專利名稱：一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，使用機(jī)器人進(jìn)行高柔性的自動(dòng)化生產(chǎn)已成為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展趨勢。機(jī)器人在工作前需要預(yù)先設(shè)定其工作軌跡，目前以傳統(tǒng)的示教再現(xiàn)為主，這就要求工件安裝位置固定，同時(shí)當(dāng)工件較復(fù)雜或者自動(dòng)化程度較高時(shí)，機(jī)器人也無法正常工作；離線編程技術(shù)以其自動(dòng)化程度更高、生產(chǎn)效率更好、生產(chǎn)環(huán)境更加安全等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛發(fā)展，但其對工件的加工和裝配尺寸精度要求較高，需對所得結(jié)果進(jìn)行修正，這樣便降低了整個(gè)軌跡生成的速度。為了能夠快速準(zhǔn)確的得到機(jī)器人工作軌跡，開始借助于外部傳感器的作用，主要包括接觸式傳感器和激光傳感器，接觸式傳感器精度較高，但同樣當(dāng)工件復(fù)雜時(shí)其并不能得到完整的機(jī)器人工作軌跡。激光視覺傳感器以其靈敏度和測量精度高，抗電磁場干擾能力強(qiáng)，可以遠(yuǎn)離電弧強(qiáng)光、強(qiáng)熱區(qū)，與工件無接觸及檢測區(qū)域大等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛關(guān)注，經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)專利檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?2151077. 6，發(fā)明名稱“型鋼機(jī)器人切割與劃線系統(tǒng)的激光定距方法”，該發(fā)明通過軟件指令控制激光傳感器在型鋼表面上方移動(dòng)，從而得到工件的距離信息，經(jīng)后續(xù)的計(jì)算處理完成型鋼的機(jī)器人切割與劃線軌跡生成，提高了測量精度與速度并且降低了對型鋼原始狀態(tài)的要求，但專利僅限于型鋼的切割與劃線應(yīng)用范圍，且并無進(jìn)一步分析機(jī)器人工作過程中可能存在的姿態(tài)變化，同時(shí)對于整個(gè)方法的運(yùn)算速度并無詳細(xì)闡述；文獻(xiàn)[白鳳民，焦佳能，費(fèi)群星，三維視覺在激光焊接機(jī)器人離線編程系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]，電焊機(jī)，2010，40 (10) :34-36]，通過視覺傳感器采集焊縫圖像，并經(jīng)圖像處理和坐標(biāo)變換，獲取空間焊縫的準(zhǔn)確坐標(biāo)，直接用于空間曲線焊縫的焊接，結(jié)果抗干擾強(qiáng)且精度較高，但是由于獲取的為圖像信息，處理與計(jì)算過程較復(fù)雜，降低了機(jī)器人的工作效率。針對現(xiàn)有技術(shù)中軌跡生成速度較慢、當(dāng)工件復(fù)雜時(shí)不能得到完整的機(jī)器人工作軌跡的問題，提出一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置是機(jī)器人工程技術(shù)領(lǐng)域目前急待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置，通過建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，接著采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，然后對采集的信息進(jìn)行處理，最終依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，本方案可快速、準(zhǔn)確的得到機(jī)器人工作軌跡，既保證工作質(zhì)量，又縮短了機(jī)器人生產(chǎn)節(jié)拍，提高了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法，包括
步驟一、建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊；步驟二、采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息；步驟三、對采集的信息進(jìn)行處理；步驟四、依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡。優(yōu)選的，上述步驟一中，進(jìn)一步包括機(jī)器人系統(tǒng)，由機(jī)器人本體、外部軸直線導(dǎo)軌與機(jī)器人控制柜組成。優(yōu)選的，上述步驟一中，是建立工控機(jī)與激光傳感器的通訊以及工控機(jī)與機(jī)器人控制柜的通訊。優(yōu)選的，建立工控機(jī)與激光傳感器的通訊以及工控機(jī)與機(jī)器人控制柜的通訊分別通過數(shù)據(jù)采集卡和以太網(wǎng)。優(yōu)選的，上述步驟一中，激光傳感器為基恩士高速、高精確CCD激光位移傳感器。優(yōu)選的，上述激光傳感器剛性固定于機(jī)器人本體末端關(guān)節(jié)上。優(yōu)選的，上述工控機(jī)主要包含網(wǎng)卡、數(shù)據(jù)采集卡。優(yōu)選的，上述步驟二中，是獲取激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，由機(jī)器人帶動(dòng)激光傳感器沿直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，通過激光傳感器的掃描作用獲取的工件的高度信息(Z方向)，通過讀取直線導(dǎo)軌的編碼器得到工件的長度信息(X方向)，掃描時(shí)工件Y方向信息為一固定值，通過安裝夾具保證，信息獲取模塊通過通訊模塊分別實(shí)時(shí)獲取工件三個(gè)方向的信息，且信息為并行傳輸，不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)對應(yīng)性通過采樣頻率保證。優(yōu)選的，上述步驟三中，是將對采集的信息進(jìn)行處理與提取，包括但不限于冗余點(diǎn)去除，均值濾波，特征點(diǎn)提取等。