工业机器人的处理方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及工业机器人领域,具体而言,涉及一种工业机器人的处理方法、装置及系统。
背景技术
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,能够自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器。为了确保工业机器人能够满足目标工况要求,需要解决工业机器人精度问题。
但是,零部件的制造和装配过程中不可避免会产生一定的几何误差,该误差会直接导致工业机器人末端位姿的误差,而且是非线性映射关系。另外,这些制造安装几何误差造成的工业机器人末端位置误差与姿态误差还存在耦合关系。为了解决工业机器人精度问题,需要考虑工业机器人复杂的物理结构,并确定误差源,导致处理复杂度较高。
针对现有技术中根据工业机器人的物理结构对工业机器人的位置进行处理,处理复杂度高的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种工业机器人的处理方法、装置及系统,以至少解决现有技术中根据工业机器人的物理结构对工业机器人的位置进行处理,处理复杂度高的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种工业机器人的处理方法,包括:获取工业机器人末端的第一位置值;获取第一位置值对应的误差值,其中,第一位置值对应的误差值是基于第一位置值和测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量得到的第一测量值得到的;基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种工业机器人的处理装置,包括:第一获取模块,用于获取工业机器人末端的第一位置值;第二获取模块,用于获取第一位置值对应的误差值,其中,第一位置值对应的误差值是基于第一位置值和测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量得到的第一测量值得到的;处理模块,用于基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种工业机器人的处理系统,包括:工业机器人;测量设备,用于对工业机器人末端的位姿进行测量,得到第一测量值;处理器,与工业机器人和测量设备进行连接,用于获取工业机器人末端的第一位置值,获取第一位置值对应的误差值,并基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值,其中,第一位置值对应的误差值是基于第一位置值和第一测量值得到的。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种存储介质,存储介质包括存储的程序,其中,在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述的工业机器人的处理方法。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种处理器,处理器用于运行程序,其中,程序运行时执行上述的工业机器人的处理方法。
在本发明实施例中,在获取到工业机器人末端的第一位置值之后,可以获取第一位置值对应的误差值,并基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值,与现有技术相比,可以基于第一位置值和测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量得到的第一测量值得到第一位置值对应的误差值,进一步通过该误差值对第一位置值进行误差补偿,而不需要考虑工业机器人复杂的物理结构,不用辨识误差源,达到简化工业机器人精度标定问题,降低处理复杂度的技术效果,进而解决了现有技术中根据工业机器人的物理结构对工业机器人的位置进行处理,处理复杂度高技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的一种工业机器人的处理方法的流程图;
图2是根据本发明实施例的一种可选的工业机器人的处理方法的流程图;
图3是根据本发明实施例的一种工业机器人的处理装置的示意图;以及
图4是根据本发明实施例的一种工业机器人的处理系统的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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的实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例,提供了一种工业机器人的处理方法的实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种工业机器人的处理方法的流程图,如图1所示,该方法包括如下步骤:
步骤S102,获取工业机器人末端的第一位置值。
