CN108789412A - 一种机器人运动轨迹规划系统、方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人运动轨迹规划系统，包括工作台、激光位移传感器、固定架和移动轨道，所述移动轨道安装在固定架上，激光位移传感器安装在移动轨道上，所述工作台用于承放待扫描的铸件，激光位移传感器位于铸件的上方，激光位移传感器用于在移动轨道的带动下沿X轴和Y轴方向移动，以对铸件进行扫描。本发明利用激光位移传感器对铸件的整体从正上方进行扫描，得到铸件的边框图像以及铸件相对工作台的相对坐标，结合3D数字模型构建运动轨迹，不但大大缩短了示教时间，大大降低了对示教人员的技术要求，精度达到0.5mm—1.0mm,而且铸件的放置位置不需要固定不变，可以达到快速装夹、精准定位的效果，省时又高效。

Description

一种机器人运动轨迹规划系统、方法及装置

技术领域

本发明涉及运动规划技术，尤其涉及一种机器人运动轨迹规划系统、方法及装置。

背景技术

目前市场上工业机器人的轨迹规划都是通过示教器来进行，首先通过示教器进行示教变成然后让机器人按示教内容运动，或者先通过示教器引导机器人运动，最后让机器人再现之前的示教内容。

这种轨迹规划方式存在如下缺点：

1、示教过程繁琐耗时，如果生产过程发生改变，又要重复以上的示教程序，机器人的使用效益低下；2、需要经过专业培训的工程师才能进行示教编程，对操作人员的技术要求高，人工成本高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种机器人运动轨迹规划系统，其能解决现有技术对工作人员要求高、机器人使用效益低下的问题。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

一种机器人运动轨迹规划系统，包括工作台、激光位移传感器、固定架和移动轨道，所述移动轨道安装在固定架上，激光位移传感器安装在移动轨道上，所述工作台用于承放待扫描的铸件，激光位移传感器位于铸件的上方，激光位移传感器用于在移动轨道的带动下沿X轴和Y轴方向移动，以对铸件进行扫描。

优选的，所述工作台带有磁性吸盘，该带有磁性吸盘的工作台用于吸紧铸件。

优选的，移动轨道包括横轨和竖轨，竖轨安装在固定架上，横轨与竖轨连接，且横轨可沿竖轨在Y轴方向移动；激光位移传感器连接在横轨上，且激光位于传感器可沿横轨在X轴方向移动。

优选的，固定架为龙门架。

本发明的目的之二在于提供一种机器人运动轨迹规划方法，其能解决现有技术对工作人员要求高、机器人使用效益低下的问题。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

一种机器人运动轨迹规划方法，应用于上位机，所述上位机与如本发明目的之一所述的机器人运动轨迹规划系统的激光位移传感器电性连接，包括如下步骤：

发送控制指令至激光位移传感器，使激光位移传感器开始对铸件进行扫描；

接收激光传感器检测的铸件位置信息以得到铸件的框架图像以及铸件与工作台之间的相对坐标；

根据预设的3D数字模型以及所述铸件的框架图像、铸件与工作台之间的相对坐标建立机器人的运动轨迹。

本发明的目的之三在于提高一种机器人运动轨迹规划装置，其能解决现有技术对工作人员要求高、机器人使用效益低下的问题。

本发明的目的之三采用以下技术方案实现：

一种机器人运动轨迹规划装置，应用于上位机，所述上位机与本发明目的之一所述的机器人运动轨迹规划系统的激光位移传感器电性连接，包括如下单元：

发送单元：用于发送控制指令至激光位移传感器，使激光位移传感器开始对铸件进行扫描；

接收单元：用于接收激光传感器检测的铸件位置信息以得到铸件的框架图像以及铸件与工作台之间的相对坐标；

建立单元：用于根据预设的3D数字模型以及所述铸件的框架图像、铸件与工作台之间的相对坐标建立机器人的运动轨迹。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明利用激光位移传感器对铸件的整体从正上方进行扫描，得到铸件的边框图像以及铸件相对工作台的相对坐标，结合3D数字模型构建运动轨迹，不但大大缩短了示教时间，大大降低了对示教人员的技术要求，精度达到0.5mm—1.0mm,而且铸件的放置位置不需要固定不变，可以达到快速装夹、精准定位的效果，省时又高效。

附图说明

图1为本发明的一种机器人运动轨迹规划系统的结构示意图；

图2为本发明的一种机器人运动轨迹规划方法的流程图。

图中：1、工作台；2、激光位移传感器；3、固定架；4、移动轨道；5、铸件。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1所示，本发明公开了一种机器人运动轨迹规划系统，为了解决铸件打磨机器人轨迹规划费时、定位不够精准的问题，系统包括工作台1、激光位移传感器2、固定架3和移动轨道4，所述移动轨道4安装在固定架3上，激光位移传感器2安装在移动轨道4上，所述工作台1用于承放待扫描的铸件5，激光位移传感器2位于铸件5的上方，激光位移传感器2用于在移动轨道4的带动下沿X轴和Y轴方向移动，以在正上方对铸件5进行扫描，得到铸件5的框架图像。