優(yōu)選的，上述步驟四中，是依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，當(dāng)手工示教機(jī)器人工作時(shí)的初始點(diǎn)以及工作時(shí)用到的所有姿態(tài)，根據(jù)處理的數(shù)據(jù)相對于初始點(diǎn)位置和全部姿態(tài)的對應(yīng)關(guān)系得到整個(gè)工作軌跡。一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成裝置，包括通訊單元、采集單元、數(shù)據(jù)處理單元及軌跡生成單元，通過建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，接著采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，然后對采集的信息進(jìn)行處理，最終依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡。優(yōu)選的，進(jìn)一步包括激光傳感器、機(jī)器人系統(tǒng)及工控機(jī)。優(yōu)選的，上述機(jī)器人系統(tǒng)由機(jī)器人本體、外部軸直線導(dǎo)軌與機(jī)器人控制柜組成。優(yōu)選的，上述通訊單元用于建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊。優(yōu)選的，上述采集單元用于采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信肩、ο優(yōu)選的，上述數(shù)據(jù)處理單元用于對采集的信息進(jìn)行處理，包括但不限于冗余點(diǎn)去除，均值濾波，特征點(diǎn)提取。優(yōu)選的，上述軌跡生成單元用于依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡。綜上所述，本發(fā)明提供了一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置，通過建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，接著采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，然后對采集的信息進(jìn)行處理，最終依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，本方案可快速、準(zhǔn)確的得到機(jī)器人工作軌跡，既保證工作質(zhì)量，又縮短了機(jī)器人生產(chǎn)節(jié)拍，提高了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施例的裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置，通過建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，接著采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，然后對采集的信息進(jìn)行處理，最終依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，本方案可快速、準(zhǔn)確的得到機(jī)器人工作軌跡，既保證工作質(zhì)量，又縮短了機(jī)器人生產(chǎn)節(jié)拍，提高了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本方案的主要思路為本發(fā)明實(shí)施例主要包括激光傳感器、機(jī)器人系統(tǒng)和工控機(jī)等。機(jī)器人帶動(dòng)激光傳感器沿機(jī)器人系統(tǒng)中的外部軸直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，對工件表面進(jìn)行掃描，通過激光傳感器獲取工件高度方向信息，通過直線導(dǎo)軌的編碼器數(shù)值獲取工件長度方向上信息，工件寬度方向信息默認(rèn)已知，三個(gè)方向信息均為實(shí)時(shí)采集且并行傳輸給工控機(jī)。工控機(jī)中的控制程序獲取信息后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后結(jié)合示教的機(jī)器人工作起始點(diǎn)及全部姿態(tài)信息，得到機(jī)器人工作軌跡。即機(jī)器人帶動(dòng)激光傳感器沿外部軸直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)掃描工件表面，并將所獲取的信息及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)信息傳輸至工控機(jī)，工控機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后快速生成軌跡并傳輸至機(jī)器人得到運(yùn)動(dòng)程序，機(jī)器人根據(jù)程序控制完成整個(gè)工作任務(wù)。本發(fā)明對于加工位置無法通過示教或者離線編程準(zhǔn)確獲取的工件，可以快速、準(zhǔn)確的得到機(jī)器人工作軌跡，既保證工作質(zhì)量，又縮短了機(jī)器人生產(chǎn)節(jié)拍，提高了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，因此滿足現(xiàn)代實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的需要，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法，如圖1所示，具體步驟包括步驟一、建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊；具體而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，主要包含機(jī)器人系統(tǒng)、激光傳感器以及工控機(jī)。機(jī)器人系統(tǒng)包括機(jī)器人本體、外部軸直線導(dǎo)軌與機(jī)器人控制柜。在本方案中，將建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，以便機(jī)器人系統(tǒng)、激光傳感器以及工控機(jī)間的數(shù)據(jù)采集和傳輸。