CN110660312A - 力位控制示教执行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种力位控制示教执行方法，包括示教方法和示教执行方法，所述示教方法包括以下步骤：（a）开始示教，程序记录力传感器初始状态的受力数据以及记录模组初始状态的位置数据；（b）示教员拖动模组运动进行示教，程序记录力传感器运动过程的受力变化数据以及记录模组运动过程的位置变化数据；（c）示教员选择是否结束示教，若示教员选择“否”，程序返回步骤（b）并重复步骤（b）操作，若示教员选择“是”，程序执行步骤（d）；（d）结束示教，程序记录传感器结束状态的受力数据以及记录模具结束状态的位置数据并结束示教；本发明数据通过示教执行方法进行重放转换成可执行的机器人程序，操作十分简单。

Description

力位控制示教执行方法
技术领域
本发明涉及一种力位控制示教执行方法。
背景技术
传统的拖动示教方法，通过采集离散点位进行位置示教，但其不包含出力的记录。当它示教重放时，进行位置重放以及依赖单一的条件进行设置，如碰撞堵转检测（电流大于设定值）等。
但是，在实际的生产中上述示教方式不能完全满足示教员需求，如工序1，工人需要将机械臂按压在工件上，接着人工对重型工件进行加工，此时工序1只需要力的精准重放即可，如工序2，机械臂将加工完毕的工件移动至待安装区域，此时工序2只需要位置的精准重放即可，如工序3，机械臂需要将工件移动至安装区域与另一个工件进行组装时，此时工序3需要力、位置的精准重放。
由于协作式场景需要对力进行示教、对位置进行示教以及对力和位置混合示教，因此传统的示教方法不能完全满足示教员需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过力-位置，位置-力的关系映射，将示教方法经示教执行方法转换成可执行的机器人程序的一种力位控制示教执行方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种力位控制示教执行方法，包括示教方法和示教执行方法，所述示教方法包括以下步骤：
（a）开始示教，程序记录力传感器初始状态的受力数据以及记录模组初始状态的位置数据；
（b）示教员拖动模组运动进行示教，程序记录力传感器运动过程的受力变化数据以及记录模组运动过程的位置变化数据；
（c）示教员选择是否结束示教，若示教员选择“否”，程序返回步骤（b）并重复步骤（b）操作，若示教员选择“是”，程序执行步骤（d）；
（d）结束示教，程序记录传感器结束状态的受力数据以及记录模具结束状态的位置数据并结束示教；
所述示教执行方法包括以下步骤：
（e）开始执行示教重放，程序读取示教方法记录的示教数据，获取力变化数据和位置变化数据，示教员往程序录入跳转条件；
（f）程序依据步骤（e）的数据进行重放，执行位置指令，令模组运动至记录的位置，执行力矩指令，输出记录的力；
（g）程序读取当前模组位置数据和力传感器的受力数据；
（h）程序根据当前模组位置数据、力传感器的受力数据和预定条件判断是否进行“跳转”指令或进行“继续”指令，若判断为“跳转”，则程序执行预定指令，接着结束示教重放，若判断为“继续”，程序进入步骤（i）；
（i）程序依据步骤（g）的数据与示教方法记录的示教数据对比，判断全部示教数据是否执行完毕，若判断为“是”，程序结束示教重放，若判断为“否”，程序执行下一个示教数据，并返回步骤（e）并重复步骤（e）操作。
本发明示教员通过拖动模组运动进行示教，程序记录整个示教过程的力传感器的受力数据以及记录模组的位置数据，程序通过力-位置，位置-力的关系映射，将上述数据通过示教执行方法进行重放转换成可执行的机器人程序，操作十分简单，而且示教员通过录入跳转条件用于调整误差范围值，以及令程序判断工件是否安装到位等，提高程序的可靠性。
