[發(fā)明專利]工業(yè)機器人示教方法、手柄及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910385628.0
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110193816B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江金波
• 申請（專利權(quán)）人: 清能精控機器人技術(shù)（佛山）有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 深圳市悅創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44932
• 代理人: 紀(jì)海霞

本發(fā)明公開了工業(yè)機器人示教方法、手柄及系統(tǒng)，其通過采用手柄進行示教，并分別獲取手柄的位置參數(shù)數(shù)據(jù)、姿態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，再根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)生成工業(yè)機器人末端執(zhí)行器的運動軌跡，再根據(jù)運動軌跡獲得工業(yè)機器人各個關(guān)節(jié)的角度后，結(jié)合工藝參數(shù)數(shù)據(jù)生成用于控制工業(yè)機器人的示教代碼；解決了現(xiàn)有技術(shù)中工業(yè)機器人示教方法成本高、操作繁瑣且存在安全隱患的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及工業(yè)機器人示教方法、手柄及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前，工業(yè)機器人一般通過示教的方式預(yù)先規(guī)劃好運動軌跡，在生產(chǎn)過程中再復(fù)現(xiàn)相應(yīng)的軌跡從而完成某一特定的工序，即示教再現(xiàn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，工業(yè)機器人示教方法一般包括以下幾種：

(1)示教器編程示教：操作者通過示教器編輯機器人每一條路徑的速度、位移等信息，使得機器人達到相應(yīng)的起點與終點，最后完成整個軌跡的編程。

(2)拖動示教：操作者在示教模式下直接用手拖動機器人末端沿著期望的軌跡進行示教，機器人控制系統(tǒng)自動儲存軌跡信息然后再復(fù)現(xiàn)，操作者無需掌握任何機器人專業(yè)知識。

(3)基于測量機引導(dǎo)的機器人示教方法：制作一個質(zhì)量比較輕的與機器人尺寸等比例的測量機，由操作者推動測量機運動，機器人控制系統(tǒng)記錄測量機各軸的旋轉(zhuǎn)角度，進而由機器人末端復(fù)現(xiàn)相應(yīng)軌跡。

但是，以上的工業(yè)機器人示教方法都存在以下的問題：

第一種工業(yè)機器人示教方法需要操作人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)，操作困難，編程效率低，人機交互性較差，難以將一線工人積累的如焊接、涂膠、噴漆、打磨等工藝經(jīng)驗和知識融入到軌跡規(guī)劃中。

第二種工業(yè)機器人示教方法在使用的力與力矩傳感器時導(dǎo)致成本較高，并且示教效果會受到傳感器精度、零漂、耦合等因素的限制；在通過氣缸、杠桿等附加零部件平衡機器人某些軸的部分重力，然后由操作者推動機器人使其沿著一定的軌跡移動，機器人控制系統(tǒng)自動記錄軌跡隨后再復(fù)現(xiàn)時，由于工業(yè)機器人質(zhì)量和慣性較大，加速度受到限制，而且重力一般無法完全被平衡，加上摩擦等因素的存在，操作者拖動示教時并不能靈活自如地按期望的軌跡進行拖動，對操作者體力也是一大挑戰(zhàn)，操作者與機器近距離接觸，存在一定安全隱患。

第三種工業(yè)機器人示教方法需要額外制作一套測量機系統(tǒng)，在行程范圍較大時同時移動測量機多個關(guān)節(jié)存在一定困難。

因此，如何克服上述現(xiàn)有技術(shù)中工業(yè)機器人示教方法存在的弊端成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的是提供一種低成本的、安全的、操作簡易且高效的工業(yè)機器人示教方法。

為此，本發(fā)明的第二個目的是提供一種可獲取位置參數(shù)數(shù)據(jù)和姿態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)的工業(yè)機器人示教手柄。

為此，本發(fā)明的第三個目的是提供一種低成本的、安全高效的工業(yè)機器人示教系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

第一方面，本發(fā)明提供一種工業(yè)機器人示教方法，采用手柄進行示教，包括：

分別獲取所述手柄的位置參數(shù)數(shù)據(jù)、姿態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述位置參數(shù)數(shù)據(jù)和所述姿態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)生成所述工業(yè)機器人末端執(zhí)行器的運動軌跡；

根據(jù)所述運動軌跡獲得所述工業(yè)機器人各個關(guān)節(jié)的角度，并根據(jù)所述工業(yè)機器人各個關(guān)節(jié)的角度和所述工藝參數(shù)數(shù)據(jù)生成用于控制所述工業(yè)機器人的示教代碼。

進一步地，通過位移傳感器獲取所述位置參數(shù)數(shù)據(jù)。