即建立工控機(jī)與激光傳感器的通訊以及工控機(jī)與機(jī)器人控制柜的通訊，且分別由數(shù)據(jù)采集卡和以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的，在本方案中，機(jī)器人系統(tǒng)負(fù)責(zé)搭載激光傳感器運(yùn)動(dòng)完成信息獲取以及實(shí)際工作任務(wù)，同時(shí)負(fù)責(zé)將機(jī)器人本體以及外部軸導(dǎo)軌的位置姿態(tài)參數(shù)輸入至工控機(jī)以及接受工控機(jī)軌跡參數(shù)得到運(yùn)動(dòng)程序，工件長度方向的信息由外部軸導(dǎo)軌編碼器獲取。進(jìn)一步的，在本方案中，激光傳感器為基恩士(KEYENCE)高速、高精確CXD激光位移傳感器，它剛性固定于機(jī)器人本體末端關(guān)節(jié)上。激光傳感器負(fù)責(zé)掃描工件表面獲取工件高度信息，并將得到的工件位置信息經(jīng)數(shù)據(jù)線輸出至工控機(jī)，由數(shù)據(jù)采集卡接收。進(jìn)一步的，在本方案中，工控機(jī)是本方案的核心，它分別與機(jī)器人系統(tǒng)以及激光傳感器進(jìn)行交互，并進(jìn)行信息的融合與處理。工控機(jī)的控制程序通過數(shù)據(jù)采集卡從激光傳感器獲取工件位置信息，并通過以太網(wǎng)獲取從機(jī)器人控制柜獲取機(jī)器人本體及外部軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息?？刂瞥绦?qū)Λ@取的工件位置信息和相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和特征提取，并且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成機(jī)器人可識別的軌跡，然后通過以太網(wǎng)將軌跡信息輸出至機(jī)器人，生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)程序，由此控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)完成整個(gè)工作過程。具體而言，在本方案中，工控機(jī)主要包含網(wǎng)卡、數(shù)據(jù)采集卡等。網(wǎng)卡用以通過網(wǎng)線與機(jī)器人控制柜進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)采集卡用于通過數(shù)據(jù)線與激光傳感器進(jìn)行信息交互。工控機(jī)上安裝有整個(gè)工作過程的控制程序。步驟二、采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息；具體而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，是獲取激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，在本方案中，機(jī)器人帶動(dòng)激光傳感器沿直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，通過激光傳感器的掃描作用獲取的工件的高度信息(設(shè)為Z方向)，通過讀取直線導(dǎo)軌的編碼器得到工件的長度信息(設(shè)為X方向)，掃描時(shí)工件Y方向信息為一固定值，通過安裝夾具保證，信息獲取模塊通過通訊模塊分別實(shí)時(shí)獲取工件三個(gè)方向的信息，且信息為并行傳輸，不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)對應(yīng)性通過采樣頻率保證。步驟三、對采集的信息進(jìn)行處理；具體而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，將對采集的信息進(jìn)行處理與提取，包括但不限于冗余點(diǎn)去除，均值濾波，特征點(diǎn)提取等。步驟四、依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡。具體而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，是依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，在本方案具體實(shí)施時(shí)，可手工示教機(jī)器人工作時(shí)的初始點(diǎn)以及工作時(shí)用到的所有姿態(tài)，根據(jù)處理的數(shù)據(jù)相對于初始點(diǎn)位置和全部姿態(tài)的對應(yīng)關(guān)系得到整個(gè)工作軌跡。另外，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成裝置。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成示意圖。一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成裝置，包括通訊單元11、采集單元22、數(shù)據(jù)處理單元33及軌跡生成單元44。通訊單元11，用于建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊；具體而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，主要包含機(jī)器人系統(tǒng)、激光傳感器以及工控機(jī)。機(jī)器人系統(tǒng)包括機(jī)器人本體、外部軸直線導(dǎo)軌與機(jī)器人控制柜。在本方案中，將建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，以便機(jī)器人系統(tǒng)、激光傳感器以及工控機(jī)間的數(shù)據(jù)采集和傳輸。即建立工控機(jī)與激光傳感器的通訊以及工控機(jī)與機(jī)器人控制柜的通訊，且分別由數(shù)據(jù)采集卡和以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的，機(jī)器人控制柜與工控機(jī)之間通過以太網(wǎng)通訊，用以將機(jī)器人及外部直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸給工控機(jī)，將工控機(jī)得到的工作軌跡輸出給機(jī)器人；激光傳感器與工控機(jī)之間通過數(shù)據(jù)采集卡通訊，用以將傳感器掃描得到的信息輸出給工控機(jī)。