Устройство для управления сборочным роботом

ОПИСАпИЕ изоБ чтения " ®75ЗЗ

К АВТОУСК©МУ СВИ ВТВЛЬСТВХ

Союз Советскнк

Соцналнстнческик

Реслублик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 15. 02. 80 (21) 2884957/18-24 ()М Кл. с присоединением заявки No—

G 05 В 11/00

В 25 J 13/00

Государственный коивтет

СССР яо делам нзобретеккй к открыткй (23) Г1риоритет—

Опубликовано 23,10 81. Бюллетень |49 39

Дата опубликования описания 23,10ф1 (И НЖ 62-50 (OSe.8) (72) Авторы изобретения

A A,Êîáçåâ, И.Н.Егоров, В.Н.Кравченко, В.И.Головинов, Ю.Д.Сомин и Я.И.Аронов

Владимирский политехнический институт (21) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СБОРОЧНЫМ

РОБОТОЯ

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для создания роботов, осуществляющих сборку деталей типа вал-отверстие.

Известно устройство для управления сборочным роботом, содержащее сумматор, шаговый двигатель, коммутатор, редуктор и дешифратор, которое не обеспечивает сборку деталей типа валотверстие (11 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее пульт управления, первый элемент ИЛИ, первый ре- . версивный счетчик и по каждой коорди- 15 нате Х, Y, Z исполнительный механизм, первый и второй элементы И, выходы которых подключены. ко входу коммутатора, выходом соединенного со входом шагового двигателя, причем вйходы 20 первого и второго элементов И координат Х и У подключены ко входам первого элемента ИЛИ, а выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И координат Х,. т

Z (21.

Недостатком известного устройства является также невозможность примене-. ния его для сборки деталей типа валотверстие ° 30

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства..

Цель достигается тем, что устройство содержит элемент НЕ, второй элемент ИЛИ, второй реверсивный счетчик, элемент задержки, с третьего по две.надцатый элементы И, пять триггеров, два дешифратора и по каждой координате X, Y, 2 датчик момента, через который вал шагового двигателя связан с исполнительным механизмом, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключе" ны соответственно ко входу и выходу первого триггера, соединенного выходом через последовательно подключенные первый реверсивный счетчик, первый дешифратор и пятый элемент И со входом второго триггера, пер-,ый выход которого подключен к первым входам шестого и седьмого элементов И, а второй выход — к первым входам вось- мого и девятого элементов И, выходы которых соединены соответственно с выходом шестого элемента И и вторыми входами третьего элемента И и первого реверсивного счетчика, и с выходом седьмого элемента И, и вторым входом четвертого элемента И, и третьим вхо875331 дом первого реверсивного счетчика, выход второго элемента ИЛИ подключен через элемент задержки ко второму входу пятого элемента И и непосредственно ко входу третьего триггера, первый выход которого подсоединен ко вторым входам шестого и девятого элементов И, третьему входу пятого элемента И, а также вторым входом вторых элементов И координат Х и Y, выход первого дешифратора соединен с пер— вым входом четвертого триггера, подключенного выходом к первому входу десятого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом пульта управления, а выход — через элемент HE с первыми входами одиннадца- 15 того и двенадцатого элементов И и непосредственно со вторым входом первого элемента И координаты Z, первый выход пятого триггера подключен ко второму входу одиннадцатого элемента Щ

И, выходом соединенного с третьими входами первого и второго элементов

И координаты Х, а второй выход пятого триггера подключен ко второму входу двенадцатого элемента И, выходом соединенного с третьими входами первого и второго элементов и координаты

Ч, второй выход пульта управления подключен к первому и второму входам второго реверсивного счетчика, выход которого через второй дешифратор соединен со входом пульта управления, третий выход которого подключен ко второму входу второго элемента И координаты Z выход первого элемента И координаты Z соединен .с третьим и четвертым входами второго реверсивного счетчика, выходы датчиков момента координат Х и Y подключены ко входам второго элемента HJIH„ а выход датчика момента координаты Z — ко 4Q второму входу четвертого триггера и входу пятого триггера.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1, координаты Х,Y,,Z,. 2, . 3, .4, соот-, ветственно, первые элементы И 5, вторые элементы И 6, коммутаторы 7, ша. говый двигатель 8, датчики 9 момента, исполнительные механизмы 10, первый и второй реверсивные счетчики 11 и

12 соответственно„ первый и второй дешифраторы 13 и 14 соответственно, первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры 15,16,17,18 и 19 соответственно, пульт 20 управления, первый и второй элементы ИЛИ 21 и

22 соответственно, элемент HE 23, третий; четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, щ

Ф одиннадцатый и двенадцатый элементы

И 24,25,26,27,28 29,30,31,32 и 33 соответственно, элемент 34 задержки, схват 35 исполнительного органа робота. 65

Устройство работает следующим образом.

