Робототехнический комплекс

 

Использование: для автоматизированной подачи хлыстов в раскряжевочные установки . Сущность изобретения; робототехнический комплекс снабжен полем целеуказателей (координатной решеткой ), расположенным в рабочей зоне манипулятора , Оператор раскряжевочной установки визуально оценивает расположение хлыстов в пачке, находит такой хлыст, который не защемлен другими хлыстами и центр сечения которого наиболее близко расположен к какому-либо целеуказателю. После этого оператор с помощью клавиатуры задает адрес (номер) целеуказателя, рядом с которым расположен выбранный оператором хлыст. Последующее движение звеньев, захват хлыста в пачке и перенос его к продольному транспортеру раскряжевочной установки производится в автоматическом режиме. 1 табл., 6 ил.

(я)ю В 25 J 11/00, 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ы (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4796028/08 (22) 26.02.90 (46) 15.04.92. Бюл. hL 14 (71) Свердловский научно-исследовательский институт лесной промышленности (72) С.П.Дорохов и B.H,Ïîïîâ (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1346420, кл. B 25 J 13/00, 1987. (54) РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС (57) Использование: для автоматизированной подачи хлыстов в раскряжевочные установки, Сущность изобретения; робототехнический комплекс снабжен полем целеуказателей (координатной решетИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в лесозаготовках для автоматизации подачи хлыстов.

Цель изобретения — повышение производительности за счет сокращения времени поиска, обнаружения и определения положения разноразмерных объектов, неупорядоченно расположенных в транспортном устройстве.

На фиг.1 изображен предлагаемый робототехничский комплекс, вид сбоку; на фиг.2 — то же, вид в изометрии; на фиг.3— функциональная схема системы управления; на фиг,4 — структурная схема системы управления; на фигУi — алгоритм постоянной программы "Захзат"; нь фиг.6 — схема внедрения захвата в пачку хлыстов.

Предлагаемый робототехнический комплекс (РТК) содержит технологическое обо.. Д,, 1726235 A l кой), расположенным в рабочей зоне манипулятора, Оператор раскряжевочной установки визуально оценивает расположение хлыстов в пачке, находит такой хлыст, который не защемлен другими хлыстами и центр сечения которого наиболее близко расположен к какому-либо целеуказателю. После этого оператор с помощью клавиатуры задает адрес (номер) целеуказателя, рядом с которым расположен выбранный оператором хлыст. Последующее движение звеньев, за- .. хват хлыста в пачке и перенос его к продольному транспортеру раскряжевочной установки производится в автоматическом режиме, 1 табл., 6 ил, рудование — раскряжевочную установку, включающую в себя продольный транспортер 1 с приводом 2, служащий для подачи хлыста под пилу пильного станка 3, приемный лоток 4 для приема отпиленных сортиментов.

Транспортное у "тройство РТК вЂ” это разгрузочно-растаскивающее устройство (РРУ), включающее в себя эстакаду 5 с расположенной на ней пачкой 6 хлыстов, Подвижные упоры 7 РРУ, направляющие 8 подвижных упоров 7, тросовые передачи 9, приводы 10. подвижных упоров служат для подачи пачки 6 хлыстов в зону действия промышленного робота (манипулятора)..

Усовершенствование PTK связано с установкой в рабочей загрузочной зоне манипулятора над разгрузочно-растаскивающим устройством неподвижно закрепленной ко а

M (о

ЬЭ (гд (л (а

1726235

50 ординатной решетки (поля) 11 с целеуказателями 12. Поле 11 представляет собой решетчатую конструкцию, выполненную, например, путем сварки круглых стальных прутков.

В узлах решетки располагаются целеуказатели 12, представляющие собой круги, изготовленные из стального листа, на которые краской нанесены номера целеуказателей. Номер целеуказателя складывается из цифры — номера вертикального ряда и цифры — номера горизонтального ряда, в котором находится целеуказатель.

Целеуказатели крепятся в узлах решетки путем приварки к остальным пруткам, из которых выполнена решетка.

Поле 11 с целеуказателями 12 располагается параллельно торцам хлыстов на расстоянии, гарантирующем целостность поля при протаскивании пачки хлыстов подвижными упорами РРУ в рабочую зону ПР, и закрепляется неподвижно на экстакаде

РРУ.

Установки поля с целеуказателями со стороны торцов хлыстов достаточно для нацеливания на хлыст захвата ПР, так как пачка хлыстов укладывается на горизонтальную экстакаду параллельно продольному транспортеру раскряжевочной установки, т.е, пачка хлыстов предварительно ориентирована относительно продольного транспортера. Каждый целеуказатель служит указателем цели, т.е, указателем того хлыста, расположение которого гарантирует его захват и перенос ПР в автоматическом режиме. Поиск такого хлыста визуально осуществляет оператор раскряжевочной установки.

Промышленный робот в составе PTK предназначен для захвата хлыста в пачке 6 хлыстов, переноса его к продольному транспортеру 1 раскряжевочной установки.

Робот состоит из манипулятора, гидросистемы и системы управления.

