[發明專利]一種基于示教機器人的離線編程示教裝置及方法

有效

• 申請號: 201410831497.1
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104552300A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 鄭振興;秦磊;禹鑫燚;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，尤其涉及一種基于示教機器人的離線編程示教裝置及方法。

背景技術

目前，現有工業機器人編程主要有2種形式：

1)離線示教，離線示教是利用計算機圖形學成果，建立機械手及其工作環境的模型，通過對圖形的操作和控制，離線計算和規劃出作業軌跡，在確認無誤后將作業軌跡發送到機械手實現機械手編程。離線示教技術暫不成熟，沒有得到廣泛的應用。由于虛擬模型和實際模型存在差異，離線編程示教方法的效果不是很好，加之諸多行業的產品大多缺失三維模型，很難在很多行業進行普及應用。

2)直接示教，直接示教，也就是通常所說的“手把手”示教。相對于離線編程，直接示教實用性強，操作簡便，因此大部分機械手都采用直接示教。直接示教包括示教盒示教和示教和引導示教。

采用示教盒示教雖然操作簡單，但在一些工藝較為復雜的曲面軌跡上，需要完成繁雜的示教工作，效率低。而且在衛浴、潔具、五金、家具等行業，操作工人的知識水平普遍較低，難以掌握示教盒方式的復雜操作。另一方面，一般的機械手不具備牽引末端示教的功能，可牽引末端示教的機械手成本高，維護性差，而且機器笨重，引導不靈活，難以獲得高精度的作業軌跡。由此可見，無論是示教盒式教還是引導示教，都存在著不可忽視的缺陷。這些缺陷限制了示教編程的應用，更進一步限制了機械手在生產線的應用。

專利“施釉機器人離線示教裝置及示教方法”(申請號200810055478.9)就是采用輔助引導式離線編程的機器人示教方法，但是其必須和所使用的機器人具有相同的自由度、相同鉸鏈類型和數量、相同機構尺寸和相同工作空間，大大限制了其使用的合理性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的工作原理和方法，實現離線編程示教系統能滿足各種不同類型機器人編程需求。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：一種基于示教機器人的離線編程示教裝置，包括：示教機器人，數據采集系統，程序編譯系統，工業機器人。

示教機器人，用于執行工序動作，所述機器人包括基座、設置在基座上的若干依次串聯的關節臂以及設置相連關節臂連接處形成驅動阻尼的阻尼器；

數據采集系統，用于采集機器人在執行工序動作時關節臂的姿態信息，并發送姿態信息；

程序編譯系統，用于將數據采集系統采集的信息在計算機中進行程序編制，并傳送到工業機器人，

工業機器人執行程序編譯系統傳輸而來的指令，實現工作程序的執行。

進一步的，所述姿態信息包括關節臂執行工序動作時的移動坐標信息、轉動角度信息、速度信息。

進一步的，所述數據采集系統包括設置關節臂上的傳感器。

一種離線編程示教機器人示教方法，包括上述基于示教機器人的離線編程示教裝置，執行以下步驟：

步驟S10、示教機器人被人工驅動進行操作作業進而帶動關節臂運動，同時，設置在關節臂的所有位置傳感器分別記錄各關節臂上各自所對應的姿態信息；

步驟S20、所有位置傳感器將步驟S10中所記錄的姿態信息通過通訊總線發送給上位機；

步驟S30、所述上位機對接收到的姿態信息進行處理與編譯，在軟件中標定目標機器人后，生成機器人執行指令程序；

步驟S40、所述上位機將步驟S30中生成的機器人執行指令程序傳送到生產線的機器人中。

進一步的，在步驟S20中，所有位置傳感器將步驟S10中所記錄的關節臂的運動信息通過通訊總線發送給上位機數據處理軟件，數據處理軟件將運動信息進行通過算法處理后生成異構機器人的控制程序以供下載。

進一步的，在步驟S20中，所有位置傳感器將關節臂每個轉動副的角度信息通過RS232、RS485或CAN總線發送給上位機。

進一步的，在上述示教機器人和示教方法中，所述關節臂采用鋁合金材料制造而成的無動力關節臂。

進一步的，上位機其通過通訊總線與每個關節臂的轉動副上的位置傳感器相連，并向位置傳感器發送廣播與查詢信號，且能夠接收所有位置傳感器傳送的姿態信息，進而對接收到的姿態信息運用專用軟件進行處理，生成目標機器人執行指令程序；機器人其通過通訊總線與上位機相連，能夠接收上位機傳送的機器人執行指令程序，并能夠根據機器人執行指令程序在生產線重現示教機器人的工序動作。