Устройство для управления многозвенным манипулятором

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании многокоординатных манипуляторов. Цель изобретения состоит в упрощении устройства за счет исключения вычислительной машины из контура управления многокоординатным манипулятором. Устройство содержит многокоординатный исполнительный орган, состоящий из первого звена, промеясуточных звеньев и последнего звена с установленным на нем схватом, блок обучения, блок памяти, блок переключения режимов, блок записи программ, переключатель, два задатчика сигнала, ключи, программоноситель , блоки считывания, блок записисчитывания, стирающий блок, приводы исполнительного органа по каждой регулируемой координате. Программоноситель кинематически связан с приводом первой регулируемой координаты. Устройство позволяет оператору при движении многокоординатного исполнительного органа манипулятора по сложной траектории управлять только движением одного - последнего звена со схватом, а все остальные звенья повторяют запомненные движения этого звена с учетом соответствующих поправок . 2 ил. ш- (Л ю ел

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 3 .Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,3

1 л 1

13„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3859263/25-08 (22) 25.02.85 (46) 15.09.86. Бюл. В 34 (72) A.Ä.Николенко (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 490083, кл. G 05 В 19/40, 1973.

Патон Б.Е. и др. Промышленные роботы для сварки. Киев: Наукова думка, 1977, с. 121. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОЗВЕННЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании многокоординатных манипуляторов. Цель изобретения состоит в упрощении устройства за счет исключения вычислительной машины из контура управления многокоординатным манипулятором. Устройство содержит многокоординатный исполнительный

„„SU, 1257613 А I орган, состоящий нз первого звена, промежуточных звеньев и последнего звена с установленным на нем схватом, блок обучения, блок памяти, блок переключения режимов, блок записи программ, переключатель, два задатчика сигнала, ключи, программоноситель, блоки считывания, блок записисчитывания, стирающий блок, приводы исполнительного органа rio каждой регулируемой координате. Программоноситель кинематически связан с приводом первой регулируемой координаты.

Устройство позволяет оператору при движении многокоординатного испол- ф кительного органа манипулятора по сложной траектории управлять только движением одного — последнего звена со схватом, а все остальные звенья повторяют запомненные движения этого звена с учетом соответствующих поI правок. 2 ил.

40

1l 12576

Изобретение относится к робататехнике и может быть использовано при создании многакаардинатных манипуляторов.

Целью изобретения является упро- 5 щение устройства эа счет исключения вычислительной машины из контура управления многакоординатным манипулятором. На фиг. 1 представлена кинематическая схема манипулятора; на фиг. 2функциональная схема предлагаемого устройства.

На фиг. 1 обозначены корпус 1, первое звено 2, промежуточные звенья

3, последнее звено 4, схват 5, а на фиг. 2 — блок 6 обучения, блок 7 памяти, блок 8 переключения режимов, блок 9 записи программы, переключатель 10, первый и второй задатчик 20

11 и 12 сигнала соответственно, ключи 13, программонаситель 14, блок

15 считывания, блок 16 записи-считывания, стирающий блок 17, приводы

18, датчики 19 угла, усилители 20, двигатели 21 и сумматоры 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии манипулятор установлен против рабочей зоны. Зве- З0 но 2 полностью втянуто, звенья 3 и 4 ьытянуты в прямую линию. Блок 7 памяти и ключи 13 переключены в режим

"Обучение", задатчик l2 находится в нейтральном положении, задатчик 11 установлен в положение, когда с него снимается нулевой сигнал. Стирающий блок 17 при работе устройства включен постоянно.

Для ввода в зону манипулятора оператор переводит задатчик 12 в положение "Ввод, в результате чего формируется положительный сигнал постоянной величины, который поступает на ключ l3. Далее этот сигнал подается на блок 7 памяти, который запоминает его, а также на первый вход переключателя 10 и первый вход блока 16 записи-считывания, переводя последний в режим записи поступающей па второму входу информации на программонаситель 14. Переключатель 10 подключает свой третий вход непосредственно к первому и второму выходам. Кроме того, положительный сигнал с первого выхода ключа 13 подается на стабилизированный электропривад 18 звена 2. В результате зто звено начинает вьдвигаться са скоростью v, вводя цепочку звеньев

3 и 4 в рабочую зону. Вместе со звеном 2 начинает перемещаться с той же скоростью относительна блоков

15-17 (закрепленных на корпусе 1) связанный с ним праграмманаситель 14.

Оператор, визуальна контролируя положение звена 4, направляет его па заданной траектории движения. Для этого он посредством задатчика 11 формирует аналоговый сигнал, поступающий на ключ 13. Этот сигнал с ключа 13 падается одновременно на другой канал блока 7 памяти для запоминания, а также на третий вход переключателя 10. Переключатель 10 направляет этот сигнал на привод 18 звена 4, который отрабатывает заданный поворот, и в результате звено 4, поворачиваясь на соответствующий угол, ложится на заданную траекторию (сигнал поступает на вход сумматора

22, на второй вход которого подается сигнал с датчика 19. и формируемый таким образом разнастный сигнал через усилитель 20 подается на двигатель 21 для обеспечения поворота звена 4). Одновременно сигнал, поступающий по входу переключателя 10, падается через его выход на второй вход блока 16 записи-считывания, работающего в режиме записи. В результате данный аналоговый сигнал записывается на движущийся со скоростью v праграммоноситель 14 и поочередно с задержкой во времени c., считывается блоками 15 считывания. где i — номер звена (i = 2, k — 1); — длина звена; г — скорость движения конечного звена 2.

