CN105171745B - 一种机器人离线编程系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人离线编程系统，属于机器人技术领域。系统包括：数据存储单元，保存有编程数据；轨迹规划单元，根据预设的关联于待处理工件的第一三维模型以及编程数据处理得到关联于机器人的第二三维模型的位姿信息，并进而处理得到机器人的实际处理轨迹的第一轨迹信息；轨迹验证单元，用于根据编程数据对第一轨迹信息进行验证；编码单元，应用编程信息，根据经过验证的第一轨迹信息编码形成相应的机器人可识别的更新程序并发送至机器人进行程序更新。上述技术方案的有益效果是：编程更加简便快捷，编程也更精确和稳定保证机器人设备正常运行，不会受到离线编程过程的影响，整个离线编程过程成本低廉，易于实现。

Description

一种机器人离线编程系统

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人离线编程系统。

背景技术

现有技术中，在工业机器人的编程领域，目前通常采用示教编程的方法，即手动控制机器人沿所需轨迹运动，同时记录运动轨迹，随后按照记录的运动轨迹对机器人进行编程并进行程序安装。上述示教编程的方法，其会占用工业机器人正常工作的时间，并且存在精度低、效率低、加工质量依赖于操作者经验等缺陷。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，现提供一种机器人离线编程系统的技术方案，旨在解决现有技术中对机器人进行示教编程产生的编程复杂度较高以及编程成本较高等问题；

上述技术方案具体包括：

一种机器人离线编程系统，其中，包括：

数据存储单元，其中保存有支持对机器人进行离线编程的编程数据，所述编程数据中包括关联于待处理工件的工件信息，以及关联于所述机器人的机器人信息；

轨迹规划单元，连接所述数据存储单元，用于根据预设的关联于所述待处理工件的第一三维模型以及所述编程数据，处理得到关联于所述机器人的第二三维模型的位姿信息，并根据所述位姿信息处理得到用于模拟所述机器人的处理机构的实际处理轨迹的第一轨迹信息；

轨迹验证单元，分别连接所述轨迹规划单元和所述数据存储单元，用于根据所述编程数据，对所述第一轨迹信息进行验证，并输出经过验证的所述第一轨迹信息；

编码单元，分别连接所述轨迹验证单元和所述数据存储单元，所述编码单元应用所述编程信息，根据经过验证的所述第一轨迹信息编码形成相应的所述机器人可识别的更新程序并发送至所述机器人进行程序更新。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述轨迹规划单元中包括：

标准轨迹设置模块，通过预设的标准轨迹参数，于所述第一三维模型中关联于所述待处理工件的待处理表面上设置用于模拟标准处理轨迹的第二轨迹信息；

位置定义模块，用于根据所述第一三维模型中预设的标志点，确定并输出所述第二三维模型于所述第一三维模型中的位置信息；

姿态定义模块，连接所述位置定义模块，用于根据所述关联位置，确定并输出关联所述第二三维模型的第一坐标系相对于关联所述第一三维模型的第二坐标系的姿态信息；

轨迹规划模块，分别连接所述位置定义模块和所述姿态定义模块，用于根据所述位置信息和所述姿态信息处理得到所述第一轨迹信息并输出。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述机器人对所述待处理工件进行淬火处理；

则所述标准轨迹参数包括：

关联于所述第二轨迹信息的最小容许步长；

关联于所述第二轨迹信息的最大容许步长；以及

关联于所述第二轨迹信息的最大容许弦高。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述轨迹规划单元中还包括：

引导线编辑模块，连接所述标准轨迹设置模块，用于根据所述标准轨迹参数，于所述待处理表面上编辑相应的引导线，以指示关联于所述第二轨迹信息的处理轨迹的起始位置、终止位置以及处理方向。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述轨迹规划单元中还包括：

比对模块，分别链接所述标准轨迹模块和所述轨迹规划模块，用于将所述第一轨迹信息与所述第二轨迹信息进行比对，并输出相应的比对结果；

参数重置模块，连接所述比对模块，用于根据所述比对结果，在所述第一轨迹信息和所述第二轨迹信息之间的差距超过一预设范围时调整相应的工艺参数；

所述工艺参数中包括所述标准轨迹参数。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述工艺参数中还包括：