实际上本发明的系统还包括有上位机，上位机与激光位移传感器连接，同时还包括有相应的电机或气缸、用于推动移动轨道在相应方向上的运动。

激光位移传感器2可精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化，主要应用于检测物体的位移、厚度、振动、距离等几何量的测量。本发明的激光位移传感器采用三角测量法的原理，激光位移传感器的发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经过物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。同时，光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理，并通过微处理器分析，计算出相应的输出值，并在用户设定的模拟量窗口内，按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出，则在设定的窗口内导通，窗口之外截止。另外，模拟量与开关量输出可独立设置检测窗口。采取三角测量法的激光位移传感器最高线性度可达1um，分辨率更是可达到0.1um的水平。比如ZLDS100类型的传感器，它可以达到0.01％高分辨率，0.1％高线性度，9.4KHz高响应，适应恶劣环境。

工作台1用于放置铸件5，为了更好的固定铸件5，放置铸件5随意移动，将工作台1设置为带有磁性吸盘，通过磁性的吸力可以吸紧铸件。

具体的，移动轨道4横轨和竖轨，横轨沿X轴方向设置，竖轨沿Y轴方向设置，竖轨安装在固定架3上，横轨与竖轨连接，横轨和竖呈垂直交叉设置，且横轨可沿竖轨在Y轴方向移动；激光位移传感器2连接在横轨上，且激光位于传感器2可沿横轨在X轴方向移动。本发明的系统还应包括有第一电机、第二电机，第一电机的输出轴连接激光位移传感器，使横激光位移传感器运动，第二电机的输出轴连接横轨，使横轨运动，第一电机和第二电机均与上位机连接。或者，还可以通过两个气缸分别驱动激光位移传感器和横轨运动，两个气缸同样可以连接上位机。

在本发明中，固定架3为龙门架。

如图2所示，本发明还提供一种机器人运动轨迹方法，应用于上位机，所述上位机与机器人运动轨迹规划系统的激光位移传感器电性连接，包括如下步骤：

S1：发送控制指令至激光位移传感器，使激光位移传感器开始对铸件进行扫描；

S2：接收激光传感器检测的铸件位置信息以得到铸件的框架图像以及铸件与工作台之间的相对坐标；

S3：根据预设的3D数字模型以及所述铸件的框架图像、铸件与工作台之间的相对坐标建立机器人的运动轨迹。

铸件放在工作台上吸紧，激光位移传感器从铸件正上方进行扫描，得出铸件每个轮廓线的点的数集，从而得到铸件的整体框架，并且将激光位移传感器扫描的图像与后台提高的CAD图纸参数对比，把毛坯的线条过滤掉，得到最好的铸件的整体框架和与工作台的相对位置。

相应的，本发明还提供一种与机器人运动轨迹规划方法对应的机器人运动轨迹规划装置，包括如下单元：

发送单元：用于发送控制指令至激光位移传感器，使激光位移传感器开始对铸件进行扫描；

接收单元：用于接收激光传感器检测的铸件位置信息以得到铸件的框架图像以及铸件与工作台之间的相对坐标；

建立单元：用于根据预设的3D数字模型以及所述铸件的框架图像、铸件与工作台之间的相对坐标建立机器人的运动轨迹。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机器人运动轨迹规划系统，其特征在于，包括工作台、激光位移传感器、固定架和移动轨道，所述移动轨道安装在固定架上，激光位移传感器安装在移动轨道上，所述工作台用于承放待扫描的铸件，激光位移传感器位于铸件的上方，激光位移传感器用于在移动轨道的带动下沿X轴和Y轴方向移动，以对铸件进行扫描。

2.如权利要求1所述的机器人运动轨迹规划系统，其特征在于，所述工作台带有磁性吸盘，该带有磁性吸盘的工作台用于吸紧铸件。

3.如权利要求1所述的机器人运动轨迹规划系统，其特征在于，所述移动轨道包括横轨和竖轨，竖轨安装在固定架上，横轨与竖轨连接，且横轨可沿竖轨在Y轴方向移动；激光位移传感器连接在横轨上，且激光位于传感器可沿横轨在X轴方向移动。

4.如权利要求1所述的机器人运动轨迹规划系统，其特征在于，所述固定架为龙门架。

5.一种机器人运动轨迹规划方法，其特征在于，应用于上位机，所述上位机与如权利要求1所述的机器人运动轨迹规划系统的激光位移传感器电性连接，包括如下步骤：

发送控制指令至激光位移传感器，使激光位移传感器开始对铸件进行扫描；

接收激光传感器检测的铸件位置信息以得到铸件的框架图像以及铸件与工作台之间的相对坐标；

根据预设的3D数字模型以及所述铸件的框架图像、铸件与工作台之间的相对坐标建立机器人的运动轨迹。

6.一种机器人运动轨迹规划装置，其特征在于，应用于上位机，所述上位机与如权利要求1所述的机器人运动轨迹规划系统的激光位移传感器电性连接，包括如下单元：

发送单元：用于发送控制指令至激光位移传感器，使激光位移传感器开始对铸件进行扫描；

接收单元：用于接收激光传感器检测的铸件位置信息以得到铸件的框架图像以及铸件与工作台之间的相对坐标；

建立单元：用于根据预设的3D数字模型以及所述铸件的框架图像、铸件与工作台之间的相对坐标建立机器人的运动轨迹。