CN108326853A - 一种打磨机器人系统 - Google Patents

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    • B25J11/0065—Polishing or grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
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Abstract

本发明涉及一种打磨机器人系统，包括目标获取模块、调度模块、任务规划模块、运动规划模块、机器人控制模块、机器人驱动电机，所述目标获取模块通过传感器从环境中获取当前工作环境的点云数据，然后对点云数据进行分析得到素坯修整的目标，接着将修整目标的信息发送到所述调度模块，所述调度模块唤醒所述任务规划模块，所述任务规划模块完成任务规划后向所述运动规划模块发出运动规划请求，所述运动规划模块将规划成功的避碰轨迹发送给所述调度模块，所述调度模块将轨迹信息发送到所述机器人控制模块，所述机器人控制模块驱动所述机器人驱动电机执行轨迹。该系统具备高度智能化，可用于高速自动化生产，具有显著的经济效益。

Description

一种打磨机器人系统
技术领域
本发明涉及一种打磨机器人系统，尤其涉及一种高智能自动化打磨机械臂系统。
背景技术
随着科技进步及人力资源成本上升，传统加工制造领域越来越多使用机器人替代人力加工方法。高智能机器人系统需要具备自主规划加工轨迹，自动识别目标，完成打磨任务，在此基础上，应当尽可能减少打磨时间，提高加工效率。本发明正是基于此目标，公开一种打磨机器人系统，所述打磨机器人系统可以自主识别目标，自主规划打磨轨迹，并做到加工时间最少，提高生产效率的同时降低人力成本，具有显著的经济效益。
发明内容
本发明的目的是设计一种可以自主识别目标，自主规划打磨轨迹，并做到加工时间最少的机器人系统。
本发明公开了一种打磨机器人系统，其特征在于，包括目标获取模块、调度模块、任务规划模块、运动规划模块、机器人控制模块、机器人驱动电机，所述目标获取模块通过传感器从环境中获取当前工作环境的点云数据，然后对点云数据进行分析得到素坯修整的目标，接着将修整目标的信息发送到所述调度模块，所述调度模块唤醒所述任务规划模块，所述任务规划模块完成任务规划后向所述运动规划模块发出运动规划请求，所述运动规划模块将规划成功的避碰轨迹发送给所述调度模块，所述调度模块将轨迹信息发送到所述机器人控制模块，所述机器人控制模块驱动所述机器人驱动电机执行轨迹。
更进一步的，所述的打磨机器人系统，其特征在于，所述运动规划模块包括轨迹规划模块、轨迹优化模块和轨迹重定位模块，所述轨迹规划模块在给定时间内重复进行避碰路径规划，然后从所有规划成功的方案中挑选最优的避碰轨迹送给所述轨迹优化模块，所述轨迹优化模块对加工轨迹进行重新排列得到总时间最优轨迹序列，然后送给所述轨迹重定位模块，所述轨迹重定位模块搜索加工初始位置并以此作为起始点顺次重排加工轨迹。
更进一步的，所述的打磨机器人系统，其特征在于，所述轨迹优化模块根据模拟退火算法优化轨迹排列顺序，并使总打磨时间最少。
附图说明
图1是一种打磨机器人系统示意图。
具体实施方式
实施例
为使本发明的技术方案更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。
如图1所示，1表示环境参数，目标获取模块7包括传感器模块71和点云数据分析模块72，传感器模块71从环境参数1中获取需要打磨掉的条纹状凸起，结合条纹状凸起的尺寸、打磨工具和打磨工艺三者的参数，得到这些打磨区域中的点的三维坐标，送给点云数据分析模块72。点云数据分析模块72通过计算和处理，得出一系列待打磨点坐标，发送给调度模块5。调度模块5在收到目标获取模块7发来的待打磨坐标点后唤醒任务规划模块4，同时向机器人控制模块3发送信息查询机械臂初始位置。任务规划模块4根据待打磨点坐标数据分割成多个离散待打磨区域，对每个区域分别完成任务规划，然后向运动规划模块6发出运动规划请求。运动规划模块6包括轨迹规划模块61、轨迹优化模块62和轨迹重定位模块63。轨迹规划模块61在给定时间内对每一个离散待打磨区域重复进行避碰路径规划，然后从所有规划成功的方案中挑选总轨迹运动距离最短的避碰轨迹送给轨迹优化模块62。轨迹优化模块62调用模拟退火算法模型，以总时间最少作为目标函数，对加工轨迹进行重新排列得到总时间最优轨迹序列，然后送给轨迹重定位模块63，轨迹重定位模块63根据调度模块5从机器人控制模块3获取的加工初始位置，搜索轨迹优化模块62送过来的总时间最优轨迹序列中与初始位置最近的点，并以此作为起始点顺次重排加工轨迹。运动规划模块6将最终规划成功的避碰轨迹发送给调度模块5，调度模块5将轨迹信息发送到机器人控制模块3，机器人控制模块3驱动机器人驱动电机2执行轨迹，完成加工任务。
以上方案不仅能够提供满足打磨机器人系统打磨加工需求，而且满足加工总时间最优，可用于高速自动化生产，具有显著的经济效益。
当然上述实施例只为说明本发明技术构思及特点，其目的在于让本领域的普通技术人员能够了解本发明技术方案并据此实施，并不能以此限制本发明的保护范围。尤其运动规划模块6公开的先规划小范围离散待打磨区域路径最短子轨迹，再综合所有子轨迹优化出总时间最少总轨迹，然后根据加工初始位置重新排列轨迹路径，任何基于以上构思修改或者延伸的技术方案都应当视为本方案的保护范围。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和优化，这些改进和优化也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种打磨机器人系统，其特征在于，包括目标获取模块、调度模块、任务规划模块、运动规划模块、机器人控制模块、机器人驱动电机，所述目标获取模块通过传感器从环境中获取当前工作环境的点云数据，然后对点云数据进行分析得到素坯修整的目标，接着将修整目标的信息发送到所述调度模块，所述调度模块唤醒所述任务规划模块，所述任务规划模块完成任务规划后向所述运动规划模块发出运动规划请求，所述运动规划模块将规划成功的避碰轨迹发送给所述调度模块，所述调度模块将轨迹信息发送到所述机器人控制模块，所述机器人控制模块驱动所述机器人驱动电机执行轨迹。
2.如权利要求1所述的打磨机器人系统，其特征在于，所述运动规划模块包括轨迹规划模块、轨迹优化模块和轨迹重定位模块，所述轨迹规划模块在给定时间内重复进行避碰路径规划，然后从所有规划成功的方案中挑选最优的避碰轨迹送给所述轨迹优化模块，所述轨迹优化模块对加工轨迹进行重新排列得到总时间最优轨迹序列，然后送给所述轨迹重定位模块，所述轨迹重定位模块搜索加工初始位置并以此作为起始点顺次重排加工轨迹。
3.如权利要求2所述的打磨机器人系统，其特征在于，所述轨迹优化模块根据模拟退火算法优化轨迹排列顺序，并使总打磨时间最少。
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