CN104552293B - 用于调节机器人路径的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开的实施方式提供了一种用于调节机器人路径的方法和系统，该方法包括：从待调节的机器人路径中选择至少一个路径点；选择待加工零件的几何模型；拖动所选择的至少一个路径点；以及响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

Description

用于调节机器人路径的方法和系统

技术领域

本公开的各个实施方式涉及机器人应用领域，并且更具体地涉及一种用于调节机器人路径的方法和系统。

背景技术

机器人广泛使用于各种工业生产和制造应用中。机器人在运行过程中将按照预先设定的机器人路径进行操作。对于机器人路径而言，其中所包括的路径点通常作为坐标而存储在目标列表中。当操作者想要改变一个或多个路径点的位置时，现有技术中常用的方法是输入相应的路径点的绝对坐标值或者将这些路径点逐个拖动至预期位置。由于这两种方法均只针对单个路径点进行调节，因此这样的调节过程不仅耗时，而且精确度不高。

例如，图1示出了位于待加工零件的几何模型的表面10上的一个路径点100的示意图。图2A和图2B示意性地示出了采用现有技术中的拖动方法调节路径点100时所存在的问题。如图2A和图2B所示，当操作者拖动路径点100时，该路径点100通常偏离待加工零件的几何模型的表面10，从而在机器人路径和待加工零件的几何模型的表面10之间留下间隙。因此，这样的调节过程导致产生不准确的机器人路径。

此外，大多数机器人加工程序都包括大量路径点，并且大多数路径点都位于部分自由曲面上。为了节约时间并且保持高质量，编程人员需要在不同的机器人单元中重用一些程序。例如，有时需要调节一个机器人单元的路径中的一些路径点以用于另一机器人单元。同样，这样的调节过程需要输入相应的路径点的绝对坐标值或者将这些路径点逐个拖动至预期位置，因而也存在调节过程耗时且精确度不高的问题。

发明内容

本公开旨在解决现有技术中的用于调节机器人路径的方法耗时以及精确度不高的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种用于调节机器人路径的方法，包括：从待调节的机器人路径中选择至少一个路径点；选择待加工零件的几何模型；拖动所选择的至少一个路径点；以及响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述待调节的机器人路径包括位于所述待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述方法还包括：响应于所述拖动的终止而存储经调节的机器人路径。

根据本公开的一个示例性实施方式，响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准包括：响应于所述拖动而相对于所述待加工零件的几何模型的表面对所选择的至少一个路径点中的每个路径点进行干涉检查，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述待调节的机器人路径包括位于所述待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述待调节的机器人路径包括位于与所述待加工零件不同的另一零件的几何模型的表面上的多个路径点。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述方法还包括：响应于所述拖动的终止而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点存储为用于所述待加工零件的机器人路径。

根据本公开的一个示例性实施方式，响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准包括：响应于所述拖动而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点投影到所述待加工零件的几何模型的表面上，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

根据本公开的另一方面，提供一种用于调节机器人路径的系统，包括：第一选择装置，用于从待调节的机器人路径中选择至少一个路径点；第二选择装置，用于选择待加工零件的几何模型；拖动装置，用于拖动所选择的至少一个路径点；以及对准装置，用于响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述待调节的机器人路径包括位于所述待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述系统还包括：第一存储装置，用于响应于所述拖动的终止而存储经调节的机器人路径。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述对准装置包括：干涉检查装置，所述干涉检查装置用于响应于所述拖动而相对于所述待加工零件的几何模型的表面对所选择的至少一个路径点中的每个路径点进行干涉检查，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述待调节的机器人路径包括位于所述待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述待调节的机器人路径包括位于与所述待加工零件不同的另一零件的几何模型的表面上的多个路径点。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述系统还包括：第二存储装置，用于响应于所述拖动的终止而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点存储为用于所述待加工零件的机器人路径。

根据本公开的一个示例性实施方式，所述对准装置包括：投影装置，所述投影装置响应于所述拖动而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点投影到所述待加工零件的几何模型的表面上，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

