . Если базовая деталь 1 не попадает в монтажный центр или не занимает в нем требуемого для сборки положения, то на выходе элемента И 55 появляется управляющий сигнал, который через элемент ИЛИ 71 поступает на вход КБ-триггера 59, что приводит к включению реле 37 блокировки шибера 17 и механизма 19, фиксирующего собранный узел. Кроме того, сигнал с элемента ИЛИ 71 через элемент ИЛИ 73 запускает одновибратор 64 который включает через элемент ИЛИ 72 находящийся в монтажном центра 20 ползун 30 с магнитом, при этом открывается сквозное отверстие и неправиль но установленная деталь 1 удаляется иэ монтажного центра 20 в специальную тару.Если деталь 1 в монтажном центре 20 установлена правильно (состояние на выходе элемента И 55 не измени-. лось), то блок 2 программного управ-: ления манипулятором по команде У 2 запрашивает датчик 22 о наличии второй сборочной детали 11 на выходе вибрационногозагрузочного устройства 15. Если деталь 11 отсутствует, сборочный комплекс останавливается до ее появления; если деталь 11 подана, то продолжается выполнение программы В 1. По команде У 3 от блока 2 программного управления манипулятором подается сигнал на фход КБ-триггера 59, выключается реле блокировки на включе ние исполнительного элемента 17. Срабатывает информационный датчик 25 рабочего положения шибера, который своим сигналом через время задержки, определяемое интегрирующей цепочкой К 38 - С 44 запускает одновибратор 62, включающий своим импульсом длинноходовой электромагнит 18 досылки детали Т 1. В момент включения этого электромагнита используется форсированный режим включения, Указанная задержка времени учитывает время, необходимое на раскрытие держателя детали 11 и ее наживление на базовую деталь.После срабатывания датчика 25 рабочего положения шибера на выходе элемента И 68 появляется сигнал,599включающий электромагнит 31 сконирования, который входит в состав мон"тажного центра 20, что повьппает вероятность сборки первой и второйдеталей,Схема задержки опроса датчика27 сборки деталей Т и 1 Т, реализованная на одновибраторе 56, элемен 10 тах И 57, 58 и интегрирующей цепочкеК 43 - С 49, позволяет получить информацию о результате сборки деталей1 и 11 по команде У 3 (с учетом времени, необходимого для срабатывания16 шибера 17, поступления детали 11 вмонтажный центр 20 и сборки первыхдвух деталей).Если детали 1 и 11 не собраны, тона выходе элемента И 58 появляется20 управляющий сигнал (с задержкой, равной длительности импульса одновибратора 56), который через элементИПИ 73 запускает одновибратор 64 ичерез элемент ИЛИ 72 включает ползун26 30 с магнитом. Отверстие в магнитномцентре 20 открывается, и детали 1и 11 удаляются в тару для несобранныхподузлов. В данном случае модулятор1 находится в исходном положении и30 выполнение программы Р 1 повторяется.Если сборка подузла завершена ус"пешно, то на обоих входах элементаИ 67 появляются соответствующие сиг-налы ( один по команде У 3, другойпри срабатывании датчика 27 сборкидеталей 1 и 11), что вызывает переключение элемента И 67 и включениечерез элемент ИЛИ 69 формирователя36 команды перехода к программе У 2,40 Производится опрос датчика 23о наличии детали 111 в вибрационномзагрузочном устройстве 16, В случаеотсутствия детали 111 робототехнологический комплекс не работает до46 тех пор,.пока не будет подана деталь111. При наличии детали 111 формирователь 35 отраженной команды У 4по команде датчика 23 наличия детали 111 подает сигнал в блок 2 прог 60 раммного управления манипулятором иразрешает продолжение работы, Команда У 4 обеспечивает через Б-входтриггера 60 включение привода ползуна29 с матрицей с временем задержки,определяемым цепочкой К 42 - С 48,и через элемент ИЛИ 72 включение привода ползуна 30 с магнитом, Оба ползуна перемещаются, и под собираемымузлом находится ползун 29 с матрицей, 5 14135Манипулятор 1 захватывает детальТ 11 и подает ее в монтажный центр 20,Подается команда У 5 в логическуюпериферийную систему 5 управления,включается электромагнит 32 центрибрования, который осуществляет предварительную установку собранного подузла по оси монтажного центра 20, запускается схема опроса датчика 28сборки узла. Если через время, определяемое одновибратором 50, сборкане