[發明專利]一種用于焊接操作的AR輔助機器人的控制方法

在審

• 申請號: 202011332863.0
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112454363A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 汪玉冰;蘇聰;葉增林;孫灑;陳華
• 申請（專利權）人: 馬鞍山學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美;金貝貝

本發明公開了一種用于焊接操作的AR輔助機器人的控制方法，屬于焊接機器人領域。本發明包括：1、利用無線手持式指針供用戶定義機器人工作區中的路徑和任務；2、用戶定義關鍵路徑；3、AR場景里設置虛擬機器人，設置虛擬機器人覆蓋在工作空間中的真實機器人上，實時顯示計劃中的特定任務機器人的運動參數；沿路徑指向虛擬機器人手臂，虛擬機器人手臂跟隨手持指針，并使用逆運動學求解器計算虛擬機器人手臂的鏈接的相應姿態。本發明克服現有技術中焊接領域AR輔助技術應用仍有不足的現狀，具有AR用戶界面和手持指針進行交互，用戶可以在工作單元內自由移動，以真正的定義機器人跟隨三維點和路徑，可以快速和直觀地定義機器人路徑。

技術領域

本發明涉及焊接機器人技術領域，更具體地說，涉及一種用于焊接操作的AR輔助機器人的控制方法。

背景技術

機器人由于其多功能性和可重復性，在高混合低批量制造中非常重要的執行制造任務。然而，由于編程繁瑣，機器人并沒有得到廣泛的應用。操作工缺乏技能是阻礙機器人廣泛應用的一個重要因素，機器人編程和再編程執行不同任務的必備技能造成中型企業(SME)的高成本。用在焊接領域，要求每個用戶定義通過在工件上選擇一條邊來確定機器人手臂的焊接路徑進行焊接。對于每個用戶定義的任務，都會模擬機器人運動并通過AR界面進行增強，以便用戶可以可視化編程的任務。目前行業內針對該領域仍缺乏有效的控制方法。

經檢索，中國專利申請號：2017105600119，發明創造名稱為：一種基于視覺輔助定位的機器人自標定方法，該申請案首先建立D-H法與MD-H法相結合的機器人運動學模型，其次建立機器人末端位置誤差模型，然后建立基于平面約束的機器人連桿參數誤差模型，通過雙目視覺獲取約束平面在左右相機中的圖像并提取單幅圖像中的目標點信息，通過立體匹配定位約束平面在機器人基坐標系下的三維位置信息，將該位置信息輸入給機器人控制系統，驅動機器人對約束平面進行測量，最終將測量得到的數據代入平面約束誤差模型，辨識出機器人真實的幾何連桿參數，修正后重復測量約束平面并辨識，直到達到精度要求，具有高效率。該申請案并不涉及焊接領域AR輔助技術。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有技術中焊接領域AR輔助技術應用仍有不足的現狀，擬提供一種用于焊接操作的AR輔助機器人的控制方法，具有AR用戶界面和手持指針進行交互，用戶可以在工作單元內自由移動，以真正的定義機器人跟隨三維點和路徑，可以快速和直觀地定義機器人路徑。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種用于焊接操作的AR輔助機器人的控制方法，包括以下步驟：

S101、利用無線手持式指針供用戶定義機器人工作區中的路徑和任務；

S102、用戶定義關鍵路徑，通孔路徑從機器人的起始位置到第一個用戶定義的路徑以及用戶定義的路徑之間的路徑通過系統自動生成；

S103、AR場景里設置虛擬機器人，設置虛擬機器人覆蓋在工作空間中的真實機器人上，實時顯示計劃中的特定任務機器人的運動參數；沿路徑指向虛擬機器人手臂，虛擬機器人手臂跟隨手持指針，并使用逆運動學求解器計算虛擬機器人手臂的鏈接的相應姿態；虛擬機器人不會通過不可到達的路徑跟隨手持式指針。

更進一步地，步驟S101中具體指：通過將無線鼠標連接到類似于機器人末端執行器的鋁棒，紅外反射標記附著在手持式指示器上，使運動捕捉系統可以對其進行跟蹤。

更進一步地，步驟S102中具體包括：用戶按下手持設備上的按鈕指針并沿著所需路徑移動指針，點在使用系統添加沿該路徑的規則間隔以形成路徑；該點基于指針在其上移動時的每個姿勢沿路徑指向；較小的間隔長度將導致更大的間隔系統沿路徑放置的點數，間隔長度是可以設置的參數由用戶根據應用程序的要求手動進行。

3.有益效果