[發明專利]一種基于快速控制原型系統的六軸協作機器人開發平臺

在審

• 申請號: 202010580888.6
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111660299A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 甄圣超;劉曉黎;何湘粵;陳鋒
• 申請（專利權）人: 甄圣超
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 吳娜

本發明涉及一種基于快速控制原型系統的六軸協作機器人開發平臺，包括：上位機，采用PC機，PC機上加載開發軟件；電源，給上位機的開發系統提供交流220V供電，給快速控制原型系統提供直流48V供電；快速控制原型系統，用于快速進行控制代碼生成和算法驗證，進行數據觀測、顯示機器人的實時信息和輸入控制參數；六軸協作機器人，采用具有六個轉動自由度的非正交協作機器人。本發明通過構建的閉環系統、搭載上位機，可以實時監測和在線調整機器人的運動狀態。本發明通過開發軟件和快速控制原型系統的協同工作，可以實現新型控制代碼的快速生成和下載，從而實現控制算法的快速開發和驗證，大大縮短了開發時間和成本。

技術領域

本發明涉及機器人開發技術領域，尤其是一種基于快速控制原型系統的六軸協作機器人開發平臺。

背景技術

自20世紀60年代工業機器人出現以來，機器人技術越來越廣泛的被應用到實際工作生產當中，例如機械加工、搬運、焊接、噴涂、裝配、檢測等，在這些工作中，機器人表現出高效率、高精度、更安全等優點。工業機器人高速度、高穩定性和高精度，負載大，可保證和提高產品的質量。通用性好，但由于體積龐大笨重，高速運行導致安全問題無法保證，造成人類無法與其協同作業。

同時由于在新興行業中的特點是產品種類很多、體積普遍不大、對操作人員的靈活度/柔性要求高，傳統工業機器人不能滿足需求。隨著這些領域的興起以及行業需要，目前一種新型的人機協作型機器人已經出現在市場上，可以安全的與人類進行直接交互。協作機器人有著價格低廉，使用方便優點，對需要和機器人在一起工作的人類而言安全性很高。它們的適應性很強，適合輔助小批量的生產。如今企業的生產周期在不斷縮減，協作機器人的引入正是最合適的時機。協作機器人通常能搬起10千克的物品，機身能夠縮小到可放置在工作臺上的尺寸。它們可以進行拿放貨品、包裝、粘貼和焊接的工作。

然而目前市面上的機器人控制系統基本是應用于工業場景，控制系統目前大都采用傳統的嵌入式系統開發方法，代碼編程費時費工、效率低，系統測試占用整個開發周期大部分時間。傳統的開發設計一般首先在MATLAB/Simulink軟件中進行仿真研究，對控制方法進行正確性驗證，當仿真結果滿意時再把算法改成C語言代碼在控制芯片上實現，完成編程、編譯、調試等步驟。將仿真模型改寫為C語言編寫的控制芯片代碼將花費較多時間，同時可能由于人工編寫算法代碼錯誤、控制芯片寄存器配置不正確、算法在使用控制芯片實現時數據精度、量化誤差有別于MATLAB等原因造成仿真算法無法在控制芯片中復現，使開發人員花費大量精力進行代碼修改及調試，影響開發速度。如果操作對象的機械臂型號發生變動，就需要重新編寫代碼，如何縮短產品的開發周期，提高開發效率，逐漸得到人們的重視。

因此，針對現有六軸協作機器人的控制代碼編寫難，高級算法實現難等特點，設計一款能夠快速實現控制代碼生成和算法驗證的機器人開發平臺十分具有實際意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠提高六軸協作機器人控制系統的通用性，縮短機器人控制系統的開發周期，降低控制系統的開發成本的基于快速控制原型系統的六軸協作機器人開發平臺。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種基于快速控制原型系統的六軸協作機器人開發平臺，包括：

上位機，采用PC機，PC機上加載開發軟件；上位機用于觀測、顯示六軸協作機器人的實時信息和輸入控制指令以及在線調節參數；

電源，給上位機的開發系統提供交流220V供電，給快速控制原型系統提供直流48V供電；

快速控制原型系統，是一個開放式控制平臺，用于快速進行控制代碼生成和算法驗證，進行數據觀測、顯示機器人的實時信息和輸入控制參數；

六軸協作機器人，采用具有六個轉動自由度的非正交協作機器人；