[發(fā)明專利]一種機器人的控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710848177.0
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107498557A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王博赟;王子延
• 申請（專利權(quán)）人: 坤同勃志智能科技（上海）有限公司;王博赟
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/22;B25J13/00
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31251
• 代理人: 王法男

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種機器人的控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

機器人引導(dǎo)示教與過程再現(xiàn)是工業(yè)機器人常用的編程作業(yè)操作方法，引導(dǎo)示教與過程再現(xiàn)是指由人工導(dǎo)引機器人機械臂末端的執(zhí)行器或工具，使機器人完成一系列預(yù)定動作，同時記錄下該運動指令及輔助功能指令，形成任務(wù)程序，以便不斷重復(fù)過程再現(xiàn)。示教技術(shù)正在向增強人機協(xié)作能力，利于快速示教編程的方向發(fā)展。

對工作現(xiàn)場的小型工業(yè)機器人實施示教，操作者可以把握工業(yè)機器人的末端執(zhí)行器實現(xiàn)直接示教。對于大體積工業(yè)機器人則需由操作者通過示教盒進行示教，但該方式的操作過程繁復(fù)，示教周期長。對生產(chǎn)現(xiàn)場的大型工業(yè)機器人操控示教時，需通過編程并結(jié)合示教盒完成，對技術(shù)人員要求較高。

為解決上述矛盾，有人采用主從隨動示教機器人系統(tǒng)的解決方案，操控者通過操作操控機器人運動，系統(tǒng)控制器采集并記錄操控機器人各運動的轉(zhuǎn)動位移信號，運算后輸出脈沖信號到伺服驅(qū)動器，從而驅(qū)動工業(yè)受控機器人實現(xiàn)與操控機器人同步的運動。這種方法可以有效的解決體積龐大機器人的引導(dǎo)示教的問題，但由于該系統(tǒng)是通過采集并記錄操控機器人各運動的轉(zhuǎn)角信號來確定機器人運動軌跡，操控機器人各軸系存在的誤差將被帶入工業(yè)受控機器人的動作中，產(chǎn)生了示教精度誤差。

針對上述情況，本申請?zhí)峁┝艘环N解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種機器人的控制方法及系統(tǒng)，通過采用各自獨立的控制器實現(xiàn)提高信號采樣頻率，從而實現(xiàn)了信號采樣同步以及提高了控制效率與精度。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種機器人的控制方法，包括：步驟S100獲取第一機器人的當前姿態(tài)信息以及第二機器人的當前姿態(tài)信息；步驟S220根據(jù)所述第一機器人的當前姿態(tài)信息，生成所述第二機器人的目標姿態(tài)信息；步驟S310根據(jù)所述第二機器人的目標姿態(tài)信息，控制所述第二機器人的姿態(tài)，并更新所述第二機器人的當前姿態(tài)信息。

在本發(fā)明中，不但記錄了操控機器人各關(guān)節(jié)信息，還記錄了受控機器人各關(guān)節(jié)實時信息，使得操控機器人各軸系存在的誤差不會被帶入受控機器人的動作中，有效消除了示教精度誤差。

優(yōu)選的，步驟S310之后還包括：步驟S110當所述第二機器人的當前姿態(tài)信息與所述第二機器人的目標姿態(tài)信息不一致時，控制所述第二機器人進行姿態(tài)調(diào)整。

優(yōu)選的，步驟S110中的控制所述第二機器人進行姿態(tài)調(diào)整的電流控制器數(shù)學(xué)模型包括：

其中，Kp，Ki，Kd為PID控制器參數(shù)，Axs為所述第二機器人的當前姿態(tài)信息中的姿態(tài)角度信息，Ax為所述第二機器人的目標姿態(tài)信息中的姿態(tài)角度信息，Cx為所述第二機器人的控制信號；Qx為所述第二機器人的實際輸出電流驅(qū)動信號；A為電流控制器輸出電流滿度值；V為電流控制器輸入電壓滿度值。

在本發(fā)明中，通過閉環(huán)控制來協(xié)調(diào)受控機器人各關(guān)節(jié)實際位置與目標位置的差別，從而提高同步跟隨的準確率。

優(yōu)選的，步驟S220之前還包括：步驟S210判斷機器人的預(yù)設(shè)工作模式，當處于第一預(yù)設(shè)工作模式時，執(zhí)行步驟S220。

優(yōu)選的，步驟S210還包括：當處于第二預(yù)設(shè)工作模式時，執(zhí)行步驟S230。步驟S230根據(jù)所述第二機器人的當前姿態(tài)信息，生成所述第一機器人的目標姿態(tài)信息；步驟S240根據(jù)所述第一機器人的目標姿態(tài)信息，控制所述第一機器人的姿態(tài)，并更新所述第一機器人的當前姿態(tài)信息。

在本發(fā)明中，可以將操控機器人與受控機器人的角色互換，實現(xiàn)特定情況下的逆向操控，適應(yīng)各種實際工作情況。

優(yōu)選的，S310之后還包括：步驟S400根據(jù)所述第一機器人的當前姿態(tài)信息以及所述第二機器人的當前姿態(tài)信息，生成機器人的過程記錄信息。

在本發(fā)明中，操控機器人與受控機器人的動作過程及姿態(tài)歷史均被記錄下來，其一達到引導(dǎo)示教與過程再現(xiàn)的目的，其二可實時進行精準實際路徑對比，進行編程調(diào)整，從而提高程序文件使用效率。

優(yōu)選的，步驟S310之后還包括：步驟S510獲取所述第二機器人相對于周圍障礙物的距離信息；步驟S520當所述距離信息小于第一預(yù)設(shè)閾值并且大于第二預(yù)設(shè)閾值時，執(zhí)行第一預(yù)設(shè)報警模式；步驟S530當所述距離信息小于等于第二預(yù)設(shè)閾值并且大于第三預(yù)設(shè)閾值時，執(zhí)行第二預(yù)設(shè)報警模式；步驟S540當所述距離信息小于等于第三預(yù)設(shè)閾值時，執(zhí)行第三預(yù)設(shè)報警模式。