專利名稱：機器人運行軌跡坐標在線補償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種在線補償方法，特別是一種機器人運行軌跡坐標在線補償方法，屬于機器人工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
型鋼加工圖形通常可分解為直線、圓和圓弧等基本圖形，每一種圖形都可以用一些參數(shù)——即圖形要素，比如直線用兩個端點，圓用圓心和半徑，圓弧用端點和半徑來表征。型鋼加工圖形通過計算機離線編程，在機器人程序中建立型材加工基本圖形子程序模塊，并在基本圖形子程序的入口設(shè)置圖形要素坐標變量。
英國META公司2001年出版的Meta Vision Systems MTR PC OEM USERS MANUAL(Meta視覺系統(tǒng)MTR PC OEM用戶手冊)，第1、5、6、11頁描述了一種MTX/MTR機器人跟蹤系統(tǒng)，用于目標位置檢測和跟蹤。該系統(tǒng)首先通過示教確定目標(焊縫)的正確位置，然后進入跟蹤模式，利用紅外激光器產(chǎn)生一束扇形光束，打在被測工件的表面，通過CCD攝像頭取得工件被照射部位目標的輪廓線，一個專用的視覺控制軟件用于測定目標位置和特征。當目標對圖像中心位置左右偏離或高度偏離時，則產(chǎn)生一個線性相關(guān)的模擬電壓或電流信號，該信號輸入機器人控制器，機器人位置跟蹤程序判斷該信號的大小和方向是否超出設(shè)定范圍，確定焊炬調(diào)節(jié)幅值和調(diào)整方向，使機器人末端焊炬高度和左右位置保持恒定。該系統(tǒng)的缺點在于目標的正確位置必須通過示教來獲得；并且必須通過設(shè)置閾值決定焊炬位置是否需要調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種機器人運行軌跡坐標在線補償方法，被加工的型鋼可自由地放在操縱臺上，無需夾持，通過在線測量和補償，使機器人末端運行軌跡能夠適應(yīng)變形型鋼的實際形狀和位置，以獲得加工圖形精確的型鋼構(gòu)件。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明提出的機器人運行軌跡在線補償方法為在機器人手臂末端設(shè)置傳感器，在機器人執(zhí)行操作前，將當前傳感器測出的工件外形和位置數(shù)據(jù)讀入計算機，由計算機進行數(shù)據(jù)處理與運算，對原先設(shè)定的機器人所執(zhí)行的軌跡坐標進行補償，使機器人獲得新的執(zhí)行加工操作運行軌跡的坐標。
計算機向機器人控制器發(fā)出消息請求，并傳遞經(jīng)補償后的型鋼加工圖形要素的坐標數(shù)據(jù)，同時給基本加工圖形子程序入口的圖形要素坐標變量賦值。
在機器人控制系統(tǒng)中設(shè)置各種執(zhí)行軌跡要素坐標數(shù)據(jù)的子程序模塊，當機器人獲得經(jīng)補償后的數(shù)據(jù)及相應(yīng)軌跡子程序模塊的要素坐標數(shù)據(jù)后，機器人主程序檢測各執(zhí)行軌跡坐標數(shù)據(jù)子程序模塊輸入口的布爾變量，根據(jù)布爾變量的值決定是否執(zhí)行該運行軌跡坐標數(shù)據(jù)子程序。如布爾變量為“1”，機器人2則執(zhí)行相應(yīng)的子程序操作，如果布爾變量為“0”，則不進行相應(yīng)操作。
機器人執(zhí)行運行軌跡坐標由計算機離線編程控制，利用機器人系統(tǒng)中的控制器和計算機數(shù)據(jù)通訊，計算機先向機器人系統(tǒng)發(fā)出消息請求，并向機器人控制器傳遞補償后的圖形坐標數(shù)據(jù)及其他所需參數(shù)，而機器人控制器通過消息應(yīng)答返回結(jié)果給離線計算機。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步。型鋼可以自由地放在操縱臺上，機器人不需要示教，通過在線檢測、補償計算和型鋼加工圖形CAD模塊化設(shè)計，機器人能夠在線獲得運行軌跡坐標。采用本發(fā)明的機器人運行軌跡坐標在線補償方法，允許被加工型材有較大的變形量，不經(jīng)過軋機矯形也可以獲得精確的加工尺寸。


圖1機器人加工圖形坐標在線補償方法原理框圖具體實施方式
如圖1所示，在機器人2手臂末端設(shè)置傳感器1，在機器人2執(zhí)行操作前，機器人2載著激光傳感器1檢測工件被檢測面的形狀，獲得關(guān)于型鋼外形、位置的電壓模擬信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器送入工業(yè)控制計算機3，由計算機3進行數(shù)據(jù)處理與運算，計算機3向機器人控制器4發(fā)出消息請求，并傳遞經(jīng)補償后的型鋼加工圖形要素的坐標數(shù)據(jù)，同時給基本加工圖形子程序入口的圖形要素坐標變量賦值，計算機3使相應(yīng)的基本圖形子程序入口的布爾變量置“1”。機器人控制器4通過消息應(yīng)答返回結(jié)果給調(diào)用過程，這樣就實現(xiàn)了對原先設(shè)定的機器人2所執(zhí)行的軌跡坐標進行補償，使機器人2獲得新的執(zhí)行加工操作運行軌跡的坐標。