Манипулятор ПР состоит из неподвижного основания 13, шарнирно и соосно соединенных с ним с помощью оси 14 поворотного рычага 15 и стрелы 16, несущей шарнирно соединенную с ней рукоять 17 с захватом 18.

Гидросистема робота включает в себя гидроцилиндры 19, 20, 21 и 22 привода соответственно поворотного рычага 15, стрелы 16, рукояти 17, подвижной челюсти захвата 18, гидрораспределители 23, 24 и

25, насос 26, бак 27 для рабочей жидкости, трубопроводы 28 — 36 для подачи рабочей жидкости в полости гидроцилиндров 19 — 22, трубопроводы 37 — 39 для слива рабочей жидкости в бак 27. Штоковые полости гидроцилиндров 20 и 21 привода стрелы 16 и рукояти 17 соединены трубопроводом 40, Это позволяет синхронизировать движение стрелы 16 и рукояти 17 при подаче рабочей жидкости либо в поршневую полость гидроцилиндра 20, либо в поршневую полость гидроцилиндра 21.

Параметры закрепления гидроцилиндра 20 к поворотному рычагу 15 и стреле 16, гидроцилиндра 21 к стреле и рукояти 17 подобраны так, что при синхронном движении стрелы 16 и рукояти 17 центр С зева захвата перемещается по траектории, близкой к прямой линии, проходящей через общую ось 14, крепящую рычаг 15 и стрелу 16 к основанию 13, С поршневой полостью гидроцилиндра

19 привода поворотного рычага 15 и полостями гидроцилиндра 22 привода челюсти захвата 18 связаны входы сенсорных датчиков 41 — 43 давления . Сенсорный датчик 41 давления служит для подачи сигнала в систему управления ПР о внедрении захвата 18 в пачку хлыстов. Сенсорный датчик 42 давления служит для подачи сигнала в систему управления о закрытии захвата 18 и наличии хлыста в захвате 18, а сенсорный датчик 43 давления служит для подачи сигнала о раскрытии захвата 18 и освобождении его от хлыста, Клапан 44 в гидросистеме ПР служит для перепуска рабочей жидкости из поршневой полости гидроцилиндра 20 привода стрелы 16 в поршневую полость гидроцилиндра 21 привода рукояти 17 и, наоборот, при внедрении захвата 18 в пачку хлыстов и достижении в поршневой полости гидроцилиндра 19 привода поворотного рычага 15 определенного давления, подбираемого экспериментальным путем, что позволяет снизить жесткость системы рукоять 17— стрела 16, обеспечить гибкость этой системы и обеспечить внедрение в пачку захвата

18 ПР при неточном его нацеливании на хлыст. С этой целью вход и выход клапана

44 трубопроводами 45 и 46 связаны с поршневыми полостями гидроцилиндров 20 и 21, привода стрелы 16 и рукояти 17, а управляющая гидролиния клапана 44 трубопроводом 47 соединена с поршневой полостью гидроцилиндра 19 привода поворотного рычага 15, Система управления ПР обеспечивает в автоматическом режиме реализацию следующих основных технологических функций; перемещение в заданную точку (заданное положение целеуказателя на поле 11 целеуказателей, совпадающее с центром С зева захвата); захват хлыста; перемещение хлыста к транспортеру 1 раскряжевочной уста1726235 новки и укладка его на транспортер 1; включение транспортера 1 для подачи хлыста в зону раскряжевки; включение РРУ для ввода в рабочую зону ПР очередной пачки хлыстов после того, как все хлысты убраны из зоны целеуказания и раскряжеваны.

На функциональной схеме (фиг.3) показаны основной функциональный состав системы управления и связь между блоками.

Система управления содержит следующие функциональные блоки: блок формирования координат (БФК)

48, который формирует координаты (номера) целеуказателей с клавиатуры ввода в двоичный код, организуетзапись координат в блок памяти, а также занесение в блок памяти нулевой информации ("чистку памяти"); блок памяти и преобразования {БПП)

49, который хранит координаты максимум шестнадцати точек, выдает для преобразования координаты одной из шестнадцати хранящихся точек, преобразует координаты из двоично-десятичной в двоичную систему и выводит их; блок формирования адреса (БФА) 50, который формирует и выдает адрес для записи информации из БФК в БПП, формирует и выдает сигнал переноса и формации из памяти буферной (П Б) в память рабочую (HP) в БПП, формирует и хранит необходимую адресную информацию, формирует сигналы управления; блок исходных точек (БИТ) 51, который формирует постоянные координаты двух исходных точек — точки ИТ1, расположенной над транспортером, и точки ИТ2, расположенной перед транспортером; блок программ захвата хлыста (БЧЗХ)

52, который подводит захват к хлысту, предназначенному к переносу (только за счет перемещения по координате а, т.е, за счет опускания стрелы 16) после достижения точки над хлыстом, указанной по программе от

БПП, оебспечивает захват хлыста, выход в точку (только за счет перемещения по а, т.е. за счет подъема стрелы 16), в которой находится захват 18 манипулятора ПР перед началом работы БПЗХ, формирует и принимает необходимые сигналы управления; блок целеуказателей {БЦ) 53, который преобразует сигналы датчиков углов в двоичный код, заносит в собственную память двоичный код целеуказателя, указывающего фактическую координату а и Р и сохраняет ее там до прихода следующей координаты, принимает необходимую информацию из БРЗХ; соответствующий двоичный код, мультиплексор данных (МПД1) 61, схему организации записи (C03) 62, одновибратор (ОВ) 63, логические элементы И, ИЛИ (Л1 — ЛЗ) 64-66.

