CN105415376B

CN105415376B - 一种离线编程装置

Info

Publication number: CN105415376B
Application number: CN201610011080.XA
Authority: CN
Inventors: 甘中学; 朱伟明
Original assignee: Ningbo Institute Of Intelligent Manufacturing Industry
Current assignee: Zhichang Technology Group Co.,Ltd.
Priority date: 2016-01-10
Filing date: 2016-01-10
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2036-01-10
Also published as: CN105415376A

Abstract

一种离线编程装置，其用于生成机器人待机位置复位程序，包括存储部，接收部，显示部，复位程序生成部；其中复位程序生成部在候选复位路径形成干扰时，通过将干扰段在执行路径上投影的端点加入复位路径，从而有效减少形成与障碍物干扰的路线，达到减少手动修正，提高复位效率的技术效果。

Description

一种离线编程装置

技术领域

本发明涉及具有机械手的机器人领域，尤其是涉及机械手的程序控制领域。

背景技术

近年来，随着计算机技术、微电子技术以及网络通信技术的快速发展，有力推动了机器人技术的进步，工业机器人业已成为现代工业生产中不可或缺的机电一体化设备，其数量迅猛增长，应用范围日益广泛，标志着工业生产过程的现代化程度。

工业机器人是一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自由度的操作机，其能够搬运材料、工件或操持工具，来完成各种作业。工业机器人具有工作可靠、通用性强的显著优点，越来越受到企业的重视。

但是，目前的工业机器人大多采用示教再现进行编程，工作效率较低，精度较差；离线编程及远程控制技术能够在一定程度上提高了机器人的工作效率，因此，离线编程引起了研究人员和机器人生产厂家的广泛重视，并成为机器人学中一个十分活跃的研究方向。

在离线编程装置中，存在着生成复位程序的需求。即当机器人由于作业错误或者存在干扰导致其停止操作时，离线编程系统需要生成复位程序，使机器人由作业停止位置返回待机位置，从而重新执行作业。现有技术中，200510079844的发明专利，提出了一种离线编程装置，其通过使用示教程序种可用的示教点，生成复位路径，从而生成离线复位程序，实现机器人的复位操作。但是该发明的现有技术还存在如下缺陷，示教点的位置可能存在偏折，导致复位路径可能过长，从而延长复位时间；并且，其在复位路径存在干扰时，需要操作人员手动更正。

为了解决上述技术问题，发明人在2016100001963的发明专利中，提出了一种生成离线复位程序的离线编程装置，其中复位程序生成部通过机器人停止位置与待机位置之间的直线路径与执行路径的交点作为候选点，形成包括该候选点的复位路径，当该复位路径与障碍物形成干扰时，使用所述执行路径与所述交点距离最近的示教点作为添加候选点，从而能够减小复位路程，缩短复位时间，并且能够减少操作人员的更正操作。但是，在该技术方案中，在特定情况下，及时使用所述执行路径与所述交点距离最近的示教点作为添加候选点，仍然可能存在与障碍物形成干扰的路线。

本发明提供了一种改进的技术方案，能够在对复位路径进行改进时，有效减少形成与障碍物干扰的路线。

发明内容

作为本发明的一个方面，提供了一种离线编程装置，其用于生成机器人紧急停止时的待机位置复位程序，包括：存储部，其存储述机器人以及存在于该机器人周边的物体的配置信息；接收部，其从所述机器人接收作业停止位置、用于识别因所述紧急停止而导致执行停止中的示教程序的信息、和执行停止中的示教程序的程序段信息；待机位置确定部，其确定待机位置信息；复位路径生成部，其确定复位路径；复位程序生成部，其基于所述复位路径，生成复位程序；还包括执行路径生成部，其生成沿着示教程序路径的所述作业停止位置与所述待机位置之间的执行路径；直线路径生成部，其生成所述作业停止位置与所述待机位置之间的直线路径；候选点确定部，其计算所述执行路径与所述直线路径的交点，将该交点作为复位示教点的候选点；所述复位路径生成部基于所述复位示教点的候选点、所述示教程序中的示教点、所述作业停止位置以及所述待机位置，确定复位路径；干扰判定部，其根据所生成的复位程序以及所述配置信息，判定机器人执行该复位程序的路径是否与周边的物体存在干扰；所述复位程序生成部按照如下方式确定复位路径：（1）依次选择作业停止位置、顺序的复位示教点的候选点、待机位置，形成第一候选复位路径；（2）通过干扰判定部判定该第一候选复位路径是否存在干扰；（3）如果该第一候选复位路径不存在干扰，则确定该第一候选复位路径为复位路径；如果该第一复位路径存在干扰，则进行步骤(4)；（4）选择第一候选复位路径中的干扰段，计算该干扰段在执行路径上投影的端点；（5）将该端点加入第一候选复位路径，形成改进的候选复位路径；（6）通过干扰判定部判定该改进的候选复位路径是否存在干扰，如果不存在干扰，则确定该改进的候选复位路径为复位路径；如果存在干扰，则进行步骤（7）；（7）将该第一候选复位路径以及改进的候选复位路径通过显示部显示给操作员，由操作员从中选择合适的路径进行修正，形成复位路径。

优选的，还包括转送部，其将生成的复位程序转送给所述机器人。

优选的，所述待机位置为示教程序的最初示教位置以及最后示教位置中的任意一个。

附图说明

图1是本发明实施例的离线编程装置的结构框架图。

图2是本发明实施例的复位路径改进示意图。

图3是本发明实施例的复位路径形成的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。

图1是本发明实施例离线编程装置的框架结构图。本发明实施例的离线编程装置10，用于生成机器人20紧急停止时的待机位置复位程序，其中机器人20可以是焊接机器人，其在示教程序上的姿态是不变的。离线编程装置10，包括存储部101，接收部102，待机位置确定部103，复位路径生成部104，复位程序生成部105，执行路径生成部106，直线路径生成部107，候选点确定部108，转送部109，干扰判断部110。

