CN107817695B - 一种批量检测与设置机器人仿真软限位的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种批量检测与设置机器人仿真软限位方法及系统，其中，一种批量检测机器人仿真软限位的方法，包括以下步骤：读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；极限余量值计算步骤：读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示。本发明通过在列表中突出显示的方式可以快速清晰的得出哪些机器人的软限位值不合格，避免人工检查的大量工作，极大的提高了工作效率，可广泛应用于机器人仿真技术领域。

Description

一种批量检测与设置机器人仿真软限位的方法及系统

技术领域

本发明涉及机器人仿真技术领域，尤其涉及一种批量检测与设置机器人仿真软限位的方法及系统。

背景技术

目前，西门子旗下的软件Process Designer与Process Simulate已经成为世界主流的工艺仿真软件，特别对于自动化线体的工艺规划与仿真，应用更加广泛。对于自动化线体或工作站类项目，特别是规模较大的项目，在一个项目中有上百台工业机器人。机器人的仿真工作是仿真工程师最主要的工作之一。

由于现实环境与仿真环境存在客观误差，且工程项目中常有局部方案变动，需要考虑到对机器人对各种可能情况的兼容性，另外，机器人在临近极限姿态工作时，运行速度较慢，机器人本身的损耗也较多，影响机器人使用寿命，所以工程项目中一般要求在仿真阶段中，即在模拟机器人工作时，机器人的各个轴都必须留有一定的余量，包括机器人在工作过程中所有的姿态。

Process Simulate仿真软件在进行机器人仿真时，可以模拟机器人可以达到的理论物理极限(称为硬限位)姿态。但考虑到上述原因，软件允许用户为机器人的各轴分别设置允许范围(称为软限位)。设置后机器人轴只能在软限位设置的范围运动，避免机器人轴的安全余量不足的问题。目前Process Simulate软件设置机器人软限位的方式仅限于为单台机器人的单个轴逐一设置，而所用工业机器人一般为六轴机器人。若在有上百台机器人的项目中，需对每台机器人的所有轴设置软限位的情况下，仿真工作师需要设置上千次机器人的软限位值，这是极繁琐的工作。而且在设置时容易出现遗漏或设置错误等情况，如果出现遗漏或设置错误后再进行人工检测，将会很费时间。

所以，目前仿真工程项目中，一般不对所有机器人设置软限位，只对个别风险可能较大的机器人设置软限位，而在项目后期时再检查机器人的姿态是否极限。且由于每台机器人工艺点与过程点可能是成百上千的，若检查所有的机器人姿态是否极限是极大的工作量，故目前检查也只是对风险可能较大的工艺点进行检查，难免存在安全隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的是提供一种批量检测机器人仿真软限位的方法。

本发明的第二目的是提供一种批量设置机器人仿真软限位的方法。

本发明的第三目的是提供一种批量检测机器人仿真软限位的系统。

本发明的第四目的是提供一种批量设置机器人仿真软限位的系统。

本发明所采用的第一技术方案是：一种批量检测机器人仿真软限位的方法，包括以下步骤：

读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示。

本发明所采用的第二技术方案是：一种批量设置机器人仿真软限位的方法，包括以下步骤：

读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算步骤：读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出显示步骤：将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示；

设置步骤：根据用户在列表中选择的机器人，基于预设的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值；

刷新显示列表，执行极限余量值计算步骤、突出显示步骤和设置步骤，直至所有机器人的所有轴的软限位值都合格。

进一步，还包括以下步骤：

根据用户输入数据设定机器人的所有轴的安全余量值。

进一步，所述突出显示步骤具体包括以下步骤：

判断机器人的所有轴是否为硬限位，若是，将该机器人所在列表的行以第一预设格式进行突出显示；

反之，判断机器人的所有轴的上限余量值和下限余量值是否大于或等于安全余量值，若是，则判定机器人的所有轴的软限位值都合格；否则，将该机器人所在列表的行以第二预设格式进行突出显示。

进一步，在判定机器人的所有轴的软限位值都合格的步骤后还包括以下步骤：

将所有轴的软限位值都合格的机器人所在列表的行以第三预设格式进行突出显示。

进一步，还包括以下步骤：

针对用户在列表中选择的机器人，将其轴的软限位值自动恢复为硬限位值。

进一步，显示列表与仿真环境中的机器人具有映射关系，使得在显示列表中被选中的机器人在仿真环境中会被相应选中，且在仿真环境中被选中的机器人在显示列表中也被相应选中。

本发明所采用的第三方案是：一种批量检测机器人仿真软限位的系统，包括：

读取导入模块：用于读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算模块：用于读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出刷新模块：用于将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示。