在本公开的各个实施方式的技术方案中，保证了所选择的路径点在调节过程中不偏离待加工零件的几何模型的表面，从而提高了调节过程的精确度。此外，由于在调节过程中使得各个路径点与待加工零件的几何表面对准，因而可以同时调节多个路径点，从而使得调节过程所需的时间大大缩短。

附图说明

当结合附图阅读下文对示范性实施方式的详细描述时，这些以及其它目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1示出了位于待加工零件的几何模型的表面上的一个路径点的示意图；

图2A和图2B示出了采用现有技术中的方法调节图1中所示的路径点时的偏离；

图3示出了根据本公开的一个实施方式的用于调节机器人路径的方法的流程图；

图4示出了根据本公开的一个实施方式的用于调节机器人路径的系统的框图；以及

图5A和图5B示出了采用根据本公开的一个实施方式的用于调节机器人路径的方法来调节机器人路径的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

图3示出了根据本公开的一个实施方式的用于调节机器人路径的方法的流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：在S101中，从待调节的机器人路径中选择至少一个路径点；在S102中，选择待加工零件的几何模型；在S103中，拖动所选择的至少一个路径点；以及在S104中，响应于拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与待加工零件的几何模型的表面对准。

在本公开的一些实施方式中，待调节的机器人路径可以包括位于待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点。因此，在机器人路径的调节过程中，所选择的至少一个路径点沿着待加工零件的几何模型的表面进行拖动。也就是说，在调节过程中，各个被调节的路径点始终位于待加工零件的几何表面上，而不发生偏离。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点时，上述对准可以通过本领域中各种可用技术来实现。例如，可以响应于拖动而相对于待加工零件的几何模型的表面对所选择的至少一个路径点中的每个路径点进行干涉检查，以保证所选择的至少一个路径点中的每个路径点与待加工零件的几何模型的表面对准。在进行干涉检查时，当各个路径点与表面之间的距离小于或等于某一阈值时，则判定各个路径点与表面基本上对准；而当各个路径点与表面之间的距离大于某一阈值时，则减小各个路径点与表面之间的距离，以使其小于该阈值。通过干涉检查过程，可以保证各个路径点在拖动过程中始终位于待加工零件的表面上。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点时，上述用于调节机器人路径的方法还可以包括步骤：响应于拖动的终止而存储经调节的机器人路径。也就是说，在拖动结束时，各个被调节的路径点已经被拖动至新的位置，可以将这些处于新的位置的路径点与未进行调节的路径点组合以形成新的机器人路径，并且对这一新的机器人路径进行存储。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点时，通过在拖动过程中使得被调节的路径点与待加工零件的表面对准(例如通过干涉检查)，保证了被调节的路径点在调节过程中不偏离待加工零件的几何模型的表面，从而提高了调节过程的精确度。此外，由于在调节过程中使得各个路径点与待加工零件的几何表面对准，因而可以同时调节多个路径点，从而使得调节过程所需的时间大大缩短。

在本公开的一些实施方式中，待调节的机器人路径可以包括位于待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点。例如，待调节的机器人路径可以包括位于与待加工零件不同的另一零件的几何模型的表面上的多个路径点。此外，待调节的机器人路径还可以包括不位于任何零件的几何模型的表面上的路径点。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点时，上述对准可以通过本领域中各种可用技术来实现。例如，可以响应于拖动而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点投影到待加工零件的几何模型的表面上，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与待加工零件的几何模型的表面对准。在进行投影时，可以将所选择的至少一个路径点分别与待加工零件的几何模型的重心连线，并且将连线与待加工零件的几何模型的表面的交点作为各个路径点在待加工零件的几何表面上的相应投影。通过该投影过程，可以保证各个路径点在拖动过程中始终位于待加工零件的表面上。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点时，上述用于调节机器人路径的方法还包括响应于拖动的终止而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点存储为用于待加工零件的机器人路径。也就是说，在拖动结束时，各个被调节的路径点已经被拖动到待加工零件的几何模型的表面上，可以将被拖动至待加工零件的几何模型的表面上的各个路径点组合以形成新的机器人路径，并且对这一新的机器人路径进行存储。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点时，通过在拖动过程中使得被调节的路径点与待加工零件的表面对准(例如通过投影)，保证了被调节的路径点在调节过程中不偏离待加工零件的几何模型的表面，从而提高了调节过程的精确度。此外，由于在调节过程中使得各个路径点与待加工零件的几何表面对准，因而可以同时调节多个路径点，从而使得调节过程所需的时间大大缩短。