40 Блок памяти и преобразования содержит память буферную (ПБ)1 67 канала а (стрелы 16), память буферную (ПБ)г 68 канала Р(рукояти 17), память рабочую (HP)> 69 канала а, память рабочую (ПР)г 70 кана45 лаР, преобразователи(ПРБ2), (ПРБ2) двоично-десятичной информации, поступающей из БПП в блок индикации (на фиг,2 и 4 не указан ), в двоичную по каналам а и Р, поступающей далее в блоки управле50 ния скоростью (БУС)1 и (БУС)2.

Блок формирования адреса содержит мультиплексоры адреса (МПА1) 71 ui (МПА2)

72, счетчик циклов (СЦ) 73, память адресов коррекции (AK) 74 и рабочей ячейки (AP) 75, 55 схему совпадений (СС) 76, .сумматоры (;>1) 77 и („2) 78, формирователи (Ф1) 79 и (Ф2) 80, триггер (ТГ1) 81, счетчик (Сч 0 — 15) 82, логические элементы (Л4) 83, (Л5) 84 и (Л6) 85, 5

35 блок управления скоростью (БУС) 54, обеспечивающий управление скоростью перемещения стрелы 16 и рукояти 17 по координатам а и Р (фиг.1), принимает информацию о заданных координатах из

БПП и из БИТ, принимает информацию целеуказателей о. фактическом положении звеньев по координатам- а и Р из БЦ, формирует сигналы включения гидрораспределителей для перемещения звеньев в направлении+ а (+ ф) и - a (-P ), формирует сигналы "Равно" при достижении заданной точки, принимает и формирует необходимые сигналы управления; блок привода координат (БПК) 55, который управляет включением гидрораспределителей, таким образом управляет движением звеньев в положительном (+) и отрицательном (-) направлениях; блок привода захвата (БПЗ) 56, предназначенный для управления закрытием-раскрытием захвата; блок управления (БУ) 57, формирующий сигналы оператора, необходимые для управления манипулятором ПР; блок технологических команд (БТК) 58, производящий обмен дискретной информацией манипулятора с технологическим оборудованием, На структурной схеме, приведенной на фиг.4, показаны основные субблоки системы управления и связи между ними.

Блок формирования координат содержит клавиатуру (КЛ) 59 с цифрами 0 — 9, преобразователь (ПРБ1) 60 сигнала клавиш в

1726235

Блок исходных точек состоит из двух блоков (БИТ)1 и (EVIT)z, которые содержат субблоки координат исходной точки над транспортером (КИТ1) 86, (КИТ1)2 87, субблоки координат: точки перед транспортером (КИТ2)1 88,(КИТ2)2 89,элементы логики (Л9)1 90, (Jl9)z 91, мультиплексоры данных (МПДЗ)1 92,(МПДЗ)2 93, Блок программ захвата хлыста содержит постоянную программу "Захват" (ПП

"Захват) 94, триггеры (ТГ2) 95, (ТГЗ) 96 и логические элементы (Л10 — Л14) 97 — 101.

Субблок ПП "Захват" представлен алгоритмом на фиг.5.

Блок целеуказателей состоит из двух суббл оков (Б Ц1) < и (Б Ц)2, содержащих датчики углов (ДУ)1 102 и QY)z 103 (например, герконы), расположенные на манипуляторе

ПР:(ДУ) — на стреле 16,(ДУ) — на рукояти

17, и соответствующие координаты целеуказателей 12 на поле 11 целеуказателей, платы согласования датчиков углов (ПСД)1 104, (ПСА)2 105 для обеспечения гальванической развязки контактов датчиков и системы управления, преобразователи в двоичный код (ПРБЗ)1 106,(ПРБЗ)2 107,памяти кода целеуказателя (П КЦ) 108, (П КЦ)2 109, логические элементы ИЛИ (Л15)1 110, (Jl15)z 111.

Блок управления скоростью, состоящий из двух субблоков (БУС)1, (БУС), включает в себя мультиплексоры данных (МПД2)1 112, (МПД2) 113, схемы логики скоростей (СЛС)

114, (CJlC)z 115, дешифраторы нулевой информации (ДШН)1 116, (ДШН)2 117, логические элементы (Л7)1 118, (Л8)1 119, (Л7)2 120, (Л8)2 121.

Схема СЛС вырабатывает сигнал (+), если разность координаты заданного положения какого-либо звена манипулятора и координаты фактического положения >О, и сигнал "-", если эта разность <О (величина разности значения не имеет). Сигнал "Равно" вырабатывается при равенстве указанной разности нулю.