本发明所采用的第四技术方案是：一种批量设置机器人仿真软限位的系统，包括：

读取导入模块：用于读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算模块：用于读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出刷新模块：用于将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示；

设置模块：用于根据用户在列表中选择的机器人，基于预设的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值；

刷新模块：用于刷新显示列表，执行极限余量值计算步骤、突出显示步骤和设置步骤，直至所有机器人的所有轴的软限位值都合格。

本发明的一种批量检测机器人仿真软限位的方法及系统的有益效果是：通过计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值，并将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，从而快速的检测出软限位值不合格的机器人，通过在列表中突出显示的方式可以快速清晰的得出哪些机器人的软限位值不合格，避免人工检查的大量工作，极大的提高了工作效率。

本发明的一种批量设置机器人仿真软限位的方法及系统的有益效果是：通过计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值，并将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，从而快速的检查出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示，选择需要设置的机器人，根据设置的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值，从而快速的设置机器人的软限位，避免人工逐个设置机器人的所有轴的软限位值的繁琐工作，提高了工作效率，同时还可以避免出现遗漏与设置错误等问题，提高工作的质量。

附图说明

图1是本发明一种批量检测机器人仿真软限位的方法的步骤流程图；

图2是本发明一种批量设置机器人仿真软限位的方法的步骤流程图；

图3是本发明一种批量检测机器人仿真软限位的系统的结构框图；

图4是本发明一种批量设置机器人仿真软限位的方法的结构框图；

图5是本发明一种批量设置机器人仿真软限位的方法的一具体实施例的步骤流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种批量检测机器人仿真软限位的方法，包括以下步骤：

读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示。

如图2所示，一种批量设置机器人仿真软限位的方法，包括以下步骤：

读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算步骤：读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出显示步骤：将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示；

设置步骤：根据用户在列表中选择的机器人，基于预设的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值；

刷新显示列表，执行极限余量值计算步骤、突出显示步骤和设置步骤，直至所有机器人的所有轴的软限位值都合格。

进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：

根据用户输入数据设定机器人的所有轴的安全余量值。

进一步作为优选的实施方式，所述突出显示步骤具体包括以下步骤：

判断机器人的所有轴是否为硬限位，若是，将该机器人所在列表的行以第一预设格式进行突出显示；

反之，判断机器人的所有轴的上限余量值和下限余量值是否大于或等于安全余量值，若是，则判定机器人的所有轴的软限位值都合格；否则，将该机器人所在列表的行以第二预设格式进行突出显示。

进一步作为优选的实施方式，在判定机器人的所有轴的软限位值都合格的步骤后还包括以下步骤：

将所有轴的软限位值都合格的机器人所在列表的行以第三预设格式进行突出显示。

进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：

针对用户在列表中选择的机器人，将其轴的软限位值自动恢复为硬限位值。

进一步作为优选的实施方式，显示列表与仿真环境中的机器人具有映射关系，使得在显示列表中被选中的机器人在仿真环境中会被相应选中，且在仿真环境中被选中的机器人在显示列表中也被相应选中。

本发明方法的具体实施例

结合图5对本具体实施例进行说明；

S1、预先设定机器人的所有轴的安全余量值。

根据各公司标准或项目要求预先设定机器人的所有轴的安全余量值，如一个轴的硬限位区间为(-185，185)，即机器人理论允许沿轴顺时针转185度，逆时针转185度，若规定轴的安全余量值为10度，则机器人的软限位区间为(-175，175)。

S2、读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中。

本实施例在仿真软件中进行二次开发一个插件，通过点击插件的命令按钮，读取所有机器人的信息，包括机器人的名称信息，并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中。

S3、读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值。

如果一个轴的硬限位区间为(-185，185)，设置后的软限位区间为(-175，175)，则该轴的上极限余量值和下极限余量值都为10。通过j1(10,10)这种格式来表示机器人的轴的软限位并显示在显示列表上，其中j1代表机器人的j1轴，(10，10)分别代表j1轴的上极限余量值为10和下极限余量值为10。

S4、将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示。

S41、判断机器人的所有轴是否为硬限位，若是，将该机器人所在列表的行以第一预设格式进行突出显示；反之，判断机器人的所有轴的上限余量值和下限余量值是否大于或等于安全余量值，若是，则机器人的所有轴的软限位值符合要求，将该机器人所在列表的行以第二预设格式进行突出显示；否则，将该机器人所在列表的行以第三预设格式进行突出显示。

