工業(yè)機(jī)器人示教方法和示教文件制作方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及工業(yè)機(jī)器人示教方法和示教文件制作方法。在記錄使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程中的節(jié)點(diǎn)信息，形成反映該模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組后，對(duì)模擬操作過程中符合預(yù)設(shè)條件的節(jié)點(diǎn)信息組進(jìn)行修改，然后把反映示教操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組制成示教文件。在模擬操作過程的記錄步驟中，只需要簡(jiǎn)單的引導(dǎo)機(jī)械臂完成對(duì)應(yīng)的操作，由修改步驟完成對(duì)節(jié)點(diǎn)信息的補(bǔ)充修改，大大減少了示教數(shù)據(jù)的處理量，并且使其機(jī)器人運(yùn)行軌跡和操作動(dòng)作更符合操作任務(wù)的要求。對(duì)于機(jī)器人示教文件制作方法，可以通過建立功能模塊，組合成功能模塊構(gòu)架，由存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施。
【專利說明】
工業(yè)機(jī)器人示教方法和示教文件制作方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及工業(yè)機(jī)器人示教方法和示教文件制作方法。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人示教文件制作方法，可以通過建立功能模塊，組合成功能模塊構(gòu)架，由存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求越來越大，機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)的市場(chǎng)也越來越大。現(xiàn)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)器人大都具有示教控制功能，可進(jìn)行機(jī)器人語言編程，通過示教編程存儲(chǔ)起來的工作程序可重復(fù)工作，適用于大批量的工業(yè)生產(chǎn)。而機(jī)器人的編程能力極大的決定了工業(yè)機(jī)器人在使用過程中功能的靈活性和操作的精準(zhǔn)度。
[0003]常用的示教模式有兩種，一種是通過計(jì)算機(jī)軟件直接編寫機(jī)器人的機(jī)械臂的空間位置，并定義各個(gè)位置點(diǎn)的先后順序，形成機(jī)器人的運(yùn)行軌跡。這種方式需要進(jìn)行大量的計(jì)算和空間位置設(shè)定等程序編輯工作，對(duì)編程人員的要求很高。另一種是由人工操作引導(dǎo)機(jī)械模擬裝置一一如示教器一一來控制機(jī)器人的末端執(zhí)行器位移到預(yù)設(shè)的作業(yè)點(diǎn)來完成預(yù)期的動(dòng)作，機(jī)器人的存儲(chǔ)器記錄下機(jī)器人各個(gè)機(jī)械臂的運(yùn)行軌跡，形成示教文件。這種方式下機(jī)器人在示教過程中記錄下大量的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的工作給操作人員帶來極大的負(fù)擔(dān)，而且工作效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種減少示教數(shù)據(jù)的處理量，并且能夠根據(jù)需要對(duì)機(jī)器人運(yùn)行軌跡進(jìn)行調(diào)整的示教方法，以及能夠?qū)崿F(xiàn)這種示教方法的工業(yè)機(jī)器人示教文件的制作方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
提供一種工業(yè)機(jī)器人示教方法，包括:
記錄步驟:記錄使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程中的節(jié)點(diǎn)信息，形成反映該模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組；
成文步驟:根據(jù)節(jié)點(diǎn)信息組，制成示教文件；
在記錄步驟與成文步驟之間有修改步驟如下:若根據(jù)節(jié)點(diǎn)信息組中的節(jié)點(diǎn)信息，能夠找出模擬操作過程中有符合預(yù)設(shè)條件的動(dòng)作，則相應(yīng)地對(duì)節(jié)點(diǎn)信息組進(jìn)行修改，從而使得節(jié)點(diǎn)信息組所反映的是在該模擬操作的基礎(chǔ)上相應(yīng)地修改而成的示教操作過程。
[0006]還提供一種工業(yè)機(jī)器人示教文件制作方法，針對(duì)反映使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組，執(zhí)行示教方法中的修改步驟，然后執(zhí)行示教方法中的成文步驟。