本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：
作为更具体的方案，所述示教执行完毕，程序依据示教过程对应的时间生成对应不同时间段的“力-位置图”切片或“位置-力图”切片，示教员通过调整“力-位置图”切片的力上限和力下限，或调整“位置-力图”切片的位置上限或位置下限设置程序的跳转条件。
作为更具体的方案，程序自动对力-位-时间进行切片，其切片的判断依据是一个时间片段里没有出现重复的位置或者一个时间片段里没有出现重复的力。所述程序自动依据示教过程的时间段，进行自动切片形成“力-位置图”切片或“位置-力图”切片并避免重复，用户仅需在程序自动切片后微调参数即可调整程序的跳转条件，操作十分简单。
作为更具体的方案，所述示教重放，选择位置优先模式，重放位置-时间数据。
作为更具体的方案，所述示教重放，选择力优先模式，重放力-时间数据。
作为更具体的方案，所述力传感器安装在电控单轴伺服执行模组上。
本发明的有益效果如下：
本发明，示教员通过拖动模组运动进行示教，程序记录整个示教过程的力传感器的受力数据以及记录模组的位置数据，程序通过力-位置，位置-力的关系映射，将上述数据通过示教执行方法进行重放转换成可执行的机器人程序，操作十分简单，而且示教员通过录入跳转条件用于调整误差范围值，以及令程序判断工件是否安装到位等，提高程序的可靠性。
本发明，所述程序自动依据示教过程的时间段，进行自动切片形成“力-位置图”切片或“位置-力图”切片并避免重复，用户仅需在程序自动切片后微调参数即可调整程序的跳转条件，操作十分简单。
附图说明
图1为本发明的示教方法示意图。
图2为本发明的示教执行方法示意图。
图3为实施例的工件A和工件B安装过程的力-位置-时间示意图。
图4为实施例的工件A和工件B安装过程的依据时间轴生成的“力-位置图”切片或“位置-力图”切片。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例，结合图1到图4所示，人工示教推杆，实现复杂的安装过程。
系统：伺服系统驱动的平台型推杆和安装有力传感器的夹爪，所述平台型推杆的行程为20mm。
工件：工件A呈凸字形并具备塑形柔性，其凸出处设置有螺纹，工件B呈凹字形并具备塑形柔性，其凹陷处设置有螺纹。
安装要求：推杆在5秒内接触工件A，第一阶段推杆以10N力按压工件A至工件B内，3秒后到达深度范围10mm-15mm，第二阶段推杆以5N的力继续按压3秒，到达深度范围25mm-30mm。
跳转条件：若第一阶段位置超出10mm-15mm的深度范围时，其按压力低于10N，若第二阶段位置超出深度范围25mm-30mm时，其按压力低于5N，即可判断AB为残次品。
所述示教方法包括以下步骤：
（a）开始示教，程序记录力传感器初始状态的受力数据以及记录推杆初始状态的位置数据。
（b）示教员拖动推杆运动进行示教，第一阶段以10N力按压工件A至工件B内，按压深度范围10mm-15mm，接着第二阶段以5N的力继续按压，按压深度范围25mm-30mm，程序记录力传感器运动过程的受力变化数据以及记录推杆运动过程的位置变化数据。
（c）示教员选择是否结束示教，示教员选择“是”，程序执行步骤（d）；
（d）结束示教，程序记录传感器结束状态的受力数据以及记录推杆结束状态的位置数据并结束示教。
所述示教执行完毕，程序依据示教过程对应的时间自动生成对应不同时间段的“力-位置图”切片或“位置-力图”切片，其切片的判断依据是一个时间片段里没有出现重复的位置或者一个时间片段里没有出现重复的力。
跳转条件：第一阶段以10N力按压工件A至工件B内，深度范围10mm-15mm，第一阶段位置超出深度范围时，其按压力低于10N，则判断工件A和工件B均为残次品。第二阶段以5N的力继续按压工件A至工件B内，深度范围25mm-30mm。若第二阶段位置超出深度范围时，其按压力低于5N，则判断工件A和工件B均为残次品。