在機器人2控制系統(tǒng)中設(shè)置各種執(zhí)行軌跡要素坐標數(shù)據(jù)的子程序模塊，當機器人2獲得經(jīng)補償后的數(shù)據(jù)及相應(yīng)軌跡子程序模塊的要素坐標數(shù)據(jù)后，在機器人控制器4進行程序運行時，機器人主程序檢測各執(zhí)行軌跡坐標數(shù)據(jù)子程序模塊輸入口的布爾變量，根據(jù)布爾變量的值決定是否執(zhí)行該運行軌跡坐標數(shù)據(jù)子程序。如布爾變量為“1”，機器人2則執(zhí)行相應(yīng)的子程序操作，如果布爾變量為“0”，則不進行相應(yīng)操作。
機器人2執(zhí)行運行軌跡坐標由計算機離線編程控制，利用機器人2系統(tǒng)中的控制器和計算機數(shù)據(jù)通訊，計算機3先向機器人2系統(tǒng)發(fā)出消息請求，并向機器人控制器4傳遞補償后的圖形坐標數(shù)據(jù)及其他所需參數(shù)，而機器人控制器4通過消息應(yīng)答返回結(jié)果給離線計算機3。
權(quán)利要求
1.一種機器人運行軌跡坐標在線補償方法，其特征在于，在機器人(2)手臂末端設(shè)置傳感器(1)，在機器人(2)執(zhí)行操作前，將當前傳感器(1)測出的工件外形和位置數(shù)據(jù)讀入計算機(3)，由計算機(3)進行數(shù)據(jù)處理與運算，對原先設(shè)定的機器人(2)所執(zhí)行的軌跡坐標進行補償，使機器人(2)獲得新的執(zhí)行加工操作運行軌跡的坐標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種機器人運行軌跡坐標在線補償方法，其特征是，計算機(3)向機器人控制器(4)發(fā)出消息請求，并傳遞經(jīng)補償后的型鋼加工圖形要素的坐標數(shù)據(jù)，同時給基本加工圖形子程序入口的圖形要素坐標變量賦值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種機器人運行軌跡坐標在線補償方法，其特征是，在機器人(2)控制系統(tǒng)中設(shè)置各種執(zhí)行軌跡要素坐標數(shù)據(jù)的子程序模塊，當機器人(2)獲得經(jīng)補償后的數(shù)據(jù)及相應(yīng)軌跡子程序模塊的要素坐標數(shù)據(jù)后，機器人主程序檢測各執(zhí)行軌跡坐標數(shù)據(jù)子程序模塊輸入口的布爾變量，根據(jù)布爾變量的值決定是否執(zhí)行該運行軌跡坐標數(shù)據(jù)子程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的這種機器人運行軌跡坐標在線補償方法，其特征是，如布爾變量為“1”，機器人(2)則執(zhí)行相應(yīng)的子程序操作，如果布爾變量為“0”，則不進行相應(yīng)操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種機器人運行軌跡坐標在線補償方法，其特征是，機器人(2)執(zhí)行運行軌跡坐標由計算機離線編程控制，利用機器人(2)系統(tǒng)中的控制器和計算機數(shù)據(jù)通訊，計算機(3)先向機器人系統(tǒng)發(fā)出消息請求，并向機器人控制器(4)傳遞補償后的圖形坐標數(shù)據(jù)及其他所需參數(shù)，而機器人控制器(4)通過消息應(yīng)答返回結(jié)果給離線計算機(3)。
全文摘要
一種機器人運行軌跡坐標在線補償方法屬于機器人工程領(lǐng)域，在機器人手臂末端設(shè)置傳感器，在機器人執(zhí)行操作前，將當前傳感器測出的工件外形和位置數(shù)據(jù)讀入計算機，由計算機進行數(shù)據(jù)處理與運算，對原先設(shè)定的機器人所執(zhí)行的軌跡坐標進行補償，使機器人獲得新的執(zhí)行加工操作運行軌跡的坐標。使用本發(fā)明的方法，型鋼可以自由地放在操縱臺上，機器人不需要示教，通過在線檢測、補償計算和型鋼加工圖形CAD模塊化設(shè)計，即能夠在線獲得運行軌跡坐標。允許被加工型材有較大的變形量，不經(jīng)過軋機矯形也可以獲得精確的加工尺寸。
文檔編號B25J9/18GK1415460SQ0215107
公開日2003年5月7日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月5日
發(fā)明者王志武, 邱濤, 姚舜, 丁國清, 程志敏, 閔觀榮 申請人:上海交通大學, 江南造船(集團)有限責任公司