[0007]本發(fā)明的有益效果:在記錄使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程中的節(jié)點(diǎn)信息，形成反映該模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組后，找出模擬操作過程中符合預(yù)設(shè)條件的動(dòng)作，對(duì)其相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)信息組進(jìn)行修改，然后把反映示教操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組制成示教文件。在模擬操作過程的記錄步驟中，只需要簡(jiǎn)單的引導(dǎo)機(jī)器人的機(jī)械臂完成對(duì)應(yīng)的操作，記錄節(jié)點(diǎn)信息，不需要對(duì)機(jī)器人各個(gè)機(jī)械臂的所有動(dòng)作進(jìn)行精確的設(shè)定和處理。由修改步驟完成對(duì)節(jié)點(diǎn)信息的補(bǔ)充修改，大大減少了示教數(shù)據(jù)的處理量，并且能夠根據(jù)需要對(duì)機(jī)器人運(yùn)行軌跡和操作動(dòng)作進(jìn)行修改，使其更符合操作任務(wù)的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0008]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0009]使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行批量生產(chǎn)工作時(shí)，為使機(jī)器人完成規(guī)定的操作，需要在生產(chǎn)前由操作者把作業(yè)的運(yùn)行軌跡和作業(yè)動(dòng)作預(yù)先設(shè)定在機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，即需要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行軌跡和末端執(zhí)行器的作業(yè)操作進(jìn)行示教，從而確保能夠完成預(yù)計(jì)的操作任務(wù)。
[0010]本實(shí)施例中的工業(yè)機(jī)器人包括控制器、編碼器、存儲(chǔ)器、機(jī)械臂和用于夾取操作的末端執(zhí)行器。示教開始時(shí)，按下機(jī)器人控制面板上的示教按鈕，機(jī)器人優(yōu)先執(zhí)行復(fù)位操作，各個(gè)機(jī)械臂位移到預(yù)設(shè)的相對(duì)基座坐標(biāo)系原點(diǎn)的初始位置，以便通過各個(gè)機(jī)械臂相對(duì)基座坐標(biāo)系原點(diǎn)的位移距離和方向計(jì)算末端執(zhí)行器的位置。每個(gè)機(jī)械臂都位移到初始位置后，控制器發(fā)出示教模式啟動(dòng)信號(hào)，開始示教程序的模擬操作。在示教程序的模擬操作下，控制器釋放對(duì)機(jī)器人的控制，機(jī)器人各個(gè)機(jī)械臂可以通過使用者的手動(dòng)推動(dòng)動(dòng)作來完成轉(zhuǎn)動(dòng)、位移等操作。使用者根據(jù)操作任務(wù)需要的軌跡和路徑推動(dòng)機(jī)械臂，使末端執(zhí)行器抵達(dá)工件上方的預(yù)設(shè)距離處，停留一段時(shí)間后位移到操作任務(wù)的終點(diǎn)，此時(shí)使用者按下操作界面的停止示教按鈕，控制器發(fā)出示教模式終止信號(hào)，結(jié)束示教程序的模擬操作。模擬操作過程中，編碼器記錄下使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程中的節(jié)點(diǎn)信息，形成反映該模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組，并保存在存儲(chǔ)器中。這里的節(jié)點(diǎn)信息可以是周期性的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，也可以是機(jī)械臂的軌跡特征節(jié)點(diǎn)，如位移距離。本實(shí)施例中模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息是周期性的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，編碼器記錄在該時(shí)間節(jié)點(diǎn)下機(jī)器人各個(gè)機(jī)械臂的空間位置、運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向。其中，運(yùn)動(dòng)方向是指機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向或者位移趨勢(shì)方向，在該時(shí)刻下機(jī)械臂的位移趨勢(shì)方向由機(jī)械臂在該時(shí)刻的切線方向確定。
