[發(fā)明專利]一種離線編程軌跡生成方法及基于該方法的雙機(jī)器人協(xié)同裝配系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811610540.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN109760045B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂紅強(qiáng);郝樂樂;韓九強(qiáng);鄭輯光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種離線編程軌跡生成方法及基于該方法的雙機(jī)器人協(xié)同裝配系統(tǒng)，系統(tǒng)包括具備視覺單元的雙機(jī)器人工件裝配區(qū)、計(jì)算機(jī)以及用于通信的無線模塊。啟動(dòng)雙機(jī)器人協(xié)同裝配系統(tǒng)，觸發(fā)視覺單元采集待裝配工件圖像，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過運(yùn)行離線編程軟件使用軌跡生成方法得到工件裝配所需軌跡以及軌跡所對(duì)應(yīng)的代碼。通過運(yùn)行代碼，兩臺(tái)機(jī)器人在相互通信的狀態(tài)下既可以完成單機(jī)獨(dú)立裝配工作，又可以完成雙機(jī)協(xié)同裝配工作。本發(fā)明能夠安全穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)基于離線編程軟件環(huán)境下雙機(jī)器人協(xié)同裝配工作的仿真與實(shí)際裝配過程，整個(gè)裝配過程安全可靠，精度高，魯棒性強(qiáng)，適應(yīng)多種類型工件的裝配環(huán)境，能夠滿足雙機(jī)器人協(xié)同裝配的應(yīng)用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能制造與機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種離線編程軌跡生成方法及基于該方法的雙機(jī)器人協(xié)同裝配系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人也扮演著越來越重要的角色。單個(gè)機(jī)器人因?yàn)槠渥陨淼囊恍┚窒扌裕鶡o法完成較為復(fù)雜的工作任務(wù)。雙工業(yè)機(jī)器人具有適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)智能制造的有效途徑。然而，雙工業(yè)機(jī)器人的協(xié)同路徑規(guī)劃、協(xié)同位置校準(zhǔn)和路徑誤差補(bǔ)償?shù)葐栴}是機(jī)器人在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用與推廣過程中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。同時(shí)，隨著生產(chǎn)工藝要求的不斷提高，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的加工軌跡精度要求也在不斷提高。傳統(tǒng)的示教方式由于自身操作復(fù)雜，效率低下的特點(diǎn)已經(jīng)無法適用于目前工業(yè)機(jī)器人的操作需求。現(xiàn)有的離線編程軟件由于缺少視覺處理單元，工件校準(zhǔn)過程中引入的人為誤差無法避免。同時(shí)，對(duì)于帶有角度擰合的裝配動(dòng)作現(xiàn)有的離線編程技術(shù)也需要結(jié)合示教確定旋轉(zhuǎn)角度才能完成，沒有實(shí)現(xiàn)完全意義上的離線編程。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種離線編程軌跡生成方法及基于該方法的雙機(jī)器人協(xié)同裝配系統(tǒng)、方法，通過離線編程軌跡生成方法，引入視覺誤差補(bǔ)償信息與視覺角度識(shí)別信息，不僅可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)器人的工作軌跡生成，還可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人的協(xié)同軌跡生成工作，具有一鍵生成和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的功能，而且在不同的加工任務(wù)下具有魯棒性好，誤差小，效率高的優(yōu)點(diǎn)。雙機(jī)器人協(xié)同裝配系統(tǒng)是結(jié)合離線編程軌跡生成方法與視覺處理單元的協(xié)同裝配系統(tǒng)，可作為智能自動(dòng)化系統(tǒng)的模型系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，充分體現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)的概念以及工業(yè)機(jī)器人代替人工作業(yè)的概念，可擴(kuò)展性強(qiáng)，為進(jìn)一步研究群工業(yè)機(jī)器人智能自動(dòng)化系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種離線編程軌跡生成方法，包括STEP模型重建算法和軌跡生成算法，其特征在于，所述離線編程軌跡生成方法包括如下步驟：

STEP模型文件讀取，以讀字符串的形式逐行讀取STEP模型文件信息，選擇適用于文件數(shù)據(jù)段語(yǔ)句結(jié)構(gòu)的字符分割算法對(duì)每行字符串所代表的信息進(jìn)行分類整理并保存到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中。

幾何信息與拓?fù)鋽?shù)據(jù)提取，提取每行字符串所描述的實(shí)體實(shí)例信息，對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行比較，獲得EXPRESS語(yǔ)言描述的模型幾何信息與拓?fù)鋽?shù)據(jù)。

模型重建，利用提取到的STEP模型幾何信息和拓?fù)鋽?shù)據(jù)來生成OCC(OpenCASCADE)中相應(yīng)的模型并顯示在計(jì)算機(jī)離線編程軟件中。

軌跡生成，通過在工件OCC模型上拾取點(diǎn)的形式來定義抓取點(diǎn)與放置點(diǎn)，利用等參數(shù)插補(bǔ)算法在抓取點(diǎn)與放置點(diǎn)之間生成一系列的插補(bǔ)點(diǎn)，最終所有點(diǎn)就構(gòu)成了機(jī)器人的裝配工作軌跡。