Блок привода координат состоит из двух блоков привода координат (аиP) (БПК)1 122, (БПК)2 123. В блоках (БПК)1 и (БПК)2 имеются по два канала управления включением гидрораспределителей 23 и 24— движением в положительном (+) и отрицательном (-) направлениях.

Блок привода захвата (БПЗ) 124 имеет два канала управления закрытием-раскрытием захвата, Блок управления (БУ) содержит переключатели режима работы "Автомат — ручной" и "Автоматическое исполнение— полуавтоматическое исполнение", переключатель состояния системы управления "Коррекция — работа", кнопки: "Пуск, "Запись", 5

"Сброс", "Конец загрузки", "Разрешение движения", "Стоп".

Сигналы блока управления, формируемые оператором, сведены в таблицу.

Логический элемент (Л15) 125 блокирует движение рукояти 17 по координате до окончания движения стрелы 16 по координате, Логический элемент (Л16) 126 дает сигнал на включение разгрузочно-растаскивающего устройства после пе реноса манипулятором ПР последнего хлыста из пачки 6, лежащей на эстакаде 5 в зоне целеуказания при наличии сигнала "Конец загрузки".

Логический элемент (Л17) 127 предназначен для выдачи сигнала "Конец цикла" после раскрытия захвата 18 в исходной точке ИТ1 над транспортером 1, Система управления может находиться в двух режимах — ручном (" Ручной" ) и автоматич ском (" Автомат" ). В ручном режиме работь управление гидрораспределителями 23, 24 и 25 производится известным способом с помощью соответствующих кнопок и здесь не рассматривается, В режиме "Автомат" управление гидрораспределителями производится от системы управления. В этом режиме возможны два подрежима:

"Автоматическое исполнение" и "Полуавтоматическое исполнение", B подрежиме "Автоматическое исполнение" программа перемещения захвата, захват хлыста в пачке и перенос его к транспортеру осуществляются полностью автоматически (без участия человека). В режиме "Полуавтоматическое исполнение" без участия человека — оператора обеспечивается только перемещение центра С захвата в точку над выбранным хлыстом, заданную соответствующим целеуказателем, и обратное движение к исходной точке ИТ1 или ИТ2, Выход в позицию захвата хлыста, сам захват осуществляются в ручном режиме.

Система может находиться в двух состояния с "Работа" и "Коррекция".

В состоянии "Работа" идет последовательная отработка программ из БПП согласно выбранному подрежиму. В состоянии

"Коррекция" оператором производится ввод (коррекция) координат программируемых точек в БПП. При этом, если переход в состояние "Коррекция" оператор произвел во время отработки координат точки, находящихся на выходе БПП, то отработка не прерывается, ввод возможен, но переход к отработке следующей точки (т.е, следующего цикла программы происходит только после возврата системы в состояние "Работа".

1726235

Система управления работает следующим образом.

При подаче напряжения питания все счетчики, триггеры и блоки памяти в системе управления устанавливаются в исходное положение (в памяти заносятся нули). Счетчик (Сч Π— 15) 82 в блоке формирования адреса начинает считать и на его выходах последовательно появляются двоичные числа 0 — 15.

Поскольку триггер (ТГ1) 81 в блоке формирования адреса стоит в исходном положении, на выходе 1 мультиплексора (МПА2)

72 в блоке формирования адреса появляются те же числа, отсюда они попадают на адресные шины буферной памяти (ПБ)1 67 и буферной памяти (ПБ)г 68 блока памяти и преобразования, Поскольку в памяти адресов коррекции (АК) 74 содержатся нули, то независимые от состояния системы "Работа" или "Коррекция" на выходе мультиплексора (МПА1) 71 блока формирования адреса присутствует нулевой код, что приводит к появлению на выходе схемы совпадений (СС) 76 импульса "Совпадение" в тот момент, когда число на выходе счетчика (Сч

0-15) 82 равно нулю. Ввиду отсутствия соответствующих разрешений сигнал "Совпадение" не проходит ни через элемент логики (Л6) 85 в блоке формирования адреса, ни в одновибратор (ОВ) 63 в блоке ф6рмирования координат, В состоянии (" Коррекция" ) потенциальный сигнал "Коррекция" подготавливает к работе логический элемент (Л1) 64, выход 2 мультиплексора данных (МПД1) 61 в блоке формирования координат. Одновременно через формирователь (Ф1) 79 и логический элемент ИЛИ (Л4) 83 проходит импульс записи, по которому в регистр (АК) 74 в блоке формирования адреса записывается содержание счетчика циклов (СЦ) 73, равное нулю, т,е. содержание регистра АК не изменяется, Не изменяется также момент появления импульса "Совпадение". При нажатии какой-либо клавиши на клавиатуре (КЛ) 59 соответствующая информация, преобразованная в двоичный код в преобразователе (ПРЬ1) 60 через выход 2 мультиплексора данных (МПД1) 61 попадает на информационные шины буферной памяти (ПБ) и (ПБ блока памяти и преобразования. Одновременно через элемент логики (Л1) 64 в блоке формирования координат формируется разрешение и в момент прохождения сигнала "Совпадение" одновибратор (О В) 63 выдает один импульс, который заставляет схему организации записи(СОЗ) 62 выдать импульс записи в (ПБ)1 и (ПБ)2.