对应于所述处理机构的处理速率信息。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述姿态定义模块根据关联于所述待处理表面的中心点以及相应的法矢量信息，确定所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的所述姿态信息。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述轨迹验证单元中包括：

部件计算模块，用于根据读取的所述机器人信息，于所述第二三维模型上对关联于所述第一轨迹信息的所述机器人上各部件进行计算，以分别得到相应的操作信息；

轨迹仿真模块，用于对所述第一轨迹信息进行仿真运行，记录并输出相应的运行结果信息；

判断模块，分别连接所述部件计算模块和所述轨迹仿真模块，用于根据所述操作信息和所述运行结果信息，判断对所述第一轨迹信息的仿真运行是否成功，并输出相应的判断结果；

所述轨迹验证单元输出所述判断结果，以供测试人员判断所述第一轨迹信息是否合格。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述操作信息中包括：

于所述第二三维模型上，在所述第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于所述机器人的各部件的坐标系的初始的位姿信息；

于所述第二三维模型上，在所述第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于所述机器人的各部件的关节角的相关信息；以及

于所述第二三维模型上，在所述第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于所述机器人的各部件的坐标系的当前的位姿信息。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，所述轨迹验证单元中还包括：

显示处理模块，连接所述轨迹仿真模块，用于将对所述第一轨迹信息进行仿真的所述仿真结果实时显示在系统显示屏中，以供测试人员查看。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，还包括：

通信单元，连接所述编码单元，并远程连接需要进行离线编程的所述机器人；

控制单元，连接所述通信单元，用于控制所述通信单元开闭，以控制所述机器人离线编程系统与需要进行离线编程的所述机器人之间的通信通断；

所述编码单元通过所述通信单元，将经过编码转换的所述更新程序下发到所述机器人中进行程序更新。

优选的，该机器人离线编程系统，其中，还包括：

更新监控单元，连接所述通信单元，用于接收所述机器人远程反馈的关联于所述程序更新的更新结果，并根据所述更新结果判断本次程序更新是否成功。

上述技术方案的有益效果是：

1)相较于示教法手动编程操作工业机器人的方式，本技术方案所述的离线编程方法的编程更加简便快捷，编程也更精确和稳定；

2)不需占用机器人设备即可实现编程和初步调试等操作，保证机器人设备正常运行，不会受到离线编程过程的影响；

3)整个离线编程过程成本低廉，易于实现。

附图说明

图1是本发明的较佳的实施例中，一种机器人离线编程系统的总体结构示意图；

图2-3是本发明的较佳的实施例中，于图1的基础上，机器人离线编程系统的分解结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种机器人离线编程系统，其结构如图1所示，具体包括：

数据存储单元1，其中保存有支持对机器人进行离线编程的编程数据，编程数据中包括关联于待处理工件的工件信息，以及关联于机器人的机器人信息；

轨迹规划单元2，连接数据存储单元1，用于根据预设的关联于待处理工件的第一三维模型以及编程数据，处理得到关联于机器人的第二三维模型的位姿信息，并根据位姿信息处理得到用于模拟机器人的处理机构的实际处理轨迹的第一轨迹信息；

轨迹验证单元3，分别连接轨迹规划单元2和数据存储单元1，用于根据编程数据，对第一轨迹信息进行验证，并输出经过验证的第一轨迹信息；

编码单元4，分别连接轨迹验证单元3和数据存储单元1。编码单元4应用编程信息，根据经过验证的第一轨迹信息编码形成相应的机器人可识别的更新程序并发送至机器人进行程序更新。

在一个具体实施例中，上述机器人离线编程系统中首先包括一个数据存储单元1。该数据存储单元1用于保存对应于待处理工件的工件信息，以及对应于待编程机器人的机器人信息。具体地，该实施例中，上述待处理工件的工件信息，可以包括该待处理工件的型号信息，以及关联于型号的其他信息例如该型号的工件的外部尺寸等基本信息。相应地，上述待编程机器人的机器人信息同样可以为该机器人的型号信息，即包括该机器人的外部尺寸以及每个部件的详细尺寸和运动范围等信息。

该实施例中，上述机器人离线编程系统中还包括一个轨迹规划单元2。该轨迹规划单元2连接上述数据存储单元1。上述轨迹规划单元2根据预设的关联于待处理工件的第一三维模型以及编程数据，处理得到关联于机器人的第二三维模型的位姿信息，并根据位姿信息处理得到用于模拟机器人的处理机构的实际处理轨迹的第一轨迹信息。