上述的以预设格式进行突出显示有多种方式，比如在列表的行进行高亮显示，或者在列表的行进行不同的颜色标记，或者列表中的字体突出标示等等，在本实施例中通过在列表的行中进行不同颜色的标记。在列表中，若某一机器人的所有轴为硬限位，即上极限余量值和下极限余量值都为0，则在该机器人所在列表的行标示为红色；若某一机器人的所有轴的上限余量值和下限余量值大于或等于设置的安全余量值，比如其上限余量值和下限余量值都为11，比设置的安全余量值10大，则在该机器人所在列表的行标示为绿色；若某一机器人的所有轴的上限余量值和下限余量值小于安全余量值而大于0，比如其上限余量值和下限余量值都为8，比设置的安全余量值10小但大于0，则在该机器人所在列表的行标示为浅蓝色。

S5、根据用户在列表中选择的机器人，基于预设的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值。

在本实施例的显示列表中提供“全选”、“取消选择”和“反选”三种按钮，通过点击“全选”自动选中所有的机器人，也可以在列表中逐个选中机器人。本实施例中预设的安全余值为10，选中机器人后，点击列表中的运行按钮，插件自动设置选中的机器人的所有轴的安全余值。

S6、刷新显示列表，执行步骤S3、S4和S5，直至所有机器人的所有轴的软限位值都合格。

刷新显示列表后，再次执行步骤S3和、S4，若列表中所有的机器人的所有轴的软限位值都合格，也即列表中所有的机器人所在的行都标为绿色，则无需再进行步骤S5；若存在机器人的软限位值还不合格，则继续进行步骤S5。

另外，本显示列表还提供更改设置机器人的所有轴的安全余量值的功能。本实施例中预设的安全余量值为10，用户可通过列表修改安全余量值，比如修改为8，刷新显示列表后，执行步骤S3、S4和S5，刷新显示列表前上限余量值和下限余量值为8或9的机器人所在列表的行标示为浅蓝色，在刷新显示列表后该机器人所在列表的行将标示为绿色。此功能用于对于个别机器人的特殊工艺点，必须到达较极限姿态情况或其它特殊情况使用。

显示列表还提供了恢复所有机器人的所有轴为硬限位的功能，在仿真结束后，选择机器人，点击恢复按钮，机器人的所有轴的软限位变为硬限位，以便有需要时可快速恢复机器人为初始状态。

显示列表与仿真软件视窗具有映射关系，使得在显示列表中被选中的机器人在仿真软件视窗中相应的选中，且在仿真软件视窗中被选中的机器人在显示列表中被相应选中。当在显示列表中选中某个机器人时，仿真软件视窗中对应的机器人会被选中，并会高亮显示，同样如果在仿真软件视窗中选中某个机器人，列表中相应的机器人也被选中并高亮显示。如此可以方便快速浏览某个机器人软限位设置情况；也方便用户在列表中发现问题时，快速找到对应机器人位置，做出有针对性的处理。

上述实施例中的一种批量设置机器人仿真软限位的方法，通过计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值，并将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，检测出软限位不合格的机器人，并将机器人所在列表的行进行突出显示，从而可以快速的分别出需要修改的机器人。根据设置的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值，从而快速的设置机器人的软限位，避免人工逐个设置机器人的所有轴的软限位值的繁琐工作，提高了工作效率。

另外，在仿真完成后，可以将机器人的软限位恢复成硬限位，通过选择需要恢复硬限位的机器人，本实施例的列表提供全选的功能，可以一键选择全部机器人，将机器人恢复为硬限位，以便有需要时可快速恢复机器人为初始状态。显示列表与仿真软件视窗具有映射关系，方便快速浏览某个机器人软限位设置情况；也方便用户在列表中发现问题时，快速找到对应机器人位置，做出有针对性的处理，极大的方便用户的操作。

如图3所示，一种批量检测机器人仿真软限位的系统，包括：

读取导入模块：用于读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算模块：用于读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出刷新模块：用于将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示。

如图4所示，一种批量设置机器人仿真软限位的系统，包括：

读取导入模块：用于读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算模块：用于读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出刷新模块：用于将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示；

设置模块：用于根据用户在列表中选择的机器人，基于预设的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值；

