[發明專利]機械手臂教導控制系統

在審

• 申請號: 201711082492.3
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107972029A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 何彥融;黃群凱
• 申請（專利權）人: 蘇州新代數控設備有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/22
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 王玉國

1.機械手臂教導控制系統，其特征在于：包含操作接口裝置、控制裝置以及機械手臂，所述操作接口裝置與所述控制裝置連接，所述操作接口裝置用以控制所述控制裝置，所述控制裝置與機械手臂連接，所述機械手臂包含至少一馬達驅動部和一末端執行器，所述馬達驅動部用以驅動機械手臂；

所述控制裝置包含動態學習模塊、教導記憶模塊以及路徑執行模塊，

所述動態學習模塊，包括：數據讀取部，用以讀取控制裝置的數據設定文件；

第一命令生成部，根據數據設定文件建立學習軌跡模型；

第一命令輸出部，根據學習軌跡模型，計算出每一個馬達的位置命令并輸出至馬達驅動部，其中馬達驅動部根據每一馬達的位置命令產生一馬達扭矩回授；

動態模型計算部，根據學習軌跡模型及馬達扭矩回授得到機械手臂的學習動態模型；

動態模型記憶部，用以儲存機械手臂的學習動態模型；

所述教導記憶模塊，包含動態補償單元和機構轉換單元，

動態補償單元，包括：動態模型讀取部，用以讀取儲存在動態模型記憶部中的機械手臂的學習動態模型；

扭矩命令計算部，根據動態模型記憶部所儲存的機械手臂的學習動態模型及馬達驅動部所量測的馬達位置訊號形成一扭矩命令訊號；

扭矩命令輸出部，接收扭矩命令計算部所形成的扭矩命令訊號并產生扭矩命令輸出至馬達驅動部；其中馬達驅動部處理由扭矩命令輸出部所獲得的扭矩命令訊號驅動機械手臂，并生成馬達位置訊號，回傳至扭矩命令計算部處理，以形成一閉回路的動態補償；

機構轉換單元，包括：機構轉換計算部，根據馬達位置回授訊號與機械手臂的機構參數計算出機械手臂的末端執行器的第一位置點；

路徑記憶部，將機械手臂的末端執行器的第一位置點儲存于為機械手臂的操作路徑；

所述路徑執行模塊，包括：路徑讀取部，用以讀取儲存在路徑記憶部的機械手臂的操作路徑；

第二命令生成部，根據執行機械手臂的一執行軌跡曲線及末端執行器的位置以計算出每一馬達的位置命令；

第二命令輸出部，將第二命令生成部生成的每一馬達的位置命令輸出至馬達驅動部，機械手臂將第二命令輸出部輸出的數據以驅動機械手臂執行操作路徑。

2.根據權利要求1所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：所述控制裝置還包含路徑優化模塊，所述路徑優化模塊，包括：路徑讀取部，用以讀取儲存在路徑記憶部的機械手臂的操作路徑；

路徑優化部，用以過濾機械手臂的操作路徑中至少一個雜點以優化操作路徑；

優化路徑記憶部，用以將已優化的操作路徑轉換成機械手臂的加工檔。

3.根據權利要求2所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：所述路徑優化部包括一自動優化部以及一人工優化部。

4.根據權利要求2或3所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：所述路徑優化部根據操作路徑與一周圍環境、一加工工件的一位置相對關系進行仿真機械手臂的操作路徑的動作以判斷是否調整機械手臂的操作。

5.根據權利要求3所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：所述路徑人工優化部調整機械手臂的操作包括設定一軌跡平滑度及/或一輪廓誤差。

6.根據權利要求1或2所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：每一馬達的位置命令通過動態學習模塊經由馬達驅動部傳送至機械手臂。

7.根據權利要求1或2所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：馬達扭矩回授通過馬達驅動部傳送至動態學習模塊的動態模型計算部。

8.根據權利要求1所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：所述控制裝置還包含一用以優化機械手臂操作路徑的路徑優化模塊。

9.根據權利要求8所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：所述路徑優化模塊包括：路徑讀取部，用以讀取機械手臂已執行的操作路徑；

路徑優動化部，用以過濾械手臂已執行的操作路徑的至少一個雜點以優化已執行的操作路徑；

優化路徑記憶部，用以將已優化的已執行的操作路徑轉換成機械手臂的一加工檔。

10.根據權利要求1或2所述的機械手臂教導控制系統，其特征在于：每一馬達的扭矩命令通過動態補償單元經由馬達驅動部傳送至機械手臂，馬達位置訊號通過馬達驅動部傳送至動態補償單元的扭矩命令計算部以形成一閉回路動態補償。