По первому выходу пульта 20 управления перемещения Z на реверсивный счетчик 12 подается число импульсов, соответствующее величине гарантированного для сборки перемещения по Z, после чего деталь (вал), расположенная в схвате 35 робота, свободно перемещается в отверстия под действием силы тяжести. При подаче сигнала по второму выходу пульта 20 на прямом выходе десятого элемента И 3, появляется сигнал, по.— ступающий на второй вход первого эле; мента И 5 координаты Z 4. В резуль-. тате импульсы с генератора 1 проходят через элемент И 5, коммутатор 7 на шаговый двигатель8 перемещающий подвижную деталь, .например вал, расположенную в схвате 35 робота вниз по оси Z При контакте деталей, что обусловлено несовпадением одной или двух горизонтальных осей, на выходе датчика 9 момента координаты Z 4 формируется сигнал. Так как дальнейшее перемещение невозможно ввиду контакта деталей, то происходит закручивание торсиона датчика 9 момента. .Положим, что контакт деталей произошел в правой полуплоскости, расположения осей Х, Ч. Сигнал с выхода датчика 9 момента координаты Е 4

-поступает на вход четвертого триггера 18, изменяя его состояние, и через десятый элемент И 31, прекращая подачу импульсов с генератора 1 на вход привода координаты Z 4. В результате на оба входа одиннадцатого элемента И 32 подаются сигналы и он дает разрешение на работу привода координаты Х 2.

Импульсы с генератора 1 через первый элемент И 5, так как второй и третий триггеры 16 и 17, находятся в нулевом состоянии подаются на коммутатор 7, приводя в движение шаговый двигатель 8, который через механизм

10 перемещает схват 35 робота с деталью (валом) в определенном направлении, например вперед. Триггер .17 определяет-направление движения приводов: его нулевому состоянию соответствует движение вперед, а единич ному - назад. Одновременно с этим импульсы через элемент И 24, так как есть разрешение с элемента И 29, и триггер 15 со счетным входом с коэффициентом деления два, поступают на счетный вход счетчика 11. Так как перемещение вправо невозможно ввиду контакта деталей, то происходит закручивание торсиона датчика 9 момента координаты Х, который фиксирует останов, формируя при этом сигнал на выходе. Этот сигнал через второй эле- мент ИЛИ 22 изменяет состояние триггера 17 направления. В результате импульсы с генератора 1 подаются че875331 рез элемент И 6 на шину назад коммутатора 7, и начинается движение назад.

На выходе дешифратора 13 сигнал имеет место только при числе в счетчике 11 равном нулю. Так как на счетчик 11 подавался каждый второ импульс, то после срабатывания датчи- . ка 9 момента после первого импульса число в счетчике 11 будет равно нулю.

Сигнал с выхода дешифратора 13 подается на вход пятого элемента И 26. на другие входы которого подаются сигналы с выхода элемента 34 задержки и триггера 17, что приводит к срабатыванию триггера 16 управления счетом счетчика 11. При движении назад 15 импульсы с генератора 1 поступакр. на счетчик 11 через элемент И 24,так как имеется сигнал на выходе элемента

И 27, с коэффициентом деления два.

Далее, при движении назад происхо- зО дит счет каждого второго импульса, При полном перемещении и контакте сопрягаемых деталей датчик 9 момента координаты Х выдает сигнал. В результате перемещения по оси Х число в счетчике 11 равно половине от-: клонения осей сопрягаемых деталей.

Действительно, полное перемещение подвижной детали из одного крайнего положения в другое равно двойному отклонению осей,а в счетчик 11 подавался каждый второй импульс. После останова по сигналу с датчика 9 момента координаты Х через элемент ИЛИ срабатывает триггер 17 направления.

Происходит реверс двигателя 8, так 35 как импульсы с генератора 1 на коммутатор 7 подаются через элемент И 5.

Счетчик 11 начинает при этом работать в режиме вычитания, так как сигнал на него подается прямого. выхода 4О триггера 16 и инверсного выхода триггера 17 через элемент И 30. Причем происходит вычитание каждого импульса, поступающего на вход счетчика.11 уже через элемент И б координаты Z. таким образом, при перемещении на 4 половину пути между крайними точками контакта деталей, т.е. сфвмещении осей у деталей, число в счетчике 11 будет равно нулю, и появится сигнал на выходе дешифратора 13, дающий команду на работу привода координаты

2.

Рассмотрим, второй возможный случай взаимного расположения деталей после опускания вала приводом по 55 оси Z. Вал располагается в левой полуплоскости. При подаче сигнала на вход координаты Х 2 импульсы с генератора 1 через элемент И 5 координаты Х (схема в исходном состоя-. нии) подаются на вход коммутатора 7, в результате двигатель 8 перемещает схват 35 вправо. Счетчик 11 работат на сложение, так как управлщощий игнал на шину сложения подается с инверсных выходов триггеров 16 и 17 через элемент И 29. На счетный вход счетчика 11 с генератора 1 подается каждый второй импульс. При полном перемещении вправо и контакте деталей появится сигнал на выходе датчика момента 9, изменяющий состо,яние триггера 17. В результате произойдет реверс двигателя 8, так как импульсы с генератора 1.на вход коммутатора 7 подаются теперь через элемент И 6 координаты Y- .Число в счетчике 11 равно половине пройденного пути. Далее схема работает описанным выше образом. Из счетчика 11 происходит вычитание каждого импульса. Bbcле обнуления счетчика 11, что указывает на совмещение осей Y на выходе дешифратора 13 формируется сигнал, дающий команду на работу привода координаты Y . Далее дается перемещение привода координаты Z.