具体地,上述的工业机器人末端可以是指工业机器人末端执行器,也即连接在工业机器人边缘(关节)具有一定功能的工具,例如,可以包括工业机器人抓手,工业机器人工具快换装置,工业机器人碰撞传感器,工业机器人旋转连接器,机器人压力工具,顺从装置,工业机器人喷涂枪,工业机器人毛刺清理工具,工业机器人弧焊焊枪,工业机器人电焊焊枪等。
进一步地,上述的第一位置值可以是工作机器人末端的当前位置的坐标值。
在一种可选的方案中,可以在工业机器人工作的过程中,获取工业机器人末端的第一位置值。
步骤S104,获取第一位置值对应的误差值,其中,第一位置值对应的误差值是基于第一位置值和测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量得到的第一测量值得到的。
具体地,上述的测量设备可以是高精度测量设备,可以测量到工业机器人末端位姿的实际位置,例如,可以是激光跟踪仪,但不仅限于此。
在一种可选的方案中,可以在工业机器人开始工作之前,控制工业机器人末端位于第一位置值,然后在工业机器人的工作空间内利用激光跟踪仪对工业机器人末端位姿进行测量,得到工业机器人末端的第一测量值,从而根据第一位置值和第一测量值,可以得到第一位置值对应的误差值,将该误差值进行保存,从而在工业机器人工作的过程中,可以读取该误差值。
步骤S106,基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值。
在一种可选的方案中,在工业机器人工作的过程中,可以通过第一位置值对应的误差值对第一位置值进行误差补偿,得到工业机器人末端的实际位置值,从而实现工业机器人的精度标定的目的。
通过本发明上述实施例,在获取到工业机器人末端的第一位置值之后,可以获取第一位置值对应的误差值,并基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值,与现有技术相比,可以基于第一位置值和测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量得到的第一测量值得到第一位置值对应的误差值,进一步通过该误差值对第一位置值进行误差补偿,而不需要考虑工业机器人复杂的物理结构,不用辨识误差源,达到简化工业机器人精度标定问题,降低处理复杂度的技术效果,进而解决了现有技术中根据工业机器人的物理结构对工业机器人的位置进行处理,处理复杂度高技术问题。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S104,获取第一位置值对应的误差值,包括:从工业机器人的误差数据库中读取第一位置值对应的误差值,其中,误差数据库包括:多个第二位置值,以及每个第二位置值对应的误差值。
在一种可选的方案中,可以在工业机器人开始工作之前,预先控制工业机器人末端位于其工业空间内多个不同第二位置值,并通过激光跟踪仪对工业机器人末端位姿进行测量,得到不同第二位置值对应的误差值,进一步根据不同第二位置值,以及不同第二位置值对应的误差值,建立误差数据库。从而在工作机器人工作的过程中,可以从误差数据库中读取到第一位置值对应的误差值。
可选地,在本发明上述实施例中,误差数据库通过以下方式确定:获取工业机器人末端的第二位置值;通过测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量,得到工业机器人末端的第二测量值;基于第二测量值和第二位置值,得到第二位置值对应的误差值;基于第二位置值和第二位置值对应的误差值,生成误差数据库。
在一种可选的方案中,为了建立误差数据库,可以实时获取工作机器人在工作空间的第二位置值,并通过激光跟踪仪实时测量工业机器人末端位姿进行测量,从而得到工作机器人末端的实际位置值(也即第二测量值),进一步通过比较第二测量值和第二位置值,可以得到第二位置值对应的误差值,进一步建立误差数据库。
可选地,在本发明上述实施例中,基于第二测量值和第二位置值,得到第二位置值对应的误差值,包括:获取测量设备的第一坐标系,以及工业机器人的第二坐标系;生成第一坐标系和第二坐标系之前的转换关系;基于转换关系,得到第二测量值对应的第三位置值;获取第二位置值与第三位置值之差,得到第二位置值对应的误差值。
具体地,激光跟踪仪对工作机器人末端位姿进行测量,得到的测量值(包括第一测量值和第二测量值)都是激光跟踪仪的坐标系下的位置坐标;而工业机器人末端的位置值(包括第一位置值和第二位置值)都是工业机器人的坐标系下的位置坐标。
在一种可选的方案中,可以预先建立激光跟踪仪的坐标系与工作机器人的坐标系之间的转换关系,在获取到激光跟踪仪对工业机器人末端位姿进行测量,得到的第二测量值之后,可以通过预先建立的转换关系,得到第二测量值在工业机器人坐标系下的坐标(也即,上述的第三位置值),将第三位置值和第三位置值进行相减,即可得到第二位置值对应的误差值,不需要结合其他参数进行确定。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S102,获取工业机器人末端的第一位置值,包括:获取工业机器人的控制器发送的第一位置值。
具体地,上述的处理器可以是工作机器人的控制器。上述的第一位置值和第二位置值可以是控制器模型中的位置值。