具体地，该实施例中，上述第一三维模型，是指对应于本次待处理的工件，在系统中模拟形成的一三维模型。该第一三维模型可以完整地模拟待处理工件，尤其是待处理工件的待处理表面。

相应地，该实施例中，上述第二三维模型，是指对应于本次处理所选用的机器人，在系统中模拟形成的一三维模型，该第二三维模型同样可以完整地模拟待编程的机器人，尤其是待编程的机器人上的处理机构。

本发明的一个较佳的实施例中，上述待处理工件可以为待感应淬火的工件，上述待处理表面可以为待淬火的表面，上述机器人上的处理机构可以为淬火头。

本发明的其他实施例中，上述待处理工件可以采用其他处理方式进行处理，而不限于采用感应淬火方式处理。例如，在待处理工件表面贴上识别标签，则待处理表面可以为需要贴标签的表面，上述机器人上的处理机构可以为贴标机等。

则该实施例中，上述轨迹规划单元2根据上述第一三维模型和第二三维模型之间的位置关系，以及上述编程数据(其中包括上述工件信息以及机器人信息)，处理得到对应于该机器人的处理机构(例如淬火头)的第一轨迹信息，该第一轨迹信息用于表示处理机构实际在待处理表面上的运动轨迹。

该实施例中，上述机器人离线编程系统中还包括一个轨迹验证单元3，用于根据编程数据，对第一轨迹信息进行验证，并输出经过验证的第一轨迹信息。具体地，该实施例中，上述轨迹验证单元3能够之前形成的第一轨迹信息进行验证。验证的内容可以为仿真运行第一轨迹信息并展示给测试人员查看，同时根据上述编程数据计算机器人各部件(主要为关联于处理机构的各部件)之间的可运动范围，并最终得出该第一轨迹信息是否合格的验证结果。

该实施例中，上述机器人离线编程系统中还包括一个编码单元4。该编码单元4可用于根据上述经过验证的第一轨迹信息，将其编码转换成待编程的机器人可识别的语言并形成相应的更新程序。编码单元4通过一通信单元5连接待编程的机器人，并将上述更新程序下发到机器人中，以供机器人进行相应的程序更新操作。换言之，本发明的较佳的实施例中，上述机器人离线编程系统中还包括一通信单元5，连接编码单元4，并远程连接需要进行离线编程的机器人。则编码单元4通过通信单元5，将经过编码转换的更新程序下发到机器人中进行程序更新。

本发明的较佳的实施例中，如图2所示，上述轨迹规划单元2中进一步包括：

标准轨迹设置模块21，通过预设的标准轨迹参数，于三维模型中关联于待处理工件的待处理表面上设置用于模拟标准处理轨迹的第二轨迹信息。

本发明的一个较佳的实施例中，以待处理工件为待感应淬火的工件为例，所谓预设的标准轨迹参数，其中包括：

关联于上述第二轨迹信息的最小容许步长；

关联于上述第二轨迹信息的最大容许步长；以及

关联于上述第二轨迹信息的最大容许弦高。

换言之，本发明的较佳的实施例中，上述标准轨迹参数，实际为于上述待处理工件上获取的可以用来定义一个标准的工艺流程处理轨迹的信息。因此，提取上述标准轨迹参数后，上述标准轨迹设置模块21可以设置一个用于模拟标准的工艺流程处理轨迹的第二轨迹信息。例如对于感应淬火而言，上述标准轨迹设置模块21可以根据上述标准轨迹参数定义一个关联于该待淬火工件的标准的淬火轨迹。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图2所示，上述轨迹规划单元2中还包括：

位置定义模块22，用于根据上述第一三维模型中预设的标志点，确定并输出第二三维模型于第一三维模型中的位置信息。

本发明的较佳的实施例中，于上述第一三维模型建模时，在第一三维模型中预设几个标定点(通常可以预设3个标定点)，上述位置定义模块22可以根据这些标定点的位置计算并确定上述机器人的用户坐标系，即确定关联于上述机器人的第二三维模型相对于第一三维模型的位置信息。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图2所示，上述轨迹规划单元2中还包括：

姿态定义模块23，连接位置定义模块22。本发明的较佳的实施例中，姿态定义模块23用于根据上述第一三维模型中关联于待处理表面的相关信息，确定并输出关联第二三维模型的第一坐标系相对于关联第一三维模型的第二坐标系的姿态信息。