произведена, то записывается отрицательный результат операции сборкив 1 К-триггер 61. При этом 1 К-триггер61 переключается и через элемент ИЛИ69 формирователь 36 команды переходак программе Р 2 выдает сигнал в блок2 программного управления манипулятором на отработку программы У 2,Сигнал на выходе 1 К-триггера 61 и,следовательно, на выходе формирователя 36 команды перехода к программеУ 2 изменяется лишь при поступлениисигнала с выхода элемента И 5225(в случае повторной неудачной попыткисборки) на С-вход ТК-триггера 6.1либо при поступлении на К-вход1 К-триггера 61 сигнала, подаваемогона включение механизма 19, фиксирую- Зощего собранный узел, с выхода элемен"та И 66 через элемент ИЗ% 70, Командана включение механизма 19", фиксирующего собранный узел, подается в томслучае, если на одном входе элементаИ 65 присутствует сигнал датчика 24исходного положения шибера, а на другой вход элемента И 65 поступает команда от датчика 18 сборки узла, свидетельствующая о завершении сборкидетали 111 с остальными деталями, Приэтом передается элемент И 65, чтовызывает запуск одновибратора 63,связанного с одним из входов элементаИ 66. При наличии на другом входеэлемента И бб сигнала команды У 5он переключается на время, определяемое длительностью импульса одновибратора 63, включая тем самым приводмеханизма 19 фиксирующего собранныйузел,Деталь 11 Т извлекается из монтажного центра 20 манипулятором 1 прикаждой отработке программы В 2. Еслидеталь 111 не собрана с подузлом, ееизвлекают одну, если узел собран правильно и зафиксирован механизмом 19,фиксирующим собранный узел, то мани-пулятор 1, за деталь Т 11 извлекает 99 6весь собранный узел и помещает его на выходной лоток комплекса. При этом манипулятор находится в исходном положении и в зависимости от того, какой сигнал имеется на выходе формирователя 36 команды перехода .к программе У 2, блок 2 программного управления манипулятором переводится на отработку программы У 1 либо Ф 2.В начале отработки программы У 1 блок 2 программного управления манипулятором выдает в логические периферийное устройство 5 управления команду 9 1, сигнал которой через элемент ИЛИ 71 переводит КБ-триггеры 59 и 60 в иЧходное положение и через элемент ИЛИ 73 одновибратором 64 через элемент ИЛИ 72 включает привод ползуна 30 с магнитом, а оставшиеся несобранными детали 1 и 11 удаляются в тару бракованных деталей.Формула изобретенияСистема для управления робототехническим комплексом, содержащая манипулятор, пульт управления, программно-логический блок, распределитель команд, блок задержки, блок анализасостояний манипулятора, управляемый компаратор, блок управления, генератор импульсов, блок исполнительных элементов, блок информационных датчиков, причем первый выход манипулятора соединен с входом блока анализа сос-. тояний манипулятора, второй выход манипулятора соединен с первым входом программно-логического блока, второй вход которого соединен с входом манипулятора и первым выходом блока уп: равления, третий вход соединен с выходом блока задержки, четвертый вход соединен с входом генератора импульсов, с выходом блока анализа состояний манипулятора и первым входом управляемого коммутатора, пятый вход программно-логического блока соединен с выходом пульта управле-. ния, шестой вход - с первым выходом управляемого коммутатора, седьмой вход - с выходом генератора импульсов, а выход программно-логического блока соединен с входом распределителя команд, первый выход которого соединен с входом блока задержки, второй выход соединен с входом блока управ.-. ления, второй выход блока управления соединен с вторым входом управляемого7 41 коммутатора, выходы блока исполнительных элементов соединены в соот" ветствующими входами блока информационных датчиков, о т л и ч а ю щ а яся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей системы и повышения надежности выполнения каждой операции технологического процесса, в нее введено логическое периферийное устройство управления, содержащее шесть одновибраторов, шесть интегрирующих цепочек, десять элементов И, пять элементов ИЛИ, два КБ-триггера, 1 К-триггер, формирователь команды перехода к программе У 2, три формирователя отраженных команд в реле блокировки исполнительных элементов, причем .