[0011]在模擬操作過程中，只需要簡(jiǎn)單的引導(dǎo)機(jī)器人的機(jī)械臂完成對(duì)應(yīng)的操作，不需要對(duì)機(jī)器人各個(gè)機(jī)械臂的所有動(dòng)作進(jìn)行精確的設(shè)定和處理，大大減少了示教數(shù)據(jù)的處理量。而且在記錄步驟中只需要記錄下示教節(jié)點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)信息，不需要對(duì)機(jī)器人各個(gè)機(jī)械臂的所有動(dòng)作進(jìn)行精確的設(shè)定，也無需立即對(duì)節(jié)點(diǎn)信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以加快模擬操作的速度。
[0012]記錄步驟中保存的節(jié)點(diǎn)信息組可能保存有一些冗余的節(jié)點(diǎn)信息，占用存儲(chǔ)空間。而且對(duì)于記錄步驟中得到的節(jié)點(diǎn)信息組所反映的運(yùn)行軌跡和操作動(dòng)作，使用者可以根據(jù)操作任務(wù)的需要在對(duì)應(yīng)的示教節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行修改。
[0013]模擬操作結(jié)束后，終端處理器讀取存儲(chǔ)器中保存的節(jié)點(diǎn)信息組，對(duì)保存有節(jié)點(diǎn)信息的各個(gè)示教節(jié)點(diǎn)進(jìn)行篩選。如果讀取到機(jī)械臂在一個(gè)示教節(jié)點(diǎn)上的空間位置或運(yùn)動(dòng)方向與其上一個(gè)示教節(jié)點(diǎn)的空間位置或運(yùn)動(dòng)方向一致，即當(dāng)前機(jī)器人沒有做出位移操作或者機(jī)器人做均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，就控制存儲(chǔ)器從節(jié)點(diǎn)信息組中刪除該示教節(jié)點(diǎn)及其保存的節(jié)點(diǎn)信息。機(jī)器人的各個(gè)機(jī)械臂按照各個(gè)示教節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)信息形成運(yùn)行軌跡，終端處理器讀取節(jié)點(diǎn)信息組中的節(jié)點(diǎn)信息，從而找出模擬操作過程中符合預(yù)設(shè)條件的動(dòng)作，并相應(yīng)地對(duì)節(jié)點(diǎn)信息組進(jìn)行修改，使得節(jié)點(diǎn)信息組所反映的運(yùn)行軌跡是在該模擬操作的基礎(chǔ)上相應(yīng)地修改而成的示教操作過程。具體地，在機(jī)械臂的動(dòng)作停止時(shí)自動(dòng)在對(duì)應(yīng)的示教節(jié)點(diǎn)處增加機(jī)械臂的操作任務(wù)，如當(dāng)末端執(zhí)行器暫停在工件上方時(shí)，終端處理器自動(dòng)在該示教節(jié)點(diǎn)處插入末端執(zhí)行器的夾取動(dòng)作。同時(shí)，也可以根據(jù)使用者的修改命令在對(duì)應(yīng)的示教節(jié)點(diǎn)處增加機(jī)械臂的操作任務(wù)，增加的操作任務(wù)的具體參數(shù)可以根據(jù)工件的實(shí)際情況進(jìn)行修改。具體地，在識(shí)別到機(jī)械臂的行動(dòng)軌跡出現(xiàn)直角時(shí)，通過終端處理器中的插補(bǔ)算法把機(jī)械臂彎折時(shí)的運(yùn)行軌跡調(diào)整為平滑的曲線，可以直接修正直角轉(zhuǎn)角的軌跡弧度，使機(jī)械臂在轉(zhuǎn)角時(shí)不需要停滯，形成連續(xù)平滑的運(yùn)行軌跡。
[0014]通常，在記錄步驟中需要適當(dāng)放慢或者加快模擬操作速度以保證獲得更準(zhǔn)確的運(yùn)行軌跡。在機(jī)器人的運(yùn)行軌跡復(fù)雜，如轉(zhuǎn)動(dòng)角度或位移方向變化較大時(shí)，使用者放慢模擬操作的速度以降低在相同時(shí)間間隔內(nèi)記錄的節(jié)點(diǎn)信息的變化量，而在機(jī)器人的機(jī)械臂走直線或者無障礙時(shí)，使用者可以加快示教的速度從而減少冗余數(shù)據(jù)。對(duì)此，可以在修改步驟中對(duì)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，通過修改節(jié)點(diǎn)信息中的加速度、減速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的調(diào)整，使機(jī)械臂依照修改后的節(jié)點(diǎn)信息工作時(shí)更符合操作任務(wù)的要求，其運(yùn)行軌跡可以保持良好的均衡性。同時(shí)，也可以在修改步驟中針對(duì)特定的示教節(jié)點(diǎn)增加對(duì)機(jī)器人外設(shè)的控制，如在機(jī)械臂執(zhí)行操作任務(wù)時(shí)，通過I/o端口控制連接機(jī)器人的吸嘴的吸放等。