本发明的较佳的实施例中，所谓关联于待处理表面的相关信息，可以为关联于待处理表面的中心线上点的坐标值，以及相应的法矢量信息。例如待处理工件为待感应淬火的工件，则待处理表面为待淬火的表面，进一步地为待淬火的倒角面，则上述相关信息即为上述待倒角面中心线上点的坐标值及法矢量。

则本发明的较佳的实施例中，姿态定义模块23获取上述相关信息，随后将该相关信息转换成关联于机器人的姿态信息。所谓姿态信息，实际为关联于机器人的第二三维模型的第二坐标系，对应关联于待处理工件的第一三维模型的第一坐标系的姿态信息。

本发明的较佳的实施例中，在设置完上述机器人的用户坐标系后，采用上述姿态定义模块23可以调用关联于上述待处理表面的中心点以及相应的法矢量信息，并对信息进行坐标系变换、排序、修剪等预处理后，根据机器人位姿的定义构造第一坐标系相对于第二坐标系的姿态信息。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图2所示，上述轨迹规划单元2中还包括：

轨迹规划模块24，分别连接位置定义模块22和姿态定义模块23，用于根据位置信息和姿态信息处理得到第一轨迹信息并输出。

本发明的较佳的实施例中，结合上述位置信息和姿态信息，即可以形成关联于待编程的机器人的位姿信息(位置姿态信息)。轨迹规划模块24可以通过该位姿信息最终获取关联于机器人的第一轨迹信息并输出。则本发明的较佳的实施例中，所谓第一轨迹信息，即指待编程的机器人的处理机构进行相应处理(例如进行感应淬火)的实际处理轨迹。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图2所示，上述轨迹规划单元2中还包括：

引导线编辑模块25，连接标准轨迹设置模块21。本发明的较佳的实施例中，上述引导线编辑模块25用于根据标准轨迹参数，于待处理表面上编辑相应的引导线，以指示关联于第二轨迹信息的处理轨迹的起始位置、终止位置以及处理方向。

本发明的较佳的实施例中，上述引导线编辑模块25用于在待处理工具的待处理表面上编辑引导线，包括选取、添加和删除引导线。

具体地，以待感应淬火的工件为例，工件的倒角面无需依照特定的淬火顺序被选取，对于每个倒角面而言，引导线的选取顺序必须和机器人的处理机构进行加工处理时的运行路径相一致。换言之，本发明的较佳的实施例中，引导线用于确定机器人的处理机构在待处理表面上进行加工处理的处理轨迹的方向、起始位置以及终止位置，以及关联于处理轨迹的其他因素。

本发明的较佳的实施例中，于待处理工件的每个待处理表面上，有且仅有一条引导线。例如，于待感应淬火的工件的每个倒角面上有且仅有一条引导线。则本发明的较佳的实施例中，上述轨迹规划单元2可以通过对机器人走刀路径(依照引导线确定)辅助规划，从而形成完整的第一轨迹信息。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图2所示，上述轨迹规划单元2中还包括：

比对模块26，分别连接标准轨迹模块21和轨迹规划模块24。本发明的较佳的实施例中，比对模块26用于将上述第一轨迹信息与第二轨迹信息进行比对，并输出相应的比对结果。

具体地，本发明的较佳的实施例中，如上文中所述，上述第一轨迹信息为上述轨迹规划模块24处理形成的机器人的处理机构的实际处理轨迹。上述第二轨迹信息为上述标准轨迹模块21处理形成的应用处理工艺在待处理表面上进行的标准的处理轨迹。则上述比对模块26的作用在于，通过将两个轨迹信息进行比对，具体可以比对两条轨迹的大致路径走向，以及两条轨迹中相应轨迹点的差异等，最终得到两条轨迹的差距，随后对该差距进行判断：若差距包括在一可容忍范围内，则表示第一轨迹信息合格；若差距超出可容忍范围，则表示第一轨迹信息不合格。随后比对模块26输出相应的比对结果。

本发明的一个较佳的实施例中，对两条轨迹进行比对的操作可以由测试人员手动进行，即手动进行比对，并手动输入相应的比对结果(例如合格/不合格)。例如，比对模块输出第一轨迹信息和第二轨迹信息(例如显示在系统显示屏上)，测试人员手动比对第一轨迹信息和第二轨迹信息，并判断相互之间的差距是否超出可容忍范围，随后向系统输入相应的比对结果，比对模块最终输出测试人员输入的比对结果。

