一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的機器人示教系統(tǒng)可分為三類:示教再現(xiàn)方式、離線編程方式、基于虛擬現(xiàn)實方式。
[0003]示教再現(xiàn)方式，也稱為直接示教再現(xiàn)，也稱為直接示教，就是指我們通常所說的手把手示教，由人直接搬動機器人的手臂對機器人進行示教，如示教盒示教或操作桿示教等。要求操作員具有相當?shù)膶I(yè)知識和熟練的操作技能，并需要現(xiàn)場近距離示教操作，因而具有一定的危險性，安全性較差。該方法需專業(yè)人員手持編程工具、逐點示教，在編程過程中，專業(yè)人員逐點手動輸入坐標、再逐點示教而成，其加工精度取決于示教人員的經(jīng)驗，非常不穩(wěn)定。
[0004]離線編程方式是基于CAD/CAM的機器人離線編程示教，是利用計算機圖形學的成果，建立起機器人及其工作環(huán)境的模型，使用某種機器人編程語言，通過對圖形的操作和控制，離線計算和規(guī)劃出機器人的作業(yè)軌跡，然后對編程的結果進行三維圖形仿真生成機器人可執(zhí)行代碼下載到機器人控制器中。示教過程繁瑣、費時，需要根據(jù)作業(yè)任務反復調整機器人的動作軌跡姿態(tài)與位置，時效性較差。
[0005]基于虛擬現(xiàn)實方式是虛擬現(xiàn)實作為高端的人機接口，允許用戶通過聲、像、力以及圖形等多種交互設備實時地與虛擬環(huán)境交互。根據(jù)用戶的指揮或動作提示，示教或監(jiān)控機器人進行復雜的作業(yè)。利用虛擬現(xiàn)實技術進行機器人示教是機器人學中新興的研究方向。現(xiàn)有機器人路徑識別使用控制面板(示教器)/操縱桿大跨度用機器人逐點輸入坐標點進行“示教”。在整個過程中機器人要實時在線“示教”的停機，不能使用CAD數(shù)據(jù)。而用“離線”編程則需要完整實際的CAD數(shù)據(jù)和相當熟練的專家，在實際環(huán)境中還需要測試和校正。需要訓練有素的機器人編程員，或熟練的CAD專家。利用紅外攝像頭進行路徑定位跟蹤識別已得到廣泛應用，但能將測量路徑轉換成機器人語言并使機器人能重復路徑的技術應用在國內尚屬空白。
【實用新型內容】
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型目的在于提供一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，能夠直觀快速地建立機器人的運行軌跡，機器人可精準的重復指定的路徑并按指令完成加工工序。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，包括機器人控制器、PC機、照相機、紅外線跟蹤模塊，所述機器人控制器與所述PC機連接，所述機器人控制器還與機器人連接，所述PC機內設有三維仿真系統(tǒng)自動生成機器人路徑識別程序軟件，所述PC機與所述照相機連接，所述照相機內設有紅外線傳感器，所述紅外線跟蹤模塊包括可自由移動探頭和紅外線發(fā)射器。
[0008]優(yōu)選地，所述紅外發(fā)射器的發(fā)射范圍為I?8m。
[0009]優(yōu)選地，所述移動探頭的測量區(qū)域4x2x2m。
[0010]優(yōu)選地，所述PC機與所述機器人控制器的接口為API，易于客戶軟件的集成應用。[0011 ]優(yōu)選地，還包括掃描儀，所述掃描儀與所述PC機連接。
[0012]如上所述，本實用新型提供的一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，具有以下有益效果:能直觀快速地建立機器人的運行軌跡，只需簡單的比劃一下路徑，機器人即可精準的重復指定的路徑并按指令完成加工工序，如焊接、切割、涂膠等?？梢栽谡鎸嵉墓ぜ?，也可在機器人工作站外執(zhí)行，以便利于機器人生產(chǎn)加工的有效性。能進行3D模型建立，逆向工程等，還可以直接進行機器人加工設計，適用于超大型復雜工件;標準3D建模精度45μ，測量區(qū)域4x2x2m;提供開放的應用軟件接口 API，易于客戶軟件的集成應用。高可靠性，靈巧的系統(tǒng)設計，便于攜帶到工程現(xiàn)場使用；與機器人無縫對接，可以立即生成機器人語言，機器人可以在指令下進行相關工作，如焊接，切割，涂膠，質檢等加工。
【附圖說明】
[0013]圖1為一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)的示意圖。
[0014]丨一機器人控制器，2一 PC機，3 一照相機，4 一紅外線跟蹤模塊，5 一掃描儀，6 一機器人。
【具體實施方式】
[0015]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0016]請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0017]如圖1所示，本實用新型提供一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，包括機器人控制器1、PC機2、照相機3、紅外線跟蹤模塊4，所述機器人控制器I與所述PC機2連接，所述機器人控制器I還與機器人6連接，所述PC機2內設有三維仿真系統(tǒng)自動生成機器人路徑識別程序軟件，所述PC機2與所述照相機3連接，所述照相機3內設有紅外線傳感器，所述紅外線跟蹤模塊4包括可自由移動探頭和紅外線發(fā)射器。