在一种可选的方案中,可以从工业机器人控制器中读取出工业机器人在控制器模型的位置值,从而得到工业机器人末端的第一位置值。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S106,基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值,包括:获取第一位置值与第一位置值对应的误差值之差,得到实际位置值。
在一种可选的方案中,工作机器人的实际位置值可以通过将第一位置值减去第一位置值对应的误差值得到。
可选地,在本发明上述实施例中,在步骤S106,基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值之后,该方法还包括:基于实际位置值,判断工业机器人末端是否到达目标位置;如果工业机器人末端未到达目标位置,则通过测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量,得到工业机器人末端的第三测量值;基于第三测量值和第一位置值,对第一位置值对应的误差值进行调整。
具体地,上述的目标位置可以是工作机器人满足目标工况要求对应的实际位置值。
在一种可选的方案中,在通过第一位置值对应的误差值对第一位置值进行误差补偿之后,可以进一步补偿后的实际位置值是否到达目标位置,如果确定已到达目标位置,则可以确定第一位置值对应的误差值准确,通过该误差值进行误差补偿的准确度高;如果确定未到达目标位置,则可以确定第一位置值对应的误差值不够准确度,可以再次获取通过激光跟踪仪对工业机器人末端位姿进行测量,得到第三测量值,进一步基于第三测量值和第一位置值,对预先生成的误差数据库中第一位置值对应的误差值进行调整,从而得到准确度较高的误差值,以满足工业机器人精度标定问题。
图2是根据本发明实施例的一种可选的工业机器人的处理方法的流程图,下面结合图2对本发明一种优选的实施例进行详细说明。如图2所示,该方法可以包括:
步骤S21,获取工业机器人末端实际位置。
可选地,可以通过激光跟踪仪对工作机器人末端位姿进行测量,从而可以得到工业机器人末端的实际位置值。
步骤S22,获取工业机器人末端在控制器中的位置。
可以地,可以在获取工业机器人末端实际位置的同时,从工业机器人控制器中读取出工业机器人在控制器模型中的位置值。
步骤S23,建立工业机器人工作空间误差数据库。
可选地,可以通过比较这个测量出的实际位置值和工业机器人在控制器模型中的位置值,从而可以得到工业机器人在这个位置点的误差值,通过上述方法可以建立该工业机器人在其工作空间内的误差数据库。
步骤S24,获取工业机器人工作时末端在控制器中的位置。
可选地,在生成误差数据库之后,可以控制工业机器人正常工作,并实时从工业机器人控制器中读取出工业机器人在控制器模型中的位置值。
步骤S25,位置比较。
可选地,通过将获取到的位置与误差数据库中存储的多个位置进行比较,查询调用误差数据库中相应的误差值。
步骤S26,误差补偿。
可选地,可以通过读取到的误差值,对工业机器人末端位置进行误差补偿。
步骤S27,是否达到目标位置。
可选地,可以进一步判断误差补偿后的位置是否达到目标位置,如果达到,则无需处理,如果未达到,则可以进一步地对误差数据库中的误差值进行调整,以确保进行误差补偿后的位置可以达到目标位置。
通过上述方案,可以通过激光跟踪仪测量工业机器人在其工作空间内的末端误差,进而建立该工业机器人的工作空间误差数据库。待该工业机器人在实际中工作时,通过自动调用其误差数据库中的补偿值对末端位姿进行误差补偿。从而无需考虑工业机器人复杂的物理结构,不用辨识误差源,简化了工业机器人精度标定问题。
实施例2
根据本发明实施例,提供了一种工业机器人的处理装置的实施例。
图3是根据本发明实施例的一种工业机器人的处理装置的示意图,如图3所示,该装置包括:
第一获取模块32,用于获取工业机器人末端的第一位置值。
具体地,上述的工业机器人末端可以是指工业机器人末端执行器,也即连接在工业机器人边缘(关节)具有一定功能的工具,例如,可以包括工业机器人抓手,工业机器人工具快换装置,工业机器人碰撞传感器,工业机器人旋转连接器,机器人压力工具,顺从装置,工业机器人喷涂枪,工业机器人毛刺清理工具,工业机器人弧焊焊枪,工业机器人电焊焊枪等。
进一步地,上述的第一位置值可以是工作机器人末端的当前位置的坐标值。
在一种可选的方案中,可以在工业机器人工作的过程中,获取工业机器人末端的第一位置值。
第二获取模块34,用于获取第一位置值对应的误差值,其中,第一位置值对应的误差值是基于第一位置值和测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量得到的第一测量值得到的。
具体地,上述的测量设备可以是高精度测量设备,可以测量到工业机器人末端位姿的实际位置,例如,可以是激光跟踪仪,但不仅限于此。
在一种可选的方案中,可以在工业机器人开始工作之前,控制工业机器人末端位于第一位置值,然后在工业机器人的工作空间内利用激光跟踪仪对工业机器人末端位姿进行测量,得到工业机器人末端的第一测量值,从而根据第一位置值和第一测量值,可以得到第一位置值对应的误差值,将该误差值进行保存,从而在工业机器人工作的过程中,可以读取该误差值。