本发明的另一个较佳的实施例中，对两条轨迹进行比对的操作也可以由系统自动进行。例如，在系统中预设一系列比对规则，其中可以包括两条轨迹的大致路径方向比对、两条轨迹中相对应的轨迹点的位置比对以及两条轨迹的大致形状比对等，最终将比对得到的差距转换成相应的数值，以与预设的可容忍范围进行比较，输出最终的比对结果。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图2所示，上述轨迹规划单元2中还包括：

参数重置模块27，连接比对模块26。本发明的较佳的实施例中，参数重置模块27用于根据上述比对模块26输出的比对结果，在第一轨迹信息和第二轨迹信息之间的差距超过一预设范围时调整相应的工艺参数。

具体地，本发明的较佳的实施例中，上述预设范围即上文中所述的可容忍范围，可以由使用者自行设置。

本发明的较佳的实施例中，上述工艺参数中可以包括标准轨迹参数，例如包括上述最大容许步长、最小容许步长以及最容许弦高误差等。

进一步地，本发明的较佳的实施例中，上述工艺参数中还可以包括其他参数，例如对应于上述处理机构的处理速率信息。

换言之，若比对结果显示第一轨迹信息和第二轨迹信息之间的差距超过可容忍范围(即实际处理轨迹无法满足标准处理轨迹的精度要求)，则可以通过上述参数重置模块27重新调整相应的工艺参数，并重新处理形成上述第一轨迹信息，直至第一轨迹信息满足工艺精度要求为止。

本发明的较佳的实施例中，如图3所示，上述轨迹验证单元3中进一步包括：

部件计算模块31，用于根据读取的机器人信息，于第二三维模型上对关联于第一轨迹信息的机器人上各部件进行计算，以分别得到相应的操作信息。

本发明的较佳的实施例中，上述操作信息包括：

于第二三维模型上，在第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于机器人的各部件的坐标系的初始的位姿信息；

于第二三维模型上，在第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于机器人的各部件的关节角的相关信息；以及

于第二三维模型上，在第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于机器人的各部件的坐标系的当前的位姿信息。

具体地，本发明的较佳的实施例中，上述部件计算模块31根据上述第一轨迹信息获取关联于机器人的第二三维模型的位姿信息，并从上述编码信息(包括工件信息和机器人信息)中选取待编程的机器人的相关信息，例如机器人型号信息以及处理机构型号信息等，随后设定机器人的初始位置，并进行齐次变换矩阵计算和运动仿真等处理，调用机器人的初始位置确定机器人所在的世界坐标系的初始方位，进而根据机器人的型号，调用相应的计算模型确定机器人的机械臂各连杆坐标系之间的先对位置，以确定上述第一轨迹信息中不同的轨迹点上各连杆坐标系的初始位姿信息。并且，根据机器人末端的处理机构的位姿信息，通过机器人运动学逆运算或获得上述第一轨迹信息的各轨迹点上的机器人各关节角的信息，从而计算出不同轨迹点上各连杆坐标系的位姿信息，以及计算得到相邻的轨迹点处，对应的各连杆坐标系的相对位姿信息。最终通过上述计算过程可以检验在不同的轨迹点处，关联于机器人的处理机构进行运动的各部件的位姿信息是否正确。

换言之，本发明的较佳的实施例中，虽然在之前已经处理得到关联于机器人的第二三维模型的位姿信息，即得到能够模拟机器人的处理机构执行相应处理的实际轨迹的第一轨迹信息。但是对于不同型号的机器人而言，其机械关节的最大张开角度可能不同，机械臂各连杆的参数也有可能不同，因此可能造成根据上述第一轨迹信息进行实际操作无法达到相应效果的问题。此时就需要通过应用具体的机器人型号以及相应的处理机构的型号(例如淬火头的型号)，再对第一轨迹信息进行一次仿真验证，才能确定第一轨迹信息是否合格，即是否能够应用于实践操作。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图3所示，上述轨迹验证单元3中还包括：