[0018]在本實施例中，所述紅外發(fā)射器的發(fā)射范圍為I?8m。
[0019]在本實施例中，所述移動探頭的測量區(qū)域4x2x2m。
[0020]在本實施例中，所述PC機2與所述機器人控制器I的接口為API，易于客戶軟件的集成應用。
[0021 ]在本實施例中，還包括掃描儀5，所述掃描儀5與所述PC機2連接。
[0022]PC機2內的三維仿真系統(tǒng)自動生成機器人路徑識別程序軟件采用標準3D建模，其建模精度為45μ。
[0023]進行三維路徑建立時，首先用手持指示儀對空間坐標原點，加工工具中心點(TCP)和機器人基坐標進行確認矯正。同時建立程序坐標轉換對應:機器人基座標與加工工具中心點，加工工具中心點至照相機，工件至機器人基座標的對應。然后手持指示掃描儀，使指示掃描儀的指針對著測量路徑，并沿著路徑走過，指針不需觸碰路徑，只需簡單劃過。其次根據(jù)被采集的數(shù)據(jù)，通過軟件分析可以得出測量點的時間_坐標曲線，測量點的3D坐標，被測物體的6個自由度坐標，被測點或被測物體的速度，并自動生成機器人三維路徑編程，直觀和方便地建立機器人運行路徑。最后，仿真軟件EASYR0B集成提供機器人各種工藝運行加工的指令和程序，包括焊接、切割、涂膠、質檢等。
[0024]機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)通過一個紅外測量和跟蹤系統(tǒng)，將可靈活自由移動探針的位置信號通過紅外線傳輸設備傳輸?shù)絺鞲衅魃?。自由移動探頭配備有發(fā)射范圍可達8米距離的紅外發(fā)射器，移動探頭的確切位置由高敏度照相機記錄并通過圖像演算法和計算機軌跡算法轉換為機器人語言，達到機器人三維路徑智能識別功能，可以立即進行如焊接，涂膠，質量檢測，醫(yī)療等領域的機器人應用。
[0025]綜上所述，本實用新型提供一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，能直觀快速地建立機器人的運行軌跡，只需簡單的比劃一下路徑，機器人即可精準的重復指定的路徑并按指令完成加工工序，如焊接、切割、涂膠等。可以在真實的工件上，也可在機器人工作站外執(zhí)行，以便利于機器人生產(chǎn)加工的有效性。能進行3D模型建立，逆向工程等，還可以直接進行機器人加工設計，適用于超大型復雜工件;標準3D建模精度45μ，測量區(qū)域4x2x2m;提供開放的應用軟件接口 API，易于客戶軟件的集成應用。高可靠性，靈巧的系統(tǒng)設計，便于攜帶到工程現(xiàn)場使用；與機器人無縫對接，可以立即生成機器人語言，機器人可以在指令下進行相關工作，如焊接，切割，涂膠，質檢等加工。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0026]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:包括機器人控制器、PC機、照相機、紅外線跟蹤模塊，所述機器人控制器與所述PC機連接，所述機器人控制器還與機器人連接，所述PC機內設有三維仿真系統(tǒng)自動生成機器人路徑識別程序軟件，所述PC機與所述照相機連接，所述照相機內設有紅外線傳感器，所述紅外線跟蹤模塊包括可自由移動探頭和紅外線發(fā)射器，還包括掃描儀，所述掃描儀與所述PC機連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外發(fā)射器的發(fā)射范圍為I?8m。3.根據(jù)權利要求2所述的一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述移動探頭的測量區(qū)域4x2x2m。
【專利摘要】本實用新型提供一種機器人三維路徑智能識別跟蹤系統(tǒng)，包括機器人控制器、PC機、照相機、紅外線跟蹤模塊，所述機器人控制器與所述PC機連接，所述機器人控制器還與機器人連接，所述PC機內設有三維仿真系統(tǒng)自動生成機器人路徑識別程序軟件，所述PC機與所述照相機連接，所述照相機內設有紅外線傳感器，所述紅外線跟蹤模塊包括可自由移動探頭和紅外線發(fā)射器。能直觀快速地建立機器人的運行軌跡，只需簡單的比劃一下路徑，機器人即可精準的重復指定的路徑并按指令完成加工工序，如焊接、切割、涂膠等?？梢栽谡鎸嵉墓ぜ?，也可在機器人工作站外執(zhí)行，以便利于機器人生產(chǎn)加工的有效性。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號】CN205353759
【申請?zhí)枴緾N201520937744
【發(fā)明人】趙瑞文, 謝爽, 毛曉強
【申請人】蘇州益?？挡牧峡萍加邢薰?br>【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年11月23日