CN103317507B - 一种机械手运动控制器的中文示教方法 - Google Patents
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Abstract
一种机械手运动控制器的中文示教方法，包括以下步骤：(1)将机械臂的运动轨迹分解为直线与圆弧的组合，按照运动轨迹上直线与圆弧的段数将它分割成N条线段，即有N+1个交点，当点Pi移动到点Pi+1是直线时，是通过直线插补实现；当点Pi移动到点Pi+1是圆弧时，通过圆弧插补实现；(2)在示教动作前先设置一个全局速度，同时在每一个线段的运动中设置局部速度；如果对某一线段的运动不设置局部速度，就按照示教动作前设置的全局速度执行。本发明提供一种支持中文示教机械臂的运动控制器示教方法，该方法是通过中文示教，无需编程，示教方法过程简单，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机械手控制器的中文示教方法。
背景技术
目前国内大多数工业场合都使用到了机械手来完成自动生产任务，应用于控制各类机械手的示教器的需求也与日俱增。示教是用户通过示教器，编写与机器对应的运动控制程式的一种模式。通常，用户需要通过编写示教程序，可以实现对机械运动过程的流程控制，完成工具的加工，自动运行将根据示教所设定的程式运行。当前，很多机械手控制系统是用PLC设计实现的，示教过程也普遍比较复杂，用户通过相应机器语言编程教导机械手动作。但是对于一些动作比较复杂的场合，这种通过机器语言实现的在线编程非常有局限性，用户编写示教动作工作量相当大，而且对不同机械手又要开发专用运动控制器，非常低效。
发明内容
为克服普通机械手示教器存在的在示教动作复杂的情况下、机械手示教不易实现的不足，本发明提供一种支持中文示教机械臂的运动控制器示教方法，该方法是通过中文示教，无需编程，示教方法过程简单，效率高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种机械手运动控制器的中文示教方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将机械臂的运动轨迹分解为直线与圆弧的组合，按照运动轨迹上直线与圆弧的段数将它分割成N条线段，即有N+1个交点，当点Pi移动到点Pi+1是直线时，是通过直线插补实现；当点Pi移动到点Pi+1是圆弧时，通过圆弧插补实现；
(2)点Pi到Pi+1的直线运动过程如下：首先要确定第一个点Pi，并将其保存；再手动将机械臂移动到下一个点Pi+1，同样记录下Pi+1的位置，然后选择直线插补的运动方式和运动速度，并将其保存；圆弧运动时，与直线运动差别在于选择的运动方式是圆弧插补；在示教动作前先设置一个全局速度，同时在每一个线段的运动中设置局部速度；如果对某一线段的运动不设置局部速度，就按照示教动作前设置的全局速度执行。
进一步，每一个动作的执行条件是通过判断外部输入端口电平实现，根据需要自由选择所要检测的端口及其有效电平；选择输入端口1作为检测端口，同时将高电平作为有效电平，则当输入端口1的电平从低电平跳变到高电平时，动作才会执行；动作结束条件的设置与动作执行条件的设置相同，即选择某一输入端口及其有效电平作为动作结束条件。
更进一步，设置三路脉冲输出，分别控制三路伺服电机的运动，在固定脉冲数发送模式下，设定固定数目的脉冲，在发送脉冲过程中，将自动实现加减速控制；在连续发送脉冲模式下，将连续发送脉冲，直到满足动作改变条件，当动作结束条件被满足时，当前执行的动作会被终止。
本发明的优点在于：(1)对于点的示教方法过程简单，效率高；(2)在点到点的运动方式和速度可以自由选择；(3)动作执行条件和结束条件可以自由选择，适用于不同标准机械情况；(4)本发明的示教过程中不必要求机械臂返回坐标原点。
附图说明
图1是机械运动控制器示教流程图。
具体实施方式
下面结合附图作进一步描述。
参照图一种机械手运动控制器的中文示教方法，所述方法包括以，下步骤：
(1)机械手的运动轨迹可以理解为从某个初始点到终点的多条直线和曲线的运动。当机械臂整个运动是一条直线时，机械臂的运动就是从Pi(xi，yi，zi)到Pi+1(xi+1，yi+1，zi+1)的直线运动；而大多情况下，运动轨迹是一些直线与圆弧的组合，因此本发明按照运动轨迹上直线与圆弧的段数将它分割成N条线段，即有N+1个交点。当点Pi移动到点Pi+1是直线时，是通过直线插补实现；当点Pi移动到点Pi+1是圆弧时，通过圆弧插补实现。