Таким образом, в буферной памяти (П Б)1 67 (канал а . 10) записывается двоичное число. Новым нажатием на нужную клавишу клавиатуры (КЛ) 59 таким же образом

5 записывается число в разряд 10 по а .

Третьим нажатием заполняется разряд 10 по Р четвертым — разряд 10 по j3, После этого оператор формирует сигнал "Запись" с помощью блока управления. Если этого не

10 сделать, а вновь нажать одну из цифровых клавиш на клавиатуре (КЛ) 59, то в разряд 10 по а записывается новое число и т.д, Сигналом "Запись" содержание регистра (АК)

74 в блоке формирования адреса увеличива15 ется на единицу через сумматор (:Е2) 78 и сигнал "Совпадение" генерируется при числе на выходе мультиплексора адреса (МПА1)

71, равном единице. На адресных шинах блока памяти и преобразования значится

20 адрес 1, в который описанным способом можно занести содержание —, координаты следующего целеуказателя. После этого по команде "Запись" адрес вновь увеличивается на единицу и т.д. — до 15. После занесения

25 в блок памяти и преобразования координат последнего хлыста в зоне целеуказания оператор на блоке управления включает тумблер "Конец загрузки".

В состоянии "Работа" сигнал "Работа"

30 разрешает прохождение нуля (через вход 1 мультиплексора данных (МПД1) 61 на информационные входы буферной памяти (ПБ)1 67 и (ПБ) 68 и кода счетчика циклов (СЦ) 73 (через вход 2 (МПА1) 71 на схему

35 совпадения (СС) 76. При равенстве кодов СЦ

73 и Сч (Π— 15) на выходе СС формируется сигнал "Совпадение".

При нажатии кнопки "Пуск" в блоке управления на выходе логического элемента

40 (Л6) 85 в блоке формирования адреса появляется импульс "Запись в РП", на выходе формирователя (Ф2) 80 по переднему фронту "Запись в РП" генерируется сигнал "Запись 1 в РП", по заднему фронту — сигнал

45 "Запись 2 в РП". Поскольку эти сигналы синхронизированы сигналом "Совпадение", то по сигналу "Запись 1 в РП" в рабочую память (ПР) и (ПР)г блока памяти и преобразования (БПП) записываются координаты

50 целеуказателей иэ нулевого адреса буферной памяти (П Б)1 и (П Б)2. По этому же си гналу содержание счетчика циклов (СЦ) 73, равное нулю, переписывается в регистр памяти адреса рабочей ячейки (AP) 75, 55 Координаты целеуказателей, записанные по импульсу "Запись 1 в РП" в рабочую память (ПР)1 и (ПР)г блока памяти и преобразования, попадают на входы (СЛС) и (СЛС)г, поскольку на входах инвертора (Л7)1

1726235

12 и (Jl7)z — нуль, что обеспечивает появление информации на выходе 2 мультиплексоров данных (МПД2)1 112 и (МПД2) 113. Через блоки схем логики скоростей (CllC)> 114 и (СЛС)г 115 включаются соответствующие блоки привода координат (БПК)1 и (БПК)г и начинается движение в заданные точки, к заданным целеуказателям.

По сигналу "Запись 2 в РП" содержание счетчика циклов (СЦ) 73 увеличивается на единицу, благодаря чему сигнал "Совпадение" генерируется схемой совпадения (СС)

76 уже при адресе 0001 (через выход 2 мультиплексора адреса (МПА1) 71). Однако сигнал "Запись 2 в РП" перебрасывает триггер (ТГ1) 81 и на адресных шинах блока памяти и преобразования через выход мультиплексора адреса (МПА2) 72 устанавливается нулевой адрес от блока (АР) 75. Одновременно через элементы логики (Л2) 65 и (ЛЗ) 66 блока формирования координат синхронизирующая частота f проходит на вход схемы организации записи (СОЗ) 62 и в нулевой адрес (адрес рабочей ячейки буферной памяти (ПБ)1, (ПБ)г, содержание которого в данный момент отрабатывается из рабочей памяти (ПР)1 и (flP)z) записываются нули, постоянно присутствующие на шинах данных блока памяти и преобразования с выхода 1 мультиплексора данных (МПД1) 61.

Четвертым импульсом схемой организации записи (СОЗ) 62 триггер (ТГ 1) 81 вновь перебрасывается в исходное положение и на адресных шинах блока памяти и преобразования присутствуют все текущие адреса, генерируемые счетчиком (Сч 0 — 15)

82, Если в данный момент (до окончания отработки координат из рабочей памяти (ПР)1 и (IlP)z) возникает необходимость в корректировке прграммы, то, переведя систему в состояние "Коррекция", можно ввести, информацию в блок памяти и преобразования с клавиатуры (КЛ) 59, При этом при нажатии кнопки "Запись" адрес в памяти адресов коррекции (АК) 74 через сумматор (12) 78 и логический элемент (Л4)

83 увеличивается на единицу. Если есть. необходимость, можно корректировать адрес

2, и т.д, После корректировки необходимо восстановить состояние "Работа".

