[發明專利]一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統

在審

• 申請號: 201911409343.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111113426A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 梅振;陳健;劉志恒;高云峰;曹雛清
• 申請（專利權）人: 蕪湖哈特機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所(普通合伙) 34113
• 代理人: 胡建豪

1.一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統,其特征在于：包括有模型處理模塊、交互式加工路徑生成模塊、機器人描述模塊、運動規劃模塊、機器人仿真模塊和離線程序生成模塊，由所述模型處理模塊來對預設的工件三維模型和機器人三維模型以及機器人的相關信息進行處理，并通過交互式路徑生成模塊計算得到加工路徑相對于機器人的位姿信息，通過所述運動規劃模塊和所述機器人仿真模塊對機器人的離線路徑信息可達性檢測和實際運動仿真，對路徑點的優化提供信息，對正確的路徑信息通過離線程序模塊生成機器人來直接運行。

2.根據權利要求1所述的一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統，其特征在于：所述模型處理模塊包括有CAD平臺、模型處理模塊和模型顯示模塊，使用開源的CAD平臺OpenCASCADE作為基礎進行開發，由OpenCASCADE提供調用的API接口函數，用于實現模型處理和模型顯示；由所述模型處理模塊來實現三維模型的導入、導出，以及模型的新建、編輯，點、線、面、殼和體的選取和模型數據的分析和計算；由所述模型顯示模塊來將三維模型的數據以可視化的方式顯示在電腦屏幕上，使用戶能夠直觀的對三維模型進行操作。

3.根據權利要求2所述的一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統，其特征在于：工件、機器人及其相關的三維模型均通過模型處理模塊進行導入和顯示，同時三維模型的數據也存儲在模型處理模塊中。

4.根據權利要求1所述的一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統，其特征在于：所述交互式加工路徑生成模塊包括有用戶交互模塊和路徑生成模塊，所述用戶交互模塊以人與計算機交流的方式，接收來自用戶輸入的觸發信息，包括鼠標的移動、點擊和鍵盤的參數輸入，通過交互式的方式來選擇要進行加工的點、線、面，通過參數輸入的方式來確定加工的工藝數據，并且結合工藝數據和選擇的三維模型信息生成三維笛卡爾坐標信息；所述路徑生成模塊通過加工路徑的三維笛卡爾坐標信息來生成加工路徑點相對于機器人的位置和姿態信息，將數據進行存儲，并發送給運動規劃模塊。

5.根據權利要求1所述的一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統，其特征在于：在所述機器人描述模塊中，機器人數據是通過XML文件以及STL格式的三維模型文件進行描述，并具體包含有機器人DH坐標信息、機器人各個關節的信息、機器人模型文件信息和機器人狀態信息；通過讀取機器人描述文件XML的信息來實現對機器人DH坐標信息、機器人各個關節的信息、機器人模型文件信息和機器人狀態信息的提取；將機器人模型信息文件信息和機器人狀態信息發送給模型處理模塊用于顯示機器人模型信息；將機器人DH坐標信息、機器人各個關節的信息和機器人狀態信息發送給運動規劃模塊和機器人仿真模塊用于機器人的運動規劃和仿真。

6.根據權利要求1所述的一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統，其特征在于：由所述運動規劃模塊來讀取路徑點位置和姿態的信息，結合機器人的信息，通過機器人逆運動學求解得到機器人末端達到此路徑點和姿態時機器人各個關節的數據，來實現對每個點路徑點之間關節過渡的流暢性。

7.根據權利要求1所述的一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統，其特征在于：所述機器人仿真模塊根據運動規劃的關節和時間數據，對機器人在CAD平臺中進行虛擬運動，通過模型顯示功能，方便用戶檢查加工路徑數據的正確性。

8.根據權利要求1所述的一種基于CAD平臺的機器人離線編程系統，其特征在于：所述離線程序生成模塊根據加工路徑點的位置和姿態信息，結合運動規劃和機器人仿真的結果，生成機器人可以直接執行的程序。