示教员依据上述跳转条件调整“力-位置图”切片的力上限和力下限，或调整“位置-力图”切片的位置上限或位置下限。
所述示教执行方法包括以下步骤：
（e）开始执行示教重放，程序读取示教方法记录的示教数据，获取力变化数据和位置变化数据，示教员往程序录入跳转条件。
（f）程序依据步骤（e）的数据进行重放，执行位置指令，令推杆运动至10mm-15mm的位置，执行力矩指令，输出记录10N的力，令推杆运动至25mm-30mm的位置，执行力矩指令，输出记录5N的力。
（g）程序读取当前模组位置数据和力传感器的受力数据；
（h）程序根据当前模组位置数据、力传感器的受力数据和预定条件判断是否进行“跳转”指令或进行“继续”指令，若判断为“跳转”，则程序执行预定指令，接着结束示教重放，若判断为“继续”，程序进入步骤（i）；
（i）程序依据步骤（g）的数据与示教方法记录的示教数据对比，判断全部示教数据是否执行完毕，若判断为“是”，程序结束示教重放，若判断为“否”，程序执行下一个示教数据，并返回步骤（e）并重复步骤（e）操作。
0-5秒推杆移动至工件A并接触工件A，6-9秒，推杆以10N力按压工件A至工件B内，深度范围10mm-15mm，10-15秒，推杆以5N的力继续按压工件A至工件B内，深度范围25mm-30mm。
示教重放时，用户就选取0-5秒这个时间范围的力位转换成位置优先的控制规则，6-9秒和0-15秒这个时间范围的力位转换成力优先的控制规则。

Claims (6)

1.一种力位控制示教执行方法，其特征在于，包括示教方法和示教执行方法，所述示教方法包括以下步骤：
（a）开始示教，程序记录力传感器初始状态的受力数据以及记录模组初始状态的位置数据；
（b）示教员拖动模组运动进行示教，程序记录力传感器运动过程的受力变化数据以及记录模组运动过程的位置变化数据；
（c）示教员选择是否结束示教，若示教员选择“否”，程序返回步骤（b）并重复步骤（b）操作，若示教员选择“是”，程序执行步骤（d）；
（d）结束示教，程序记录传感器结束状态的受力数据以及记录模具结束状态的位置数据并结束示教；
所述示教执行方法包括以下步骤：
（e）开始执行示教重放，程序读取示教方法记录的示教数据，获取力变化数据和位置变化数据，示教员往程序录入跳转条件；
（f）程序依据步骤（e）的数据进行重放，执行位置指令，令模组运动至记录的位置，执行力矩指令，输出记录的力；
（g）程序读取当前模组位置数据和力传感器的受力数据；
（h）程序根据当前模组位置数据、力传感器的受力数据和预定条件判断是否进行“跳转”指令或进行“继续”指令，若判断为“跳转”，则程序执行预定指令，接着结束示教重放，若判断为“继续”，程序进入步骤（i）；
（i）程序依据步骤（g）的数据与示教方法记录的示教数据对比，判断全部示教数据是否执行完毕，若判断为“是”，程序结束示教重放，若判断为“否”，程序执行下一个示教数据，并返回步骤（e）并重复步骤（e）操作。
2.根据权利要求1所述力位控制示教执行方法，其特征在于：所述示教执行完毕，程序依据示教过程对应的时间生成对应不同时间段的“力-位置图”切片或“位置-力图”切片，示教员通过调整“力-位置图”切片的力上限和力下限，或调整“位置-力图”切片的位置上限或位置下限设置程序的跳转条件。
3.根据权利要求2述力位控制示教执行方法，其特征在于：程序自动对力-位-时间进行切片，其切片的判断依据是一个时间片段里没有出现重复的位置或者一个时间片段里没有出现重复的力。
4.根据权利要求3述力位控制示教执行方法，其特征在于：所述示教重放，选择位置优先模式，重放位置-时间数据。
5.根据权利要求3述力位控制示教执行方法，其特征在于：所述示教重放，选择力优先模式，重放力-时间数据。
6.根据权利要求1所述力位控制示教执行方法，其特征在于：所述力传感器安装在电控单轴伺服执行模组上。
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