Отработка координат а и Р происходит в определенном порядке — сначала отрабатывается координата а. До тех пор, пока по а не выработается сигнал "равно", координата не отрабатывается.

При отработке координат схемы логики скоростей (СЛС)1 и (СЛС)г следят за фактическим положением рабочих органов манипулятора по показаниям датчиков углов (ДУ)1 108 и (ДУ 109, При совпадении фак5

55 тического и заданного значений номеров целеуказателей (по обеим координатам есть сигнал "Равно" ) перемещение звеньев манипулятора прекращается. Если оператором выбран режим "Автоматическое исполнение", то через логический элемент (Л10) 97 и триггер (ТГ 2) 95 запускается подпрограмма ПП "Захват", которая начинает отрабатывать алгоритм, показанный на фиг.5. Согласно этому алгоритму после разрешения с логического элемента (Л11) 98 подпрограмма ПП "Захват" записывает в блок памяти координат целеуказателей (ПКЦ)1 108 по а максимальный адрес, что вызывает перемещение захвата вниз к пачке хлыстов в направлении (- а), При соприкосновении захвата с хлыстом в поршневой полости гидроцилиндра 19 (фиг.1) поворота рычага 15 возрастает давление, что фиксирует сенсорный датчик 41 давления. При достижении давления настройки сенсорного датчика 41 давления вырабатывается разрешение на закрытие захвата, которое контролируется сенсорным датчиком 42 давления. После срабатывания датчика 42 давления, т.е. после зажима хлыста, ПП "Захват" заносит в блок памяти координат целеуказателей (ПКЦ)1

108 по а нулевой адрес, что вызывает перемещение в направлении (+ а), т.е. подъем хлыста до точки, адрес которой все еще хранится 8 рабочей памяти (ПР) и (ПР)г блока памяти и преобразования. При достижении этой точки триггер (ТГЗ) 96 перебрасывается и выдает сигнал "Конец полуцикла". Этот сигнал разрешает работу мультиплексоров данных (МПД2)1 112 и (МПД2)г 113 по входам 1 и запрещает работу по входам 2 (через логические элементы (Л7) 118 и (Л7) 120).

Таким образом, на входы схем логики скоростей (СЛС) и(СЛС) подают координаты исходной точки (от блока координат исходной точки (БИТ)1 и (БИТ)г). Начинается перемещение рабочих органов манипулятора в направлении исходной точки над транспортером ИТ1 или перед транспортером

ИТ2 в зависимости от наличия или отсутствия сигнала "Разрешение выхода". При достижении исходной точки ИТ1 захват раскрывается. После этого с выхода логического элемента (Л17) вырабатывается сигнал "Конец цикла", Этот сигнал, пройдя через логический элемент (Л5) 84 в блоке формирования адреса, дает разрешение формирователю (Ф2)на формирование сигнала "Запись в РП", по которому происходит запись в рабочую память (RP)> и (ПР)г, содержание адреса 2 по обеим координатам а и

Р и весь описанный процесс повторяется, 13

1726235

Одновременно сигнал "Конец цикла" поступает в блок технологических команд (6TK)58 (фиг.3) и, если в указанном блоке присутствует сигнал "Разрешение движения", который задается оператором из блока управления (БУ), блок технологических команд (БТК) выдает команду на включение транспортера 1 (фиг.1) для перемещения хлыста в зону раскряжевки под пилу.

После переноса манипулятором последнего хлыста из эоны целеуказания на транспортер по окончании цикла в рабочую память (ПР)1 и (ПР)2 записываются нули. При этом дешифраторы нулей. (ДШН)1 116, QUJHjz 117 выдают сигналы на запрет дви-. жения по обеим координатам. Одновременно эти же сигналы поступают на входы логического элемента (Л16) 126 и, поскольку на этом элементе уже присутствует сигнал

"Конец загрузки", на выходе элемента (Л16)

126 появляется сигнал "ПП" (" Пустая площадка"), который поступает в блок технологических команд и дает разрешение на включение разгрузочно-растаскивающего устройства для подтаскивания новой пачки хлыстов в зону целеуказания.

Робототехнологический комплекс работает следующим образом.

Оператор визуально оценивает расположение хлыстов в пачке, находит такой хлыст, который не защемлен другими хлыстами. После этого оператор переводит систему управления в состояние "Коррекция" и с помощью клавиатуры (КЛ) 59 задает информацию о координате (номере) целеуказателя, который расположен выше торца выбранного хлыста (при этом оператор имеет возможность задавать информацию о координатах шестнадцати целеуказателей).