轨迹仿真模块32，用于对第一轨迹信息进行仿真运行，记录并输出相应的运行结果信息；

判断模块33，分别连接部件计算模块31和轨迹仿真模块32，用于根据操作信息和运行结果信息，判断对第一轨迹信息的仿真运行是否成功，并输出相应的判断结果。

本发明的较佳的实施例中，上述轨迹验证单元3输出判断结果，以供测试人员判断第一轨迹信息是否合格，即判断第一轨迹信息是否能够被实际执行(上文中所述的判断第一轨迹信息是否合格，意指判断第一轨迹信息是否符合工艺精度要求)。

本发明的较佳的实施例中，仍然如图3所示，上述轨迹验证单元3中还包括：

显示处理模块34，连接轨迹仿真模块32，用于将对第一轨迹信息进行仿真的仿真结果实时显示在系统显示屏中，以供测试人员查看。换言之，本发明的较佳的实施例中，显示处理模块34将轨迹仿真模块32的仿真结果以三维动画的形式展示在显示屏上，测试人员能够直观地查看仿真结果，并能够根据仿真结果直观判断第一轨迹信息是否符合要求。

本发明的较佳的实施例中，最终经过上述轨迹验证单元3验证的第一轨迹信息，由上述编码单元4进行编码转换，依据待编程的机器人相关的工作文件的书写格式生成完整的更新程序。

则本发明的较佳的实施例中，仍然如图1所示，上述机器人离线编程系统中还包括：

控制单元6，连接通信单元5，用于控制通信单元5开闭，以控制机器人离线编程系统与需要进行离线编程的机器人之间的通信通断。具体地，本发明的较佳的实施例中，由于对于机器人进行的编程是离线的，因此在编程过程中，控制单元6关闭通信单元5，以切断上述机器人离线编程系统与待编程的机器人之间的网络连接。随后，当编程结束需要向机器人下发相应的更新程序时，控制单元6打开上述通信单元5，以接通上述机器人离线编程系统与待编程的机器人之间的网络连接，机器人可以通过网络连接下载上述更新程序，并进行程序更新操作。

更新监控单元7，连接通信单元6，用于接收机器人远程反馈的关联于程序更新的更新结果，并根据更新结果判断本次程序更新是否成功。

具体地，本发明的较佳的实施例中，上述更新监控单元7通过通信单元6对机器人的程序更新操作进行监控，并根据机器人的反馈信息或者自身的监控信息判断是否出现相应的监控事件，例如网络连接失败，或者程序下载失败，或者程序更新失败。

综上所述，本发明技术方案中，提供一种机器人离线编程系统，能够在离线的环境下，根据预设的工件三维模型和机器人三维模型、工件的相关信息以及机器人的相关信息，计算得到机器人及其处理机构相对于工件的位姿信息，从而得到机器人及其处理机构进行工艺处理的实际处理轨迹，并根据上述信息编码转换形成机器人可识别的更新程序。最后机器人离线编程系统再与机器人进行网络连接，以将更新程序下发到机器人中进行安装和更新，完成整个编码和更新过程。整个过程无需占用机器人的正常工时，并且具备编程简便快捷，结果较为精确和稳定等特点，整个技术方案的实现也较为简单，实现成本较低。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种机器人离线编程系统，其特征在于，包括：

数据存储单元，其中保存有支持对机器人进行离线编程的编程数据，所述编程数据中包括关联于待处理工件的工件信息，以及关联于所述机器人的机器人信息；

轨迹规划单元，连接所述数据存储单元，用于根据预设的关联于所述待处理工件的第一三维模型以及所述编程数据，处理得到关联于所述机器人的第二三维模型的位姿信息，并根据所述位姿信息处理得到用于模拟所述机器人的处理机构的实际处理轨迹的第一轨迹信息；

轨迹验证单元，分别连接所述轨迹规划单元和所述数据存储单元，用于根据所述编程数据，对所述第一轨迹信息进行验证，并输出经过验证的所述第一轨迹信息；

编码单元，分别连接所述轨迹验证单元和所述数据存储单元，所述编码单元应用所述编程数据，根据经过验证的所述第一轨迹信息编码形成相应的所述机器人可识别的更新程序并发送至所述机器人进行程序更新；

