[發(fā)明專利]用于示教工業(yè)機(jī)器人的方法及根據(jù)該方法設(shè)置的工業(yè)機(jī)器人

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910179948.7
• 申請日: 2009-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN101722517A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米夏埃爾·羅特;馬丁·科爾梅爾;賴納·克拉平格
• 申請（專利權(quán)）人: ABB股份有限公司
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00;B25J9/08
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于示教工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)行程的方法，所述工業(yè)機(jī)器人包括機(jī)座以及至少一個(gè)活動(dòng)的鉸接臂。

背景技術(shù)

為了使工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，通常采用一種操作設(shè)備或類似裝置，由操作人員對(duì)該操作設(shè)備或類似裝置進(jìn)行手動(dòng)操縱。與此同時(shí)，機(jī)器人諸如從一個(gè)位置到另一個(gè)位置或是沿著固定軌跡的運(yùn)動(dòng)通過為此設(shè)置在操作設(shè)備上的操縱桿或通過鍵盤產(chǎn)生的命令來進(jìn)行操縱，也就是說，機(jī)器人跟隨著鍵盤或操縱桿的相應(yīng)調(diào)節(jié)值的運(yùn)動(dòng)命令。通常情況下，操作設(shè)備和控制裝置之間的連接是恒定而不可分的。

對(duì)于軌跡的限定，機(jī)器人或機(jī)器人鉸接臂從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)必要的。諸如工具著手的位置上的示教需要編程人員的經(jīng)驗(yàn)和靈敏的感覺，由此才能夠使元件不會(huì)受到損壞。

當(dāng)然，有時(shí)借助于鍵盤或操縱桿的機(jī)器人的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的編程是非常費(fèi)時(shí)的，這是因?yàn)槊總€(gè)軌跡點(diǎn)都必須單獨(dú)限定，或者必須通過操縱桿使運(yùn)動(dòng)非常平穩(wěn)和精確地得以實(shí)現(xiàn)，從而避免運(yùn)動(dòng)軌跡的每個(gè)錯(cuò)誤或者還能避免在偏移情況下的損壞。

發(fā)明內(nèi)容

由現(xiàn)有技術(shù)可知，本發(fā)明的目的是提供一種如在開頭所述的方法，目前為止該方法是一種較為簡單的方式方法。本發(fā)明的又一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置，該裝置允許盡可能簡單的手動(dòng)操縱。

本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1和權(quán)利要求9的特征得以實(shí)現(xiàn)。

因此，本發(fā)明的方法是作為人工示教過程而設(shè)計(jì)的，其中，機(jī)器人通過手動(dòng)來操縱，并且將每個(gè)到達(dá)的軌跡點(diǎn)進(jìn)行電存儲(chǔ)，從而在示教過程完成之后通過軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)而保存一運(yùn)動(dòng)軌跡。具體包括以下步驟：

a)在所述鉸接臂的自由端設(shè)置具有測量頭的測量系統(tǒng)；

b)在末端操縱裝置上設(shè)置手控裝置，所述末端操縱裝置設(shè)置在所述鉸接臂的設(shè)有所述測量系統(tǒng)的自由端；

c)操作人員對(duì)所述手控裝置進(jìn)行人工操作，以示教機(jī)器人預(yù)定的運(yùn)動(dòng)行程；

d)通過設(shè)有測量頭的所述測量系統(tǒng)來記錄設(shè)在所述鉸接臂自由端的所述手控裝置的每個(gè)位置；

e)將記錄的位置轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

f)將記錄的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)；

g)將傳輸?shù)淖鴺?biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)中；

h)通過所述調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)來計(jì)算所存儲(chǔ)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；以及

i)將計(jì)算出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)程序。

步驟a)：為了清楚地限定機(jī)器人及其末端操縱裝置的每個(gè)定點(diǎn)位置并且記錄各個(gè)位置所屬的坐標(biāo)，有必要設(shè)置一測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)用來記錄坐標(biāo)數(shù)據(jù)并對(duì)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。可替換地，還能夠?qū)C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)裝置用作測量系統(tǒng)。

步驟b)：為實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操縱末端操縱裝置，也就是手動(dòng)操縱機(jī)器人鉸接臂的自由端，作為手控裝置而設(shè)有把手，通過該把手來實(shí)現(xiàn)精確的人工操縱，其中，還能夠產(chǎn)生到達(dá)機(jī)器人控制裝置的命令傳輸。

步驟c)：通過示教人員來實(shí)現(xiàn)手控裝置的運(yùn)動(dòng)是本發(fā)明的基本原理。

步驟d)：根據(jù)本發(fā)明，還要注意到實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)行程所需的精確度，即，通過設(shè)置在機(jī)器人鉸接臂自由端的測量頭根據(jù)坐標(biāo)來精確記錄每個(gè)位置。可替換地，還能夠記錄工具中心點(diǎn)，也就是指末端操縱裝置的工具工作點(diǎn)；這方面可以自動(dòng)通過工業(yè)機(jī)器人的控制裝置來實(shí)現(xiàn)。

步驟e)：進(jìn)一步地，還需要將記錄的每個(gè)位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成可操作的電子坐標(biāo)數(shù)據(jù)，接下來能夠通過這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)引出運(yùn)動(dòng)軌跡，其中，這方面也能夠通過機(jī)器人控制裝置來確保實(shí)現(xiàn)。

步驟f)：將正確的坐標(biāo)數(shù)據(jù)從機(jī)器人傳輸給調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)，以對(duì)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

步驟g)：在所述調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)中，將每個(gè)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，用以進(jìn)行最終處理。

步驟h)：或者通過存儲(chǔ)裝置進(jìn)行計(jì)算，也就是在一定程度上進(jìn)行同步(“實(shí)時(shí)”)計(jì)算，或者在軌跡坐標(biāo)記錄完成之后進(jìn)行計(jì)算。

步驟i)：所述方法的最后一步，需要最終將單獨(dú)的軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)共同導(dǎo)引成一運(yùn)動(dòng)軌跡，作為運(yùn)動(dòng)程序。

簡而言之，本發(fā)明的用于示教工業(yè)機(jī)器人運(yùn)功行程的方法是結(jié)合了人工和電子的方法，這是因?yàn)椋嚓P(guān)數(shù)據(jù)首先是人工而生成的，也就是通過手控裝置的人工運(yùn)動(dòng)而生成，緊接著進(jìn)行電子處理或?qū)崟r(shí)地進(jìn)行電子處理，并且將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為運(yùn)動(dòng)程序。

根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施例變換能夠了解到，在將由所述測量系統(tǒng)記錄和轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)的步驟之前，首先將這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述測量系統(tǒng)中，然后將坐標(biāo)數(shù)據(jù)讀出并傳輸給所述調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)，在所述調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)中對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并存儲(chǔ)為用于控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)程序。