[0015]通過記錄使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程中的節(jié)點(diǎn)信息，形成反映該模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組，并經(jīng)過修改步驟中對(duì)各個(gè)示教節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)信息的補(bǔ)充修改，制成示教文件。此時(shí)形成的示教文件，其節(jié)點(diǎn)信息反映的是在人工模擬操作的基礎(chǔ)上修改后的示教操作過程，能夠把更準(zhǔn)確地反映示教操作過程的節(jié)點(diǎn)信息。該示教文件的制作基于本發(fā)明的示教方法，不需要對(duì)機(jī)器人各個(gè)機(jī)械臂的所有動(dòng)作進(jìn)行精確的設(shè)定和處理，大大減少了示教數(shù)據(jù)的處理量，并且能夠根據(jù)需要對(duì)機(jī)器人運(yùn)行軌跡和操作動(dòng)作進(jìn)行修改，使其更符合操作任務(wù)的要求。
[0016]對(duì)于該工業(yè)機(jī)器人示教文件的制作方法，可以通過建立功能模塊，組合成功能模塊構(gòu)架，由存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工業(yè)機(jī)器人不教方法，包括: 記錄步驟:記錄使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程中的節(jié)點(diǎn)信息，形成反映該模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組； 成文步驟:根據(jù)節(jié)點(diǎn)信息組，制成示教文件； 其特征是，在記錄步驟與成文步驟之間有修改步驟如下:若根據(jù)節(jié)點(diǎn)信息組中的節(jié)點(diǎn)信息，找出模擬操作過程中有符合預(yù)設(shè)條件的動(dòng)作，則對(duì)應(yīng)地對(duì)節(jié)點(diǎn)信息組進(jìn)行修改，從而使得節(jié)點(diǎn)信息組所反映的是在該模擬操作的基礎(chǔ)上相應(yīng)地修改而成的示教操作過程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人示教方法，其特征是，所述符合預(yù)設(shè)條件的動(dòng)作是指機(jī)械臂的停止動(dòng)作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)機(jī)器人示教方法，其特征是，對(duì)節(jié)點(diǎn)信息組進(jìn)行的修改所對(duì)應(yīng)的示教操作的修改是:在機(jī)械臂的停止動(dòng)作發(fā)生后，增加機(jī)械臂的操作任務(wù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人示教方法，其特征是，所述符合預(yù)設(shè)條件的動(dòng)作是指機(jī)械臂的彎折動(dòng)作。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)機(jī)器人示教方法，其特征是，對(duì)節(jié)點(diǎn)信息組進(jìn)行的修改所對(duì)應(yīng)的示教操作的修改是:對(duì)機(jī)械臂的彎折動(dòng)作進(jìn)行平滑化調(diào)整。6.根據(jù)權(quán)利要求1、3或5所述的工業(yè)機(jī)器人示教方法，其特征是，對(duì)節(jié)點(diǎn)信息組的修改是自動(dòng)進(jìn)行的/根據(jù)用戶的輸入來進(jìn)行的。7.工業(yè)機(jī)器人示教文件制作方法，其特征是:針對(duì)反映使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組，執(zhí)行權(quán)利要求1?6中任意一項(xiàng)所述的工業(yè)機(jī)器人示教方法中的修改步驟，然后執(zhí)行權(quán)利要求1中的成文步驟。8.工業(yè)機(jī)器人示教文件制作裝置，其特征是:包括執(zhí)行裝置，針對(duì)反映使用者對(duì)機(jī)械臂的模擬操作過程的節(jié)點(diǎn)信息組，執(zhí)行權(quán)利要求1?6中任意一項(xiàng)的修改步驟，然后執(zhí)行權(quán)利要求I中的成文步驟。
【文檔編號(hào)】B25J9/22GK106003067SQ201610550357
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月14日
【發(fā)明人】呂浩松
【申請(qǐng)人】東莞市李群自動(dòng)化技術(shù)有限公司