所述轨迹规划单元中包括：

标准轨迹设置模块，通过预设的标准轨迹参数，于所述第一三维模型中关联于所述待处理工件的待处理表面上设置用于模拟标准处理轨迹的第二轨迹信息；

位置定义模块，用于根据所述第一三维模型中预设的标志点，确定并输出所述第二三维模型于所述第一三维模型中的位置信息；

姿态定义模块，连接所述位置定义模块，用于根据所述第一三维模型中关联于所述待处理表面的相关信息，确定并输出关联所述第二三维模型的第一坐标系相对于关联所述第一三维模型的第二坐标系的姿态信息；

轨迹规划模块，分别连接所述位置定义模块和所述姿态定义模块，用于根据所述位置信息和所述姿态信息处理得到所述第一轨迹信息并输出。

2.如权利要求1所述的机器人离线编程系统，其特征在于，所述机器人对所述待处理工件进行淬火处理；

则所述标准轨迹参数包括：

关联于所述第二轨迹信息的最小容许步长；

关联于所述第二轨迹信息的最大容许步长；以及

关联于所述第二轨迹信息的最大容许弦高。

3.如权利要求1所述的机器人离线编程系统，其特征在于，所述轨迹规划单元中还包括：

引导线编辑模块，连接所述标准轨迹设置模块，用于根据所述标准轨迹参数，于所述待处理表面上编辑相应的引导线，以指示关联于所述第二轨迹信息的处理轨迹的起始位置、终止位置以及处理方向。

4.如权利要求1所述的机器人离线编程系统，其特征在于，所述轨迹规划单元中还包括：

比对模块，分别连接所述标准轨迹设置模块和所述轨迹规划模块，用于将所述第一轨迹信息与所述第二轨迹信息进行比对，并输出相应的比对结果；

参数重置模块，连接所述比对模块，用于根据所述比对结果，在所述第一轨迹信息和所述第二轨迹信息之间的差距超过一预设范围时调整相应的工艺参数；

所述工艺参数中包括所述标准轨迹参数。

5.如权利要求4所述的机器人离线编程系统，其特征在于，所述工艺参数中还包括：

对应于所述处理机构的处理速率信息。

6.如权利要求1所述的机器人离线编程系统，其特征在于，所述姿态定义模块根据关联于所述待处理表面的中心点以及相应的法矢量信息，确定所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的所述姿态信息。

7.如权利要求1所述的机器人离线编程系统，其特征在于，所述轨迹验证单元中包括：

部件计算模块，用于根据读取的所述机器人信息，于所述第二三维模型上对关联于所述第一轨迹信息的所述机器人上各部件进行计算，以分别得到相应的操作信息；

轨迹仿真模块，用于对所述第一轨迹信息进行仿真运行，记录并输出相应的运行结果信息；

判断模块，分别连接所述部件计算模块和所述轨迹仿真模块，用于根据所述操作信息和所述运行结果信息，判断对所述第一轨迹信息的仿真运行是否成功，并输出相应的判断结果；

所述轨迹验证单元输出所述判断结果，以供测试人员判断所述第一轨迹信息是否合格。

8.如权利要求7所述的机器人离线编程系统，其特征在于，所述操作信息中包括：

于所述第二三维模型上，在所述第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于所述机器人的各部件的坐标系的初始的位姿信息；

于所述第二三维模型上，在所述第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于所述机器人的各部件的关节角的相关信息；以及

于所述第二三维模型上，在所述第一轨迹信息上不同的轨迹点中，关联于所述机器人的各部件的坐标系的当前的位姿信息。

9.如权利要求7所述的机器人离线编程系统，其特征在于，所述轨迹验证单元中还包括：

显示处理模块，连接所述轨迹仿真模块，用于将对所述第一轨迹信息进行仿真的仿真结果实时显示在系统显示屏中，以供测试人员查看。

10.如权利要求1所述的机器人离线编程系统，其特征在于，还包括：

通信单元，连接所述编码单元，并远程连接需要进行离线编程的所述机器人；

控制单元，连接所述通信单元，用于控制所述通信单元开闭，以控制所述机器人离线编程系统与需要进行离线编程的所述机器人之间的通信通断；

所述编码单元通过所述通信单元，将经过编码转换的所述更新程序下发到所述机器人中进行程序更新。

11.如权利要求10所述的机器人离线编程系统，其特征在于，还包括：

更新监控单元，连接所述通信单元，用于接收所述机器人远程反馈的关联于所述程序更新的更新结果，并根据所述更新结果判断本次程序更新是否成功。