進(jìn)一步的，在本方案中，機(jī)器人系統(tǒng)負(fù)責(zé)搭載激光傳感器運(yùn)動(dòng)完成信息獲取以及實(shí)際工作任務(wù)，同時(shí)負(fù)責(zé)將機(jī)器人本體以及外部軸導(dǎo)軌的位置姿態(tài)參數(shù)輸入至工控機(jī)以及接受工控機(jī)軌跡參數(shù)得到運(yùn)動(dòng)程序，工件長度方向的信息由外部軸導(dǎo)軌編碼器獲取。進(jìn)一步的，在本方案中，激光傳感器為基恩士(KEYENCE)高速、高精確CXD激光位移傳感器，它剛性固定于機(jī)器人本體末端關(guān)節(jié)上。激光傳感器負(fù)責(zé)掃描工件表面獲取工件高度信息，并將得到的工件位置信息經(jīng)數(shù)據(jù)線輸出至工控機(jī)，由數(shù)據(jù)采集卡接收。進(jìn)一步的，在本方案中，工控機(jī)是本方案的核心，它分別與機(jī)器人系統(tǒng)以及激光傳感器進(jìn)行交互，并進(jìn)行信息的融合與處理。工控機(jī)的控制程序通過數(shù)據(jù)采集卡從激光傳感器獲取工件位置信息，并通過以太網(wǎng)獲取從機(jī)器人控制柜獲取機(jī)器人本體及外部軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息?？刂瞥绦?qū)Λ@取的工件位置信息和相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和特征提取，并且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成機(jī)器人可識別的軌跡，然后通過以太網(wǎng)將軌跡信息輸出至機(jī)器人，生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)程序，由此控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)完成整個(gè)工作過程。具體而言，在本方案中，工控機(jī)需要包括網(wǎng)卡、數(shù)據(jù)采集卡等。網(wǎng)卡用以通過網(wǎng)線與機(jī)器人控制柜進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)采集卡用于通過數(shù)據(jù)線與激光傳感器進(jìn)行信息交互。工控機(jī)上安裝有整個(gè)工作過程的控制程序。采集單元22，用于采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息；具體而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，是獲取激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，在本方案中，機(jī)器人帶動(dòng)激光傳感器沿直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，通過激光傳感器的掃描作用獲取的工件的高度信息(設(shè)為Z方向)，通過讀取直線導(dǎo)軌的編碼器得到工件的長度信息(設(shè)為X方向)，掃描時(shí)工件Y方向信息為一固定值，通過安裝夾具保證，信息獲取模塊通過通訊模塊分別實(shí)時(shí)獲取工件三個(gè)方向的信息，不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)對應(yīng)性通過采樣頻率保證。數(shù)據(jù)處理單元33，用于對采集的信息進(jìn)行處理；具體而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，將對采集的信息進(jìn)行處理與提取，包括但不限于冗余點(diǎn)去除，均值濾波，特征點(diǎn)提取。軌跡生成單元44，用于依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡。具體而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，是依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，在本方案具體實(shí)施時(shí)，可手工示教機(jī)器人工作時(shí)的初始點(diǎn)以及工作時(shí)用到的所有姿態(tài)，根據(jù)處理的數(shù)據(jù)相對于初始點(diǎn)位置和全部姿態(tài)的對應(yīng)關(guān)系得到整個(gè)工作軌跡。圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施例的裝置示意圖。主要包含機(jī)器人系統(tǒng)、激光傳感器以及工控機(jī)。機(jī)器人系統(tǒng)包括機(jī)器人本體、外部軸直線導(dǎo)軌與機(jī)器人控制柜。在本方案中將建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，以便機(jī)器人系統(tǒng)、激光傳感器以及工控機(jī)間的數(shù)據(jù)采集和傳輸。即建立工控機(jī)與激光傳感器的通訊以及工控機(jī)與機(jī)器人控制柜的通訊，是分別由數(shù)據(jù)采集卡和以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。激光傳感器為基恩士(KEYENCE)高速、高精確CCD激光位移傳感器，它剛性固定于機(jī)器人本體末端關(guān)節(jié)上。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如