刷新模块：用于刷新显示列表，执行极限余量值计算步骤、突出显示步骤和设置步骤，直至所有机器人的所有轴的软限位值都合格。

进一步作为优选的实施方式，所述突出刷新模块包括判断刷新模块，所述判断刷新模块用于判断机器人的所有轴是否为硬限位，若是，将该机器人所在列表的行以第一预设格式进行突出显示；

反之，判断机器人的所有轴的上限余量值和下限余量值是否大于或等于安全余量值，若是，则判定机器人的所有轴的软限位值都合格；否则，将该机器人所在列表的行以第二预设格式进行突出显示。

通过计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值，并将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，从而快速的检查出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示，选择需要设置的机器人，根据设置的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值，从而快速的设置机器人的软限位，避免人工逐个设置机器人的所有轴的软限位值的繁琐工作，提高了工作效率，同时还可以避免出现遗漏与设置错误等问题，提高工作的质量。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种批量检测机器人仿真软限位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示；

显示列表与仿真环境中的机器人具有映射关系，使得在显示列表中被选中的机器人在仿真环境中会被相应选中，且在仿真环境中被选中的机器人在显示列表中也被相应选中。

2.一种批量设置机器人仿真软限位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算步骤：读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出显示步骤：将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示；

设置步骤：根据用户在列表中选择的机器人，基于预设的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值；

刷新显示列表，执行极限余量值计算步骤、突出显示步骤和设置步骤，直至所有机器人的所有轴的软限位值都合格；

显示列表与仿真环境中的机器人具有映射关系，使得在显示列表中被选中的机器人在仿真环境中会被相应选中，且在仿真环境中被选中的机器人在显示列表中也被相应选中。

3.根据权利要求2所述的一种批量设置机器人仿真软限位的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据用户输入数据设定机器人的所有轴的安全余量值。

4.根据权利要求2所述的一种批量设置机器人仿真软限位的方法，其特征在于，所述突出显示步骤具体包括以下步骤：

判断机器人的所有轴是否为硬限位，若是，将该机器人所在列表的行以第一预设格式进行突出显示；

反之，判断机器人的所有轴的上限余量值和下限余量值是否大于或等于安全余量值，若是，则判定机器人的所有轴的软限位值都合格；否则，将该机器人所在列表的行以第二预设格式进行突出显示。

5.根据权利要求4所述的一种批量设置机器人仿真软限位的方法，其特征在于，在判定机器人的所有轴的软限位值都合格的步骤后还包括以下步骤：

将所有轴的软限位值都合格的机器人所在列表的行以第三预设格式进行突出显示。

6.根据权利要求2所述的一种批量设置机器人仿真软限位的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

针对用户在列表中选择的机器人，将其轴的软限位值自动恢复为硬限位值。

7.一种批量检测机器人仿真软限位的系统，其特征在于，包括：

读取导入模块：用于读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算模块：用于读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出刷新模块：用于将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示；

显示列表与仿真环境中的机器人具有映射关系，使得在显示列表中被选中的机器人在仿真环境中会被相应选中，且在仿真环境中被选中的机器人在显示列表中也被相应选中。

8.一种批量设置机器人仿真软限位的系统，其特征在于，包括：

读取导入模块：用于读取仿真环境中所有机器人的信息并将读取到的信息以预设的格式导入显示列表中；

极限余量值计算模块：用于读取机器人的所有轴的软限位值和硬限位值，并计算机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值；

突出刷新模块：用于将机器人各个轴的上极限余量值和下极限余量值分别与预设的安全余量值比较，进而检测出软限位值不合格的机器人并在列表中突出显示；

设置模块：用于根据用户在列表中选择的机器人，基于预设的安全余量值自动设置所选机器人的所有轴的软限位值；

刷新模块：用于刷新显示列表，执行极限余量值计算步骤、突出显示步骤和设置步骤，直至所有机器人的所有轴的软限位值都合格；

显示列表与仿真环境中的机器人具有映射关系，使得在显示列表中被选中的机器人在仿真环境中会被相应选中，且在仿真环境中被选中的机器人在显示列表中也被相应选中。

9.根据权利要求8所述的一种批量设置机器人仿真软限位的系统，其特征在于，所述突出刷新模块包括判断刷新模块，所述判断刷新模块用于：

判断机器人的所有轴是否为硬限位，若是，将该机器人所在列表的行以第一预设格式进行突出显示；

反之，判断机器人的所有轴的上限余量值和下限余量值是否大于或等于安全余量值，若是，则判定机器人的所有轴的软限位值都合格；否则，将该机器人所在列表的行以第二预设格式进行突出显示。

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