[發明專利]工業機器人及其控制方法

有效

• 申請號: 201610254101.0
• 申請日: 2016-04-23
• 公開（公告）號: CN105690395B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 甘中學
• 申請（專利權）人: 寧波市智能制造產業研究院;寧波威客雙創投資有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙)33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明涉及程序控制機器人領域，尤其是涉及一種程序控制的工業機器人及其控制方法。

背景技術

工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感技術、人工智能等多學科先進技術于一體的現代化制造業重要的自動化裝備。工業機器人具有的靈活、柔性生產的特點，并且隨著經濟的不斷發展和人力成本增加、安全保護要求提高，工業自動化程度也隨之提高，因此工業機器人會獲得更廣泛的應用前景。

制造過程一直是機器人一個傳統的應用領域，批量產品的持續生產加工需求為機器人提供了施展才能的舞臺。在面向未來制造過程的生產單元中，機器人不僅僅被要求能進行簡單的重復工作，更重要的是能作為一個高度柔性、開放并具有友好的人機交互功能的可編程、可重構制造單元融合到制造業系統中。

工業機器人完成的典型任務通常具有重復性，并且經常發生在已知的環境中。這些任務需要通過機器人示教程序來完成。根據工業機器人自身特點，機器人在進行示教和示教檢查后，生成機器人示教程序，然后示教再現階段進行自動作業。

在機器人的作業過程中，有時候會由于錯誤、干擾等在操作途中緊急停止。當發生緊急停止后，可能需要使機器人在特定時間內返回待機位置，從而在恢復作業時從待機位置重新執行機器人的作業。現有技術中的技術方案中是通過使機器人沿著示教程序中的示教路徑的示教點反向地返回，如發那科株式會社在CN100408277C發明專利中所提出的技術方案。現有技術中這樣的路線，能夠確定機器人的返回路徑，但是由于示教路徑往往是較為曲折，沿著路徑返回可能耗時較長，并且經過的路徑環境可能發生變化，導致返回時發生干擾。

發明內容

本發明提供了工業機器人及其控制方法，能夠在機器人緊急停止時，通過與常規路徑不同的復位路徑回到復位點，并且減小復位過程中發生干擾的可能。

作為本發明的一個方面，提供了一種工業機器人，包括：機器臂，其用于對于二維平板型焊接平面進行焊接；環境存儲部，其存儲焊接面周圍物體配置信息；路徑記錄部，其存儲預設包括多個路徑點以及路徑動作的機器臂路徑，機器人基于該機器臂路徑能夠進行無干擾的操作；到達確定部，其在機器人到達路徑點后確認；動作完成部，其在機器人完成路徑點的動作后確認；最近點記錄部，其在機器人完成當前路徑點的動作后記錄該路徑點的位置和動作；復位程序生成部，其在機器人緊急停止時生成使機器臂返回復位點的復位程序。

優選的，還包括重啟程序生成部，其基于復位程序以及機器人緊急停止時的狀態，生成使機器人恢復運行的重啟程序。

優選的，還包括高度確定部，其基于所述環境存儲部存儲的焊接平面周圍物體配置信息確定障礙物最高點；在機器人緊急停止時所述復位程序生成部使用所述障礙物最高點信息生成復位程序。

優選的，在機器人緊急停止時，所述復位程序生成部基于到達確定部確定機器人是否在路徑點上：（1）如果機器人在路徑點上，確定第一路徑為該路徑點到安全高度點，所述安全高度點位于路徑點上方，為使機器人最低點的高度高于所述障礙物最高點的高度；第二路徑為安全高度點到復位高度點，所述復位高度點的高度與所述安全高度點高度相等，位于復位點上方；第三路徑為所述復位高度點到所述復位點；所述復位程序生成部基于所述第一路徑、第二路徑以及第三路徑生成復位程序；（2））如果機器人不在路徑點上，基于最近點記錄部記錄的最近點的位置，確定第一路徑為當前位置到最近點的位置；第二路徑為最近點的位置到該最近點上方的安全高度點的位置；第三路徑為安全高度點到復位高度點，所述復位高度點的高度與所述安全高度點高度相等，位于復位點上方；第四路徑為所述復位高度點到到所述復位點；所述復位程序生成部基于所述第一路徑、第二路徑、第三路徑以及第四路徑生成復位程序。

優選的，所述復位高度點與所述機器人路徑不處于同一平面，并且所述復位高度點的高度高于所述機器人路徑所在平面。

優選的，包括停止時間計數部，其在機器人緊急停止時進行計數，當計數時間高于閾值時，控制所述機器人臂基于復位程序返回復位點。