存储部101存储述机器人以及存在于该机器人周边的物体的配置信息，可以通过三维数据模型将这些信息存储在存储部中。接收部102，其在机器人20紧急停止时，从机器人20接收作业停止位置、用于识别因所述紧急停止而导致执行停止中的示教程序的信息、和执行停止中的示教程序的程序段信息。

待机位置确定部103，其确定机器人20的待机位置信息，该待机位置是机器人20紧急停止后需要复位回的位置。待机位置可以是示教程序的最初示教位置以及最后示教位置。

执行路径生成部106，其生成沿着示教程序路径的作业停止位置与待机位置之间的执行路径。例如在图2中，工件与障碍物中的示教程序路径为P1依次到P13的点的连线。在图2中，示教在与P6点停止，待机位置为P13，其执行路径为P6 ->P7->P8->P9->P10->P11->P12->P13。直线路径生成部107，其生成所述作业停止位置与所述待机位置之间的直线路径。例如在图2中，该生成的直线路径为P6->P13。

候选点确定部108，其计算执行路径与直线路径的交点，将该交点作为复位示教点的候选点。例如在图2中，执行路径与直线路径没有交点，则没有复位示教点的候选点。

复位路径生成部104基于复位示教点的候选点、示教程序中的示教点、作业停止位置以及待机位置，确定复位路径。复位程序生成部105，基于复位路径生成部104生成的复位路径，生成复位程序。干扰判定部110，其根据所生成的复位路径以及配置信息，判定机器人执行该复位路径是否与周边的物体存在干扰。转送部109，其将复位程序生成部105生成的复位程序转送给机器人20。机器人20依据传送部109转送的复位程序完成复位过程。

参见图2，现有技术中的复位路径由如下生成：（1）该生成的直线路径为P6->P13；（2）生成0个候选点；（3）以P6->P13为第一候选路径；（4）干扰判定部110判断第一候选路径存在干扰；（5）选择距离交点最近的P8作为添加候选点；（6）形成改进的候选路径P6－>P8->P13。如图2中所示，即使使用改进的候选路径，其仍然会与障碍物存在干扰，需要操作员进行手动改进。

参见图2和图3，本发明实施例的复位程序生成部按照如下方式确定复位路径：（1）依次选择作业停止位置、顺序的复位示教点的候选点、待机位置，形成第一候选复位路径；如图2中，生成的第一候选复位路径为P6->P13；（2）通过干扰判定部110判定该第一候选复位路径是否存在干扰；（3）如果该第一候选复位路径不存在干扰，则确定该第一候选复位路径为复位路径；如果该第一复位路径存在干扰，则进行步骤(4)；例如图2中存在干扰，进入步骤4；（4）选择第一候选复位路径中的干扰段，计算该干扰段在执行路径上投影的端点；如图2中，干扰段为Q1->Q2，该干扰段在执行路径上的投影的端点为Q3和Q4（5）将该端点加入第一候选复位路径，形成改进的候选复位路径；将Q3、Q4点加入第一候选复位路径，形成改进的候选复位路径P6->Q4->Q3->P13；从而该形成的改进的候选复位路径不会与障碍物存在干扰；（6）通过干扰判定部判定该改进的候选复位路径是否存在干扰，如果不存在干扰，则确定该改进的候选复位路径为复位路径；本实施例中图2中改进的候选复位路径不存在干扰；如果存在干扰，则进行步骤（7）；（7）将该第一候选复位路径以及改进的候选复位路径通过显示部显示给操作员，由操作员从中选择合适的路径进行修正，形成复位路径。

在本发明的上述实施例中，通过将干扰段在执行路径上投影的端点加入复位路径，能够在对复位路径进行改进时，从而有效减少形成与障碍物干扰的路线。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种离线编程装置，其用于生成机器人紧急停止时的待机位置复位程序，包括：

存储部，其存储述机器人以及存在于该机器人周边的物体的配置信息；接收部，其从所述机器人接收作业停止位置、用于识别因所述紧急停止而导致执行停止中的示教程序的信息、和执行停止中的示教程序的程序段信息；待机位置确定部，其确定待机位置信息；复位路径生成部，其确定复位路径；复位程序生成部，其基于所述复位路径，生成复位程序；执行路径生成部，其生成沿着示教程序路径的所述作业停止位置与所述待机位置之间的执行路径；直线路径生成部，其生成所述作业停止位置与所述待机位置之间的直线路径；候选点确定部，其计算所述执行路径与所述直线路径的交点，将该交点作为复位示教点的候选点；干扰判定部，其根据所生成的复位程序以及所述配置信息，判定机器人执行该复位程序的路径是否与周边的物体存在干扰，其特征在于：所述复位程序生成部按照如下方式确定复位路径：（1）依次选择作业停止位置、顺序的复位示教点的候选点、待机位置，形成第一候选复位路径；（2）通过干扰判定部判定该第一候选复位路径是否存在干扰；（3）如果该第一候选复位路径不存在干扰，则确定该第一候选复位路径为复位路径；如果该第一候选复位路径存在干扰，则进行步骤(4)；（4）选择第一候选复位路径中的干扰段，计算该干扰段在执行路径上投影的端点；（5）将该端点加入第一候选复位路径，形成改进的候选复位路径；（6）通过干扰判定部判定该改进的候选复位路径是否存在干扰，如果不存在干扰，则确定该改进的候选复位路径为复位路径；如果存在干扰，则由操作员进行复位路径的修正。