8果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，也可以存儲在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。綜上所述，本文提供了一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置，通過建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，接著采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，然后對采集的信息進(jìn)行處理，最終依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，本方案可快速、準(zhǔn)確的得到機(jī)器人工作軌跡，既保證工作質(zhì)量，又縮短了機(jī)器人生產(chǎn)節(jié)拍，提高了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。以上對本發(fā)明所提供的一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方案；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法，其特征在于，所述方法包括步驟一、建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊；步驟二、采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息；步驟三、對采集的信息進(jìn)行處理；步驟四、依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟一中，進(jìn)一步包括機(jī)器人系統(tǒng)，由機(jī)器人本體、外部軸直線導(dǎo)軌與機(jī)器人控制柜組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟一中，是建立工控機(jī)與激光傳感器的通訊以及工控機(jī)與機(jī)器人控制柜的通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，建立工控機(jī)與激光傳感器的通訊以及工控機(jī)與機(jī)器人控制柜的通訊分別通過數(shù)據(jù)采集卡和以太網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟一中，激光傳感器為基恩士高速、高精確CCD激光位移傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述激光傳感器剛性固定于機(jī)器人本體末端關(guān)節(jié)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工控機(jī)主要包含網(wǎng)卡、數(shù)據(jù)采集卡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟二中，是獲取激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，由機(jī)器人帶動(dòng)激光傳感器沿直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，通過激光傳感器的掃描作用獲取的工件的高度信息(Z方向)，通過讀取直線導(dǎo)軌的編碼器得到工件的長度信息(X方向)，掃描時(shí)工件Y方向信息為一固定值，通過安裝夾具保證，信息獲取模塊通過通訊模塊分別實(shí)時(shí)獲取工件三個(gè)方向的信息，且信息為并行傳輸，不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)對應(yīng)性通過采樣頻率保證。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三中，是將對采集的信息進(jìn)行處理與提取，包括冗余點(diǎn)去除，均值濾波，特征點(diǎn)提取等。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟四中，是依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，當(dāng)手工示教機(jī)器人工作時(shí)的初始點(diǎn)以及工作時(shí)用到的所有姿態(tài)，根據(jù)處理的數(shù)據(jù)相對于初始點(diǎn)位置和全部姿態(tài)的對應(yīng)關(guān)系得到整個(gè)工作軌跡。
11.一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成裝置，其特征在于，所述裝置包括通訊單元、采集單元、數(shù)據(jù)處理單元及軌跡生成單元，通過建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，接著采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，然后對采集的信息進(jìn)行處理，最終依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括激光傳感器、機(jī)器人系統(tǒng)及工控機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的檢測裝置，其特征在于，所述機(jī)器人系統(tǒng)由機(jī)器人本體、外部軸直線導(dǎo)軌與機(jī)器人控制柜組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述通訊單元用于建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述采集單元用于采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元用于對采集的信息進(jìn)行處理，包括冗余點(diǎn)去除，均值濾波，特征點(diǎn)提取。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述軌跡生成單元用于依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于激光傳感的機(jī)器人軌跡生成方法及裝置，通過建立工控機(jī)與激光傳感器和機(jī)器人控制柜間的通訊，接著采集激光傳感器采集的信息以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，然后對采集的信息進(jìn)行處理，最終依據(jù)數(shù)據(jù)處理后的信息生成機(jī)器人可識別的工作軌跡，本方案可快速、準(zhǔn)確的得到機(jī)器人工作軌跡，既保證工作質(zhì)量，又縮短了機(jī)器人生產(chǎn)節(jié)拍，提高了整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。
文檔編號G05D1/02GK102566574SQ201210019028
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者朱振友, 李定坤, 林濤, 王健, 陳華斌 申請人:北人機(jī)器人系統(tǒng)(蘇州)有限公司