вход первого одновибратора соединен с выходом первой интегрирующей цепочки, а выход первого одновибратора соединен с соответствующим входом блока исполнительных .элементов, выход первой интегрирующей цепочки соединен с первым выходом блока информационных датчиков и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второй вход первого элемента И - с первым выходом управляемого коммутатора, входами второго одновибратора и второй интегрирующей цепочки, первым входом второго элемента И, К-входом первого КБ-триггера и через первый нормально замкнутый контакт реле блокировки - с соответствующим входом блока исполнительных элементов, выход первого КБ-триггера соединен с обмоткой катушки реле блокировки, а его Б-вход - с К-входом второго КБ-триггера, с выходом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента ИЛИ, Б-вход второго КБ-триггера соединен с вторым выходом управляемого коммутатора, прямой выход первого КБ-триггера соединен .с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а его инверсный выход - с входом третьей интегрирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второй вход - с выходом третьего одновибратора, выход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а второй вход второго эле 3599 8мента ИЛИ соединен с вьмодом третьего элемента И, первый вход которогосоединен с выходом четвертого элемента И, а второй вход - с вторым входом 5второго элемента И и выходом четвертой интегрирующей цепочки, вход которой соединен с вторым выходом блокаинформационных датчиков, первый входчетвертого элемента И соединен с выходом второго одновибратора, а второйвход - с выходом второй интегрирующей цепочки, выход второго элементаИ соединен с первым входом четверто го элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом 1 К-триггера.авыход - с входом формирователякоманды перехода к программе В 2, выход которого соединен с восьмым вхо дом программно-логического блока,К-вход 1 К-триггера соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, первый входкоторого соединен с выходом пятогоэлемента И и через второй нормально 25 замкнутый контакт реле блокировки -с соответствующим входом блока исполнительных элементов, а второйвход пятого элемента И соединен стретьим выходом управляемого коммутаЗо тора и первым входом первого элементаИЛИ, второй вход которого соединен свыходом шестого элемента И, первыйвход которого соединен с третьим выходом блока информационных датчиков, авторой вход - с выходом седьмогоэлемента И, первый вход седьмого элемента И соединен с выходом четвертогоодновибратора, вход которого соединенс четвертым выходом управляемого ком О мутатора и входом пятой интегрирующейцепочки, выход которой соединен свторым входом седьмого элемента И,первый вход пятого элемента И соеди-.нен с выходом пятого одновибратора, 45 вход которого соединен с выходомвосьмого элемента И, первый вход ко-,торого соединен с четвертым выходомблока информационных датчиков, а второй вход восьмого элемента И - с пятям выходом блока информационных датчиков и первым входом девятого элемента И, выход которого соединен сосчетным С-входом 1 К-триггера, а второй вход девятого элемента И - с 55 выходом десятого элемента И, первыйвход десятого элемента И соединенс выходом шестого одновибратора,выход которого соединен с вторымвходом пятого элемента И, с соответ 9 1413599 Оствующим входом блока исполнительных датчиков, десятый вход программно- элементов, с пятым выходом управля- логического блока через формироваемого коммутатора и входом шестой . ель отраженной команды У 2 - с интегрирующей цепочки, выход которой седьмым выходом блока информационных5соединен с вторым входом десятого датчиков, одиннадцатый вход через элемента И, девятый вход программно- формирователь отраженной команды логического блока через формирователь В 4 - с восьмым выходом блока инфоротраженной команды У 1 соединен с мационных датчиков.шестым выходом блока информационных1413599 оставитель М. Любистковаехред М.Ходанич Корректор Н. Кор актор Ю, Петруш Заказ 4345 4/ изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 86 ВНИИПИ Государств по делам изобр 13035, Москва, ЖПодписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д.