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一种可由程式控制之机械人,就其整体系统而言,概包括:一机械人控制单元(RCU)其系将各种控制信号送予各轴控制器,或转换具定位资料成位置资料使存于资料记忆体内,藉此控制各轴动作。一定位控制单元:其系担任控制各轴马达之角度位移量,便能记忆教导时马达之角度位移量,取得定位资料,并于重复操作时,接受RCU送来的位置资料,决定马达角度位移量,使到达指定位置,藉此控制各轴位置。一机械手臂:其系具有五个活动度的机械结构,由一圆柱型座标系统加上手腕旋转爪部动作等活动度组成,并藉上述两控制单元之操作,使完成指定之动作。依据上述系统所构成一机械人,轨其控制结构而言,系由硬体结构及软体结构两大部份组成,其中硬体结构:包含微算机、记忆体,并行控制介面电路、教导键盘(以上属机械人控制单元)、轴控制器、马达驱动器及马达(以上属定位控制单元)。软体结构:包含系统初设及教导键盘处理程式、资料及操作方式的选择与设定、归零操作程式、教导操作程式、重复操作程式等程式结构、及服务码等。依据上述系统(尤指控制结构)其操作方式更可分为归零操作、人工控制教导(MCT)、位置资料直接输入(PDDI)及重复操作等方式所构成之操作程序,藉以使机械人反覆事先输入之命令资料所指示的工作路径,去完成使用者所意欲其完成之工作。2.如请求专利部份第1.项所述之机械人,其中控制结构之硬体结构概包括:微算机与记忆体,为机械人主控制系统。并行控制介面电路(PCI),系产生各种控制信号,控制微算机连接到各轴控制器及教导键盘的资料巴士(BUS),藉以产生马达时序脉冲及加减速的控制,当该时序脉冲系由一个可变频率的电压控制振荡器所产生,RCU则是利用控制时序脉冲的频率增加与减少来达成加减速控制,当RCU欲得知各轴定位资料或教导键盘当时状态,则必须将资料巴士连接于各轴的定位计数器或教导键盘,其连接方式得出PCI产生一些控制信号来控制与资料巴士连接的三态巴士驱动器。教导键盘,含编号之按键、显示器、指示灯及开关等。轴控制器,其主要功能系计数及控制马达旋转之角位移量,其动作分为:速率控制:系由速率控制记录器及速率乘算器组成。定位计数:系计数马达转动的脉冲数。驱动顺序:即马达驱动式样的顺序,以及马达驱动器(功率放大电路),系由多数组达灵顿功率放大电路及保护电路组成者。3.请求专利部份第1.项所述之机械人,其中控制结构之软体结构,系包括:系统初设(系用以清除记录器)及教导键盘处理程式。资料操作方式选择与设定,概包含:(A)操作方式选择,设定或显示选择及操作速率码,三者系分别用以选择操作方式,选择设定或显示资料、及选择速率码,且均具有循环性质。(B)定址设定程式,系用以指定工作在资料记忆体中的起始位置,或用以指定记录器之号码。(C)设定或显示程式,系可设定位置座标资料于位置资料缓冲区,可显示位置资料缓冲区,可显示资料记忆体内之资料,及可显示记录器及设定记录器者。归零操作程式,可为自动归零操作及人工归零操作。教导操作程式,概含有资料直接输入程式、人工控制教导程式、位置教导处理程式、服务码教导处理程式及修改或清除处理程式。重复操作程式,概分为自动重复操作程式及单阶段操作程式者。4.请求专利部份第1.项所述之机械人,其中整体系统(结构)之操作方式,概包含:归零操作力式,系在电源打开时或关掉电源前,必须先将整个机械手归至零点,以利其正确地定位于起始位置,该动作可以自动或人工完成归零动作。人工控制教导操作方式(MCT),系利用教导键盘上之按钮,使机械手动作至所需要的位置,再将此位置的各轴座标,从马达控制器读入并存于资料记忆体,同时亦可存入每一阶段(点与点间)之操作速率及所需服务码。位置资料直接输入方式(PDDI),系利用教导键盘将机械手所需经过的路径上各点的座标,直接输入并存于资料记忆体,同时存入每一阶段的操作速率及所需的服务码。重复操作方式,系首先利用教导键盘来设定驾驭速率码,及设定开始执行的位址(即起始位址),亦可设定记录器之値,以备条件分歧(Con-ditional Branch)之用。其次,RCU将存于资料记忆体内的位置资料、操作速率码、及服务码取出作适当运算后,将定位资料、移动速率送至轴控制器,并送出起动、加速等信号,然后整个机械人系统便依照此一阶段资料动作。一阶段完成后',RCU再出资料记忆体送出下一阶段的命令资料,令机械手动作,直至所有命令资料皆执行完毕为止。此外,必须再提及的是,上述位置资料结构和位址,系机械手所经路径上每一点所包含的资料,概包含各轴的空间位置座标资料,速率码及服务码。其位置资料和速率码系经由位置教导键,将资料送到资料记忆体,而服务码系经由服务码教导键存于资料记忆体者。5.如请求专利部份第1.项所述之机械人,其中整体系统之每一阶段移动方式,概分为:连续性方式、系指除第一阶段加速及最后一阶段减速外,当某一轴方向改变时亦作加减速调节,且在此移动方式中,可能需要数个轴同时移动,而其所经之路径系由数个轴的运动轨迹所合成者。不连续性方式,系指该路径中,每一阶段的开始均需加速,每一阶段的结束均需减速。混合力式,系指正在连续路径中的某种状况需要加减速,或在不连续路径中的每种状况不需要加减速时,可以利用某些服务码来说明下一阶段需要加减速与否为其特征者。6.如请求专利部份第1.项所述之机械人,其整个系统速率比之设定,若就具有相同路径的工作而言,倘因负荷大小的关系而需要不同的速率时,可适度加以调节。此外,该速率比在重复操作时,每一轴的速率除受各轴本身既定位移速率比影响外,更受存在资料记忆体中每一点的操作速率码所影响。该操作速率码系于教导时,经教导按键所设定每一点与点之间的相对速率,同时亦由驾驭速率码决定整个系统结构之工作速率比为其特征者。7.如请求专利部份第1.项所述之机械人,其中控制系统之服务码系可将位置教导时所得位置资料加以程式化,可利用读入资料与输出资料而与其他系统联系,可使系统增加一些特殊的控制方法,而使系统更具变化,及可改变某些状态或改变记录器之値,以便在执行条件分歧服务码时,作适当分歧为其特征者。 |