После ввода координат целеуказателя оператор переводит систему в состояние

"Работа". Информация о координатах целеуказателя при нажатии кнопки "Пуск" поступает в блок памяти и преобразования (БПП)

49 по адресу, сформированному в блоке формирования адреса (БФА) 50. Эта информация поступает в двоично-десятичном коде. Из блока 49 памяти и преобразования информация о каждой точке(целеуказателе) поступает в блок 54 управления скоростью в двоичном коде (по координатам а иP). В этом же коде в блок управления скоростью (БУС) 54 поступают из блока целеуказателей (БЦ) 53 коды той пары датчиков 102, 103 углов (например, герконов), контакты которых в данный момент замкнуты.

Поскольку код из блока 53 целеуказателей и код из блока 49 памяти и преобразования не совпадают, блок управления скоростью (БУС) 54 вырабатывает сигнал (по

20

40 поршневой полости гидроцилиндра 21 в

50

5

35 разности кодов) о направлении движения захвата робота к выбранному целеуказателю и включает через блок привода координат (БП К) 55 соответствующие гидрораспределители 23 и 24 (фиг.1). Когда центр С зева захвата совпадает с выбранным целеуказателем, движение захвата прекращается, а после этого вступает в действие блок 52 программ захвата хлыста. Он реализует постоянную для всех целеуказателей программу захвата хлыста — перемещение захвата 18 вниз (надвигание захвата на хлыст) только за счет опускания стрелы

16 (изменение угла a) до момента касания хлыста, который определяется по сенсорному датчику 41 давления в поршневой полости гидроцилиндра поворота рычага 15. При неточном попадании захвата 18 на хлыст и соприкосновении захвата с хлыстом появляется сила реакции R, стремящаяся .отклонить рукоять 17 (фиг.6). Но до достижения некоторой величины, обусловленной давлением в поршневой полости гидроцилиндра

19 привода поворотного рычага 15 и настройкой дистанционно управляемого клапана 44, сила R не может отклонить рукоять

17, так как при неработающем гидрораспределителе 24 и закрытом клапане 44 рабочая жидкость заперта в трубопроводах 33, 34 и

40, а стрела 16, рукоять 17, гидроцилиндр 20 и гидроцилиндр 21 образуют жесткую систему. После того, как давление в поршневой полости гидроцилиндра 19 достигает величины настройки дистанционно управляемого клапана 44 и рабочая жидкость, поступающая по трубопроводу 47 из поршневой полости гидроцилиндра 19 открывает клапан 44, ранее запертая в трубопроводах

33, 34 и 40 рабочая жидкость перетекает из поршневую полость гидроцилиндра 20. При этом стрела 16, рукоять 17, гидроцилиндр 20 и гидроцилиндр 21 уже не образуют жесткую систему. Это приводит к тому, что челюсть захватного органа 18 скользит по поверхности хлыста, огибает его и хлыст оказывается в зеве захватного органа.

После срабатывания сенсорного датчика 41 давленияя включается блок 56 привода захвата, производится захват хлыста до тех пор, пока не возрастет, давление в поршневой полости гидроцилиндра 22 привода поворотной челюсти захвата 18 до давления настройки сенсорного датчика 42 давления, после срабатывания которого отключается блок 56 привода захвата, включается блок привода стрелы {БПК,, производится подъем стрелы до заданного блоком памяти и преобразования положения стрелы (коор1726235

50

55 динаты а), которое занимает стрела 16 перед включением блока 52 программ захвата хлыста. После этого в блок 54 управления скоростью поступают два сигнала от блока исходных точек (БИТ) 51 — код исходной 5 точки (исходного положения захвата) над транспортером ИТ1 и перед транспортером

ИТ2. В одну из этих точек по желанию оператора раскряжевочной установки манипулятор переносит хлыст. Выбор оператором 10 точки ИТ1 или ИТ2 зависит оттого, находится ли на продольном транспортере 1 раскряжевочной установки предыдущий хлыст.

В том случае, когда на продольном транспортере 1 находится предыдущий 15 хлыст, оператор назначает перенос хлыста в исходную точку ИТ2 перед транспортером

1, Если же продольный транспортер 1 свободен, то оператор назначает перенос хлыста в точку ИТ1 над транспортером, включив 20 тумблер "Разрешение выхода". Сигнал сенсорного датчика 43 давления в исходной точке ИТ1, сигнализирующий о раскрытии захвата и освобождении его от хлыста, является концом цикла, пс которому координаты 25 следующего целеуказателя, хранящиеся в блоке памяти и преобразования (БПП) 49 в двоична-десятичном коде, вновь выдаются на выход БПП вЂ” начинается выполнение следующего цикла захвата — переноса хлыста к 30 продольному транспортеру.

После того, как хлыст перенесен роботом из пачки 6 хлыстов (фиг.1) на эстакаде

5 к продольному транспортеру 1 раскряжевочной установки и уложен на транспортер 35

1, при наличии сигнала "Разрешение движения" из блока 57 управления через блок 58 технологических команд подается сигнал на включение привода продольного транспортера 1 и начинается процесс раскряжевки 40 хлыста.