(2)步骤(1)中要实现点Pi到Pi+1的直线运动，首先要确定第一个点Pi。然后按下运动控制器上的保存键，保存下机械手当前位置。再手动将机械臂移动到下一个点Pi+1，同样记录下Pi+1的位置，然后根据运动控制器上的界面提示选择直线插补的运动方式和运动速度，并将其保存。类似的，圆弧运动时，与直线运动唯一差别是选择的运动方式是圆弧插补。如此反复的从P0开始保存N+1个点的坐标及其对应的N个运动方式，直到机械臂运动到终点Pn。
(3)上述步骤(2)中的运动速度在示教动作前先设置一个全局速度，同时在每一条线段的运动中，可以设置局部速度。如果对某一线段的运动不设置局部速度，就按照示教动作前设置的全局速度执行。
(4)上述步骤(2)中，每一个动作都会有相应的执行条件。动作执行条件是通过判断外部输入端口电平实现，因此用户可以根据需要自由选择所要检测的端口及其有效电平。
进一步，选择输入端口1作为检测端口，同时将高电平作为有效电平，则当输入端口1的电平从低电平跳变到高电平时，动作才会执行；动作结束条件的设置类似于动作执行条件的设置，即选择某一输入端口及其有效电平作为动作结束条件，则动作的结束必须满足该条件。
再进一步，例如注塑机专用机械手在执行机械手主臂下降时，需要判断全局检测的开模信号，即开模完是执行机械手主臂下降动作的必要条件。在教导过程，手动过程中也同样需要检测开模完信号，因此将开模完信号接在一个设置为全局检测的输入端口上。机械手到位信号往往是一些局部检测信号，如主臂上升的到位信号在主臂下降时才会检测，此类检测信号可以分别接在设置为局部检测的输入端口上。
(5)本发明中有三路脉冲输出，最多可以控制三路伺服电机的运动。例如X、Y轴的运动方式只有开关两种状态，Z轴的运动是通过伺服电机控制的，那么在坐标点Pi(xi，yi，zi)中的xi、yi两个参数值只有0或1，用来表示开关的状态，而zi的数值表示Z轴移动的距离。因此将Z轴对应的脉冲输出端口Z0设置为有效，而X、Y轴对应的脉冲输出端口X0、Y0设置为无效。然后根据上述步骤(3)中设置的速度来调节频率，从而实现对Z轴伺服电机的速度控制。
进一步，在固定脉冲数发送模式下，系统可以设定固定数目的脉冲。在发送脉冲过程中，系统将自动实现加减速控制。在连续发送脉冲模式下，系统将连续发送脉冲，直到满足动作改变条件。当动作结束条件被满足时，当前执行的动作会被终止。
Claims (3)
1.一种机械手运动控制器的中文示教方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)将机械臂的运动轨迹分解为直线与圆弧的组合，按照运动轨迹上直线与圆弧的段数将它分割成N条线段，即有N+1个交点，当点Pi移动到点Pi+1是直线时，是通过直线插补实现；当点Pi移动到点Pi+1是圆弧时，通过圆弧插补实现；
(2)点Pi到Pi+l的直线运动过程如下：首先要确定第一个点Pi，并将其保存；再手动将机械臂移动到下一个点Pi+1,同样记录下Pi+1的位置，然后选择直线插补的运动方式和运动速度，并将其保存；圆弧运动时，与直线运动差别在于选择的运动方式是圆弧插补；在示教动作前先设置一个全局速度，同时在每一个线段的运动中设置局部速度；如果对某一线段的运动不设置局部速度，就按照示教动作前设置的全局速度执行。
2.如权利要求1所述的一种机械手运动控制器的中文示教方法，其特征在于：每一个动作的执行条件是通过判断外部输入端口电平实现，根据需要自由选择所要检测的端口及其有效电平；选择输入端口1作为检测端口，同时将高电平作为有效电平，则当输入端口1的电平从低电平跳变到高电平时，动作才会执行；动作结束条件的设置与动作执行条件的设置相同，即选择某一输入端口及其有效电平作为动作结束条件。
3.如权利要求2所述的一种机械手运动控制器的中文示教方法，其特征在于：设置三路脉冲输出，分别控制三路伺服电机的运动，在固定脉冲数发送模式下，设定固定数目的脉冲，在发送脉冲过程中，将自动实现加减速控制；在连续发送脉冲模式下，将连续发送脉冲，直到满足动作改变条件，当动作结束条件被满足时，当前执行的动作会被终止。
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