处理模块36,用于基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值。
在一种可选的方案中,在工业机器人工作的过程中,可以通过第一位置值对应的误差值对第一位置值进行误差补偿,得到工业机器人末端的实际位置值,从而实现工业机器人的精度标定的目的。
通过本发明上述实施例,在获取到工业机器人末端的第一位置值之后,可以获取第一位置值对应的误差值,并基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值,与现有技术相比,可以基于第一位置值和测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量得到的第一测量值得到第一位置值对应的误差值,进一步通过该误差值对第一位置值进行误差补偿,而不需要考虑工业机器人复杂的物理结构,不用辨识误差源,达到简化工业机器人精度标定问题,降低处理复杂度的技术效果,进而解决了现有技术中根据工业机器人的物理结构对工业机器人的位置进行处理,处理复杂度高技术问题。
实施例3
根据本发明实施例,提供了一种工业机器人的处理系统的实施例。
图4是根据本发明实施例的一种工业机器人的处理系统的示意图,如图4所示,该系统包括:工业机器人42、测量设备44和处理器46。
其中,测量设备用于对工业机器人末端的位姿进行测量,得到第一测量值;处理器,与工业机器人和测量设备进行连接,用于获取工业机器人末端的第一位置值,获取第一位置值对应的误差值,并基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值,其中,第一位置值对应的误差值是基于第一位置值和第一测量值得到的。
具体地,上述的工业机器人末端可以是指工业机器人末端执行器,也即连接在工业机器人边缘(关节)具有一定功能的工具,例如,可以包括工业机器人抓手,工业机器人工具快换装置,工业机器人碰撞传感器,工业机器人旋转连接器,机器人压力工具,顺从装置,工业机器人喷涂枪,工业机器人毛刺清理工具,工业机器人弧焊焊枪,工业机器人电焊焊枪等。
进一步地,上述的第一位置值可以是工作机器人末端的当前位置的坐标值。上述的测量设备可以是高精度测量设备,可以测量到工业机器人末端位姿的实际位置,例如,可以是激光跟踪仪,但不仅限于此。
在一种可选的方案中,可以在工业机器人开始工作之前,控制工业机器人末端位于第一位置值,然后在工业机器人的工作空间内利用激光跟踪仪对工业机器人末端位姿进行测量,得到工业机器人末端的第一测量值,从而根据第一位置值和第一测量值,可以得到第一位置值对应的误差值,将该误差值进行保存,从而在工业机器人工作的过程中,可以读取该误差值。可以在工业机器人工作的过程中,获取工业机器人末端的第一位置值,并通过第一位置值对应的误差值对第一位置值进行误差补偿,得到工业机器人末端的实际位置值,从而实现工业机器人的精度标定的目的。
通过本发明上述实施例,在获取到工业机器人末端的第一位置值之后,可以获取第一位置值对应的误差值,并基于第一位置值和第一位置值对应的误差值,得到工业机器人末端的实际位置值,与现有技术相比,可以基于第一位置值和测量设备对工业机器人末端的位姿进行测量得到的第一测量值得到第一位置值对应的误差值,进一步通过该误差值对第一位置值进行误差补偿,而不需要考虑工业机器人复杂的物理结构,不用辨识误差源,达到简化工业机器人精度标定问题,降低处理复杂度的技术效果,进而解决了现有技术中根据工业机器人的物理结构对工业机器人的位置进行处理,处理复杂度高技术问题。
可选地,在本发明上述实施例中,处理器包括:存储模块和处理模块。存储模块用于存储工业机器人的误差数据库,其中,误差数据库包括:多个第二位置值,以及每个第二位置值对应的误差值;处理模块与存储模块连接,用于从误差数据库中读取第一位置值对应的误差值。
在一种可选的方案中,可以在工业机器人开始工作之前,预先控制工业机器人末端位于其工业空间内多个不同第二位置值,并通过激光跟踪仪对工业机器人末端位姿进行测量,得到不同第二位置值对应的误差值,进一步根据不同第二位置值,以及不同第二位置值对应的误差值,建立误差数据库。从而在工作机器人工作的过程中,可以从误差数据库中读取到第一位置值对应的误差值。
可选地,在本发明上述实施例中,工业机器人,包括:控制器,用于将第一位置值发送至处理器。
具体地,上述的处理器可以是工作机器人的控制器。上述的第一位置值和第二位置值可以是控制器模型中的位置值。
在一种可选的方案中,可以从工业机器人控制器中读取出工业机器人在控制器模型的位置值,从而得到工业机器人末端的第一位置值。
实施例4
根据本发明实施例,提供了一种存储介质的实施例,存储介质包括存储的程序,其中,在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述实施例1中的工业机器人的处理方法。
实施例5
根据本发明实施例,提供了一种处理器的实施例,处理器用于运行程序,其中,程序运行时执行上述实施例1中的工业机器人的处理方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。