При появлении сигнала с дешифратора 13 срабатывает триггер 18, в результате на его прямом выходе появляется сигнал, и элемент И 31 от, крывает элемент И 5 координаты 4, пропуская тем самым импульсы с генератора 1 на двигатель 8 координаты.

Происходит перемещение детали (вала) вниз до контакта фасок сопрягаемых деталей. При -контакте деталей срабатывает датчик 9 момента с координаты

2. В результате срабатывают триггер

18, отключающий через элементы 31 и

5 координаты Z, выход генератора

1 от входа координаты 2 4 и триггер

19, включающий через элементы И 33, И 5 координаты Z 3 привод оси Y.

После совмещения оси Х на выходе дешифратора 13 формируется сигнал, изменяющий состояние триггера 18 и тем самым через элементы И 31,и 5,подключая выход генератора 1 к входу двигателя 8 координаты 2. При перемещении координаты Z 4 детали (вала) расположенной в схвате 35, счетчик

12 работает в режиме вычитания. При перемещении на величину, гарантированную для сборки (внесенное число импульсов в счетчик 12) на выходе дешифратора 14 формируется сигнал, указывающий на окончание процесса сборки (конец), и разжатие схвата 35, после чего сборка происходит в результате перемещения вала в отверстии под действием силы тяжести.

Применение предлагаемого устройства позволит осуществлять сборку деталей типа вал-отверстие в результате контроля переменного и не связанного с точкой отсчета системы координат робота перемещения, фиксации, останова при контакте сопрягаемых деталей независимо от величины координатного перемещения и соответствующим управлением этими операциями;

875331

Формула изобретения

Устройство для управления сборочным роботом, содержацее пульт управления, первйй элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик и по каждой координате Х,У, 2 исполнительный механизм, первый и второй элементы И, выходы которых подключены ко входу коммутатора, выходом соединенного со входом шагового двигателя, причем выходы первого и второго элементов И координат X и у подключены ко входам, первого элемента ИЛИ, а выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И координатХУZ,.oòëè÷àþöååñÿ тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит элемент НЕ, второй элемент

ИЛИ, второй реверсивный счетчик, элемент задержки, с третьего по двенадца тый элементы И, пять триггеров, два дешифратора и по каждой координате Х, Y,Z датчик момента, через который вал шагового двигателя связан с исполнительным механизмом, выход п элемента ИЛИ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов

И, выходы которых подключены соответственно .ко входу и выходу первого триггера, соединенного выходом через последовательно подключенные первый реверсивный счетчик, первый дешифратор и пятый элемент И со входом второго триггера, первый выход которого подключен к первым входам шестого и седьмого элементов И, а второй выход к первым входам восьмого и девятого элементбв И, выходы которых соединены соответственно с выходом шестого элемента И и вторыми входами третьего элемента И, и первого реверсивного счетчика, и с выходом седьмого элейента И, и вторым входом четвертого элемента И, и третьим входом первого реверсивного счетчика, выход второго элемента ИЛИ подключен через элемент задержки ко-второму входу пятого элемента И и непосредственно ко входу третьего триггера, первый выход которого подсоединен ко вторым входам шестого и девятого элементов И, третьему входу пятого элемента И, а также вторым входом вторых элементов И координат Х и У, выход первого дешифратора соединен с первым входом четвертого триггера, подключенного выходом к первому входу десятого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом пульта управления, а выход— через элемент НЕ с первыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И и непосредственно со вторым входом первого элемента И координаты

2 первый выход пятого триггера под-! ключен ко второму входу одиннадцатого элемента И, выходом соединенного с третьими входами первого и второго элементов И координаты Х, а второй

-Щ выход пятого триггера подключен ко второму входу двенадцатого элемента

И, выходом соединенного с третьими входами первого и второго элементов

И координаты У, второй выход пульта д управления подключен к первому и второму входам второго реверсивного счетчика, выход которого через второй дешифратор соединен со входом пульта управления, третий выход которого подключен ко второму входу второго элемента И координаты 2 выход первого элемента И координаты 2 соединен с третьим и четвертым входами второго реверсивного счетчика, выходы датчиков момента координат Х и Y подключены ко входам второго элемен-. та ИЛИ, а выход датчика момента координаты Z - ко второму входу четвертого триггера и входу пятого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 228761, кл.С 05 В 19/40, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

М 444162, кл.G 05 В 19/40, 1972 (прототип).

875331

Составитель Е.Политов

Редактор Г.Волкова Техред Л.Пекарь Корректор С.Шекмар

Заказ 9331/72 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4