[發明專利]一種機器人離線示教裝置及補償示教方法

無效

• 申請號: 201410831373.3
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104552299A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 秦磊;禹鑫燚;鄭振興;周莉;楊永
• 申請（專利權）人: 佛山市新鵬機器人技術有限公司
• 主分類號: B25J9/22
• 分類號: B25J9/22
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登;胡彬

技術領域

本發明涉及機器人領域，尤其涉及一種機器人離線示教裝置及補償示教方法。

背景技術

目前，現有工業機器人編程主要有3種形式：1)在線示教編程：即在機器人現場，由操作者手動操作示教盒引導機器人終端按工作軌跡移動，并記錄機器人關節角度信息，形成程序；機器人自動工作時，由控制器讀出存儲的位置信息并驅動機器人重復示教時的軌跡和操作。2)機器人離線編程：利用計算機技術建立機器人及其工作的虛擬環境，對機器人所要完成的工作任務進行離線規劃和編程，并對編程的結果進行動態計算仿真，最后形成滿足要求的工作程序再傳輸給機器人控制系統。3)虛擬示教編程系統：利用計算機技術直接在計算機中構建虛擬環境和虛擬機器人，在虛擬的模型中引入機器人機構、場景和約束條件，操作者在虛擬環境下，通過人機接口引導機器人的末端執行器在虛擬環境中進行虛擬示教，產生機器人作業軌跡，生成機器人控制程序，并進行相應的仿真與優化，傳送給機器人執行。其中，方法1)最為直觀，但示教過程需要克服機器人的重力、關節阻力等，勞動強度大，且有時受工作環境限制，難以適用所有工作場合。方法3)由于需要花費很大精力構建虛擬工作環境，且在計算機上操作虛擬機器人不如現場示教方便。因此2)成為最為常見的機器人程序控制方法。

但現有的離線編程示教系統在示教過程由于自身重力、振動等非確定的因素造成無動力示教關節臂運動參數存在系統誤差，如何消除這些系統誤差對無動力示教關節臂運動參數影響，從而生成目標機器人正確的控制程序成為無動力示教關節臂系統質量關鍵指標之一。

發明內容

本發明的一個目的在于，提供一種消除示教關節臂系統在示教過程受其本身誤差的機器人離線示教裝置及補償示教方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種機器人離線示教裝置，包括：示教關節臂，用于演示機器人操作；

光學角度編碼器，用于連續采集具有六自由度的示教關節臂在運動中各關節的角度信息；

下位機，用于將運動軌跡生成計算機可讀編碼存儲起來并能和上位機實時通訊；

上位機，用于將計算機可讀編碼向任意機器人發送執行命令。

一種機器人離線補償示教方法，包括上述機器人離線示教裝置，采用六自由度的示教關節臂作為示教采集單元，在示教關節臂各個關節上安裝光學角度編碼器，每個光學角度編碼器都能夠獨立的且同時完成角度信息的數據采集，在示教關節臂的六個軸上安裝具有廣播功能的絕對式編碼器，將示教的產生運動軌跡變成編碼傳到下位機，再由下位機傳到上位機(計算機)進行程序優化，最終測試合格形成機器人程序。

設置一上位機向絕對式編碼器發送廣播指令，六個絕對式編碼器會在同時接收到這個廣播指令，然后將各自此刻的數據記錄下來反饋給上位機；并設置一STM主板在上位機接收反饋之前或之后逐一向六個絕對式編碼器讀取采集單元的信息。

進一步的，所述PC為上位機，所述STM主板為STM32F103xx增強型系列。

本發明與現有技術相比具有的益效果為：能夠對各種示教關節臂通過測試和分析其系統本身誤差對運動參數的影響，然后通過修正其參數從而達到實現目標機器人精確的程序控制，體現很大柔性；同時，降低示教操作難度，能把熟練技工的操作經驗通過機械臂沉淀下來，使整個生產線達到熟練技工的技能水平，以減少繁瑣的機器人軌跡修正的過程，大大提高編程效率。

附圖說明

圖1是機器人離線示教裝置示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

如圖1所示，本發明提供了一種機器人離線示教裝置，包括：示教關節臂，用于演示機器人操作；光學角度編碼器，用于連續采集具有六自由度的示教關節臂在運動中各關節的角度信息；下位機，用于將運動軌跡生成計算機可讀編碼存儲起來并能和上位機實時通訊；上位機，用于將計算機可讀編碼向任意機器人發送執行命令。

一種機器人離線補償示教方法，包括上述機器人離線示教裝置，采用六自由度的示教關節臂作為示教采集單元，在示教關節臂各個關節上安裝光學角度編碼器和數據處理單元，每個單元都能夠獨立的且同時完成角度信息的數據采集，在示教關節臂的六個軸上安裝具有廣播功能的絕對式編碼器；

設置一上位機向絕對式編碼器發送廣播指令，六個絕對式編碼器會在同時接收到這個廣播指令，然后將各自此刻的數據記錄下來反饋給上位機；并設置一STM主板在上位機接收反饋之前或之后逐一向六個絕對式編碼器讀取采集單元的信息。