В том случае, когда вершины хлыстов, лежащих в пачке 6 на эстакаде 5, переплетены и требуются работы по разбору пачки

45 хлыстов, оператор переводит систему управления роботом в режим "Полуавтоматическое исполнение". При этом оператор раскряжевочной установки задает адрес целеуказателя, захват робота в автоматическом режиме переносится к пачке хлыстов, к заданному целеуказателю, и там останавливается. Дальнейшие работы по разбору пачки хлыстов, захвату какого-либо хлыста производятся в ручном режиме управления, а последующий перенос хлыста возможен в любом режиме.

После переноса манипулятором последнего хлыста из зоны целеуказания на транспортер 1, движение манипулятора ПР прекращается, сигнал ПП "Пустая площадка" от логического элемента (Л16) 126 (фиг.4) через блок технологических команд дает разрешение на включение разгрузочно-растаскивающего устройства для подтаскивания новой пачки хлыстов в зону целеуказания.

Наличие в рабочей зоне промышленного робота над транспортным устройством поля с расположенными на нем целеуказателями позволяет сократить время поиска, обнаружения и определения положения разноразмерных объектов — хлыстов, неупорядоченно расположенных в транспортном устройстве.

Формула изобретения

Робототехнический комплекс, включающий в себя манипулятор, установленный на основании, содержащем загрузочную позицию, систему управления манипулятором, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет обнаружения и определения местоположения изделий, он снабжен координатной решеткой, закрепленной на загрузочной позиции, причем поверхность координатной решетки перпендикулярна поверхности загрузочной позиции.

1726235

Вид

Сигнал

Действие

Импульсный

Режим "Ручной"

То же

То же

"Автоматическое исполнение"

"Рабо та"

«1!»

"Коррекция"

"Запись"

Импульсный

"Сброс"

"Разрешение выхода"

Потенциальный

"Конец загрузки"

"Разрешение движения"

55

"Пуск"

"Стоп"

"Ручной"

"Автомат" "Полуавтоматическое исполнение"

Начало (продолжение, программ из РП

Потенциальный Прерывание отработки программ

Возможна работа в автоматическом режиме

Работа с полным автоматическим исполнением программы (цикла подачи хлыста) Работа по циклу автоматического режима с прерыванием для захвата хлыста в режиме "Ручной"

Состояние разрешает работу в режимах

"Автоматическое i:ñïîëíåíèå" и "Полуавтоматическое исполнение"

Обеспечивается ввод (коррекция) координат целеуказателей при одновременной ее работе заданного цикла подачи хлыста

Обеспечивается сдвиг записанного адреса "вглубь" БПП и подготавливается адрес для записи последующей информации

Сброс всей информации, кроме информации БПП

Разрешение выхода захвата манипулятора в исходную точку ИТ1 (исходное положение захвата над продольным транспортером 1) Разрешение включения разгрузочно-растаскивающегс устройства после отработки цикла подачи последнего хлыста, находящегося в зоне целеуказания

Разрешение включения продольного транспортера 1 после сброса на него хлыста с целью подачи его под пилу 3

172 6235

1726235 раэярумюорастаски8аищегоусюРамюсЬ

1726235

Я

В

К

4 д 4

Я а ««

О (Ъ

Щ

4. Ф Фэ

«ч !

%> а

At О

4@ аЦЕ

«я 3

С2

О а он с Ея а

«О О

43 а

М 4(т ф) сД 7.М.

33

ОЪ опто т

О С=Э с

Я 8 фС Юд ас

1«% ФИ Ю Д р опнаупр охнлшп шб

7ащ

un7ramaffvg тяяооис ммоу ada пйцпЕ эпнйщЯ, зпиюнчоцап

ФнилмовуоФоа . зпнон»оиэп оохззмшп ношусь

Ю // нонц виюоон опто@(0»

1726235

Фиг. 5

1726235!

/ г I

1 (|"

Составитель С. Грибов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Патай

Редактор М. Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1235 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113С35, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс Робототехнический комплекс 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании подвижных роботов

Изобретение относится к робототехнике

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании электроприводов роботов с переменными нагрузочными параметрами

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании сборочных роботов, обучаемых операциям сопряжения деталей

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных копирующих манипуляторов

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при создании дистанционных манипуляторов

Изобретение относится к робототехнике и может бо(ть использовано при создании приводов промышленных роботов

Изобретение относится к общему машиностроению , в частности к автооператорам

Изобретение относится к робототехнике , а более конкретно к электромеханическим манипуляторам промышленных роботов с неподвижными магнитными системами

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механизации производства , и

Изобретение относится к средствам автоматизации производственных процессов: Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и расширение технологических возможностей

Изобретение относится к машиностроению и служит для автоматизации вспомогательных процессов, например загрузки и выгрузки деталей, преимущественно при обслуживании быстродействующего технологического оборудования

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для автоматизациии механизации различных технологических , п роцессов, а именно к обработке различных ^ изделий

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в робототехнических комплексах

Изобретение относится к общему машиностроению

Изобретение относится к машиностроению, в частности к грузоподъемным механизмам мобильных робототехнических комплексов
Наверх