图4示出了根据本公开的一个实施方式的用于调节机器人路径的系统的框图。如图4所示，该系统包括：第一选择装置11，用于从待调节的机器人路径中选择至少一个路径点；第二选择装置12，用于选择待加工零件的几何模型；拖动装置13，用于拖动所选择的至少一个路径点；以及对准装置14，用于响应于拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与待加工零件的几何模型的表面对准。

在本公开的一些实施方式中，待调节的机器人路径可以包括位于待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点。因此，在机器人路径的调节过程中，由第一选择装置11所选择的至少一个路径点沿着待加工零件的几何模型的表面进行拖动。也就是说，在调节过程中，各个被调节的路径点始终位于待加工零件的几何表面上，而不发生偏离。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点时，上述对准可以通过本领域中各种可用技术来实现。例如，可以由对准装置11(例如干涉检查装置)响应于拖动而相对于待加工零件的几何模型的表面对由第一选择装置11所选择的路径点进行干涉检查，以保证所选择的每个路径点与待加工零件的几何模型的表面对准。在通过干涉检查装置进行干涉检查时，当各个路径点与表面之间的距离小于或等于某一阈值时，则干涉检查装置判定各个路径点与表面基本上对准；而当各个路径点与表面之间的距离大于某一阈值时，则通过干涉检查装置减小各个路径点与表面之间的距离，以使其小于阈值。通过干涉检查装置进行检测，可以保证各个路径点在拖动过程中始终位于待加工零件的表面上。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点时，上述用于调节机器人路径的系统还包括用于响应于拖动的终止而存储经调节的机器人路径的第一存储装置。也就是说，在拖动结束时，各个被调节的路径点已经被拖动至新的位置，可以将这些处于新的位置的路径点与未进行调节的路径点组合以形成新的机器人路径，并且将这一新的机器人路径存储在第一存储装置中。

在本公开的一些实施方式中，待调节的机器人路径可以包括位于待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点。例如，待调节的机器人路径可以包括位于与待加工零件不同的另一零件的几何模型的表面上的多个路径点。此外，待调节的机器人路径甚至可以包括不位于任何零件的几何模型的表面上的路径点。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点时，上述对准可以通过本领域中各种可用技术来实现。例如，可以由对准装置14(例如投影装置)响应于拖动而将由第一选择装置11所选择路径点投影到待加工零件的几何模型的表面上，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与待加工零件的几何模型的表面对准。在进行投影时，投影装置可以将所选择的至少一个路径点分别与待加工零件的几何模型的重心连线，并且将连线与待加工零件的几何模型的表面的交点作为各个路径点在待加工零件的几何表面上的相应投影。通过该投影过程，可以保证各个路径点在拖动过程中始终位于待加工零件的表面上。

在待调节的机器人路径包括位于待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点时，上述用于调节机器人路径的系统还包括用于响应于拖动的终止而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点存储为用于待加工零件的机器人路径的第二存储装置。也就是说，在拖动结束时，各个被调节的路径点已经被拖动到待加工零件的几何模型的表面上，可以将被拖动至待加工零件的几何模型的表面上的各个路径点组合以形成新的机器人路径，并且将这一新的机器人路径存储在第二存储装置中。