Каждый i-блок 15 считывания вьдает считанный с задержкой с; сигнал на соответствующий привод 18 звена 3, находящегося на i-м месте в кинематйческай цепочке звеньев 3, начиная ат звена 4. TBKHM образам, промежуточные звенья 3 поочередно по мере ввода в рабочую зону отрабатывают движения звена 4 и движутся по одной и той же траектории, пройденной звеном 4. Действительно, пусть в некоторой точке Л рабочей зоны необходиПР»» выходе к целевой точке манипулятор останавливается на необходимое время посредством перевода задатчика 12 в нейтральное положение, что приводит к остановке движения звена 2.

Для вывода из рабочей зоны манипулятора по той же траектории, по которой осуществляется ввод. оператор переводит эадатчик 12 в положение "Вывод". Задатчик 12 формирует отрицательный сигнал, который через кл»оч 13 поступает для записи на блок 7 памяти, а также на вход привода 18 звена 2, на, первый вход переключателя 10 и первый вход блока 16 записи-считывания. По этому сигналу 40 звено 2 начинает. втягиваться с постоянной скоростью ч, переключатель

10 подключает свой второй выход к второму входу,, отключая второй вход и первьв» выход, а блок 16 записисчитывания переводится в режим считывания информации, ранее записанной на программоносителе 14. Блок 16 записи-считывания, работаюший в режиме считывания, передает считываемый с программоносителя 14 сигнал через свой первый выход, второй вход и второй выход переключателя 10 на вход привода 18 звена 4. Так как программоноситель 14 начинает двигаться в обратную сторону вместе со звеном 2 со скоростью - ч, блоки 15 считывания и блок 16 записи-считыва35

3 12576 мо для обхода препятствия совершить поворот звена. Оператор доворачивает звено 4 в этом месте на необходимый угол рс, и оно движется дальше. Через и интервал времени в окрестность этой точки войдет второе звено 3, на которое будет подана команда поворота на угол о, и оно совершит такой же поворот, обходя препятствия аналогично звену 4. При этом поворот 10 второго звена 3 на угол о», вызовет нежелательный поворот звена 4 на тот же угол ° Оператор для компенсации этого поворота доворачивает звено 4 на контругол -L. Этот доворот также 1g запоминается и последовательно отрабатывается сзади идущими звеньями 3.

Вследствие этого все звенья 3 манипулятора при выходе в окрестность точки А рабочей зоны будут обходить 20 препятствия и манипулятор будет совершать змеевидное движение к целевой точке.

13 4 ния начинают считать информац»по, записанную раньше на программоносителе 14 во время ввода манипулятора в рабочую зону, но уже в обратной последовательности. Так как третий вход переключателя 10 отключен, то сигнал, снимаемый с задатчика 11, не является необходимым для управления во время этого движения. Оператор устанавливает задатчик 1l в нейтральное положение, при котором с него снимается нулевой сигнал.

Звенья 3 и 4, получая от блоков

15 и 16 управляющую информацию, повторяют в обратном порядке ранее совершенное ими движение, и манипулятор выводится из зоны по ранее пройденной им траектории.

Когда звено 2 полностью втянуто и манипулятор выведен из рабочей зоны, оператор переводит задатчик 12 в нейтральное положение, в результате чего движение прекращается.

При работе в автоматическом режиме ключи 13 и блок 7 памяти переводятся в реж»»м "Автомат". В этом режиме задатчики 11 и 12 блока 6 обучения отключены ключами 13. Блок 7 памяти осуществляет воспроизведение записанных в режиме "Обучение" сигналов по обо»»м каналам, которые поступают на вторые входы ключей 13 и по их первым выходам далее в схему. В результате цикл управления полностью повторяется.

Применение изобретения позволит за счет исключения из контура управления вычислительной машины упростить устройство.

Формула изобретения

Устройство для управления многозвенным манипулятором, содержащее многокоординатный испольнительный орган, блок обучения, блок памяти, блок переключения режимов и по каждой регулируемой координате привод, причем первый и второй выходы блока обучения соединены с соответствующими входами блока переключения режимов, третий и четвертый входы и первьл» и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму выходам и первому и второму входам блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит переключатель и блок

13 б да последней регулируемой координаты.

Составитель Е. Политов

Техред М.Ходанич

Корректор И. Самборская

Редактор А. Лежнина

Заказ 4955/46

Тираж 836

Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

S 12576 записи программы, кинематически связанный через исполнительный орган с приводом первой регулируемой координаты, вход которого соединен с первым выходом блока переключения режимов и с первым входом переключателя, и первым входом блока записи программы, подключенного первыми выходами к входам приводов всех регулируемых координат, кроме первой и 10 последней, а вторыми входом и выхо" дом — соответственно к первому выходу и второму входу переключателя, . третий вход которого соединен с вторым выходом блока переключения режимов, а второй выход — с входом приво2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок записи программы содержит программоноситель и установленные вдоль программоносителя стирающий блок, блок записи-считывания и блоки считывания, причем первый и второй входы и первые и второй выходы блока записи программы соединены соответственно с первым и вторым входами блока записи-считывания,с выходами блоков считывания и выходом блока записи-считывания,а кинематически блок записи программы связан с программоносителем.