图5A和图5B示出了采用根据本公开的一个实施方式的用于调节机器人路径的方法来调节机器人路径的示意图。在图5A中示出了圆柱体作为待加工零件的几何模型5的示例，并且在几何模型5的表面50上示出了四个路径点501、502、503、504作为从待调节的机器人路径中选择的路径点的示例。如图5B所示，由于上述四个路径点501、502、503、504位于几何模型5的表面50上，所以拖动过程中，可以例如通过在上文中所述的干涉检查来实现各个路径点与几何模型5的表面50的对准。图5B示出了拖动后的各个路径点在几何模型5的表面50上的位置。

在本公开的各个实施方式中，待加工零件并不限于具有在本公开的实施方式中所描述的具体几何结构，而是可以根据需要具有各种不同的几何结构，例如柱体、锥体、长方体、球形或者其它各种不规则形状等。

此外，虽然在本公开的各个实施方式中，为了便于描述而以顺序的方式描述各个步骤。然而本领域技术人员能够理解的是，本公开的各个实施方式并不限于上述步骤。例如，对于本领域技术人员显而易见的是，选择路径点的步骤和选择待加工零件的几何模型的步骤可以互换，而不会对本公开的各个实施方案的实施产生影响。

已经出于示出和描述的目的给出了本公开的说明书，但是其并不意在是穷举的或者限制于所公开形式的发明。本领域技术人员可以想到很多修改和变体。因此，实施方式是为了更好地说明本公开的原理、实际应用以及使本领域技术人员中的其他人员能够理解以下内容而选择和描述的，即，在不脱离本公开精神的前提下，做出的所有修改和替换都将落入所附权利要求定义的本公开保护范围内。

Claims (16)

1.一种用于调节机器人路径的方法，包括：

从待调节的机器人路径中选择至少一个路径点；

选择待加工零件的几何模型；

拖动所选择的至少一个路径点；以及

响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述待调节的机器人路径包括位于所述待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

响应于所述拖动的终止而存储经调节的机器人路径。

4.根据权利要求2所述的方法，其中响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准包括：

响应于所述拖动而相对于所述待加工零件的几何模型的表面对所选择的至少一个路径点中的每个路径点进行干涉检查，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述待调节的机器人路径包括位于所述待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述待调节的机器人路径包括位于与所述待加工零件不同的另一零件的几何模型的表面上的多个路径点。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括：

响应于所述拖动的终止而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点存储为用于所述待加工零件的机器人路径。

8.根据权利要求5所述的方法，其中响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准包括：

响应于所述拖动而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点投影到所述待加工零件的几何模型的表面上，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

9.一种用于调节机器人路径的系统，包括：

第一选择装置，用于从待调节的机器人路径中选择至少一个路径点；

第二选择装置，用于选择待加工零件的几何模型；

拖动装置，用于拖动所选择的至少一个路径点；以及

对准装置，用于响应于所述拖动而使所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述待调节的机器人路径包括位于所述待加工零件的几何模型的表面上的多个路径点。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括：

第一存储装置，用于响应于所述拖动的终止而存储经调节的机器人路径。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述对准装置包括：

干涉检查装置，所述干涉检查装置用于响应于所述拖动而相对于所述待加工零件的几何模型的表面对所选择的至少一个路径点中的每个路径点进行干涉检查，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。

13.根据权利要求9所述的系统，其中所述待调节的机器人路径包括位于所述待加工零件的几何模型的表面外的多个路径点。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述待调节的机器人路径包括位于与所述待加工零件不同的另一零件的几何模型的表面上的多个路径点。

15.根据权利要求13所述的系统，还包括：

第二存储装置，用于响应于所述拖动的终止而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点存储为用于所述待加工零件的机器人路径。

16.根据权利要求13所述的系统，所述对准装置包括：

投影装置，所述投影装置响应于所述拖动而将所选择的至少一个路径点中的每个路径点投影到所述待加工零件的几何模型的表面上，以使得所选择的至少一个路径点中的每个路径点与所述待加工零件的几何模型的表面对准。