CN110815226B - 一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法，包括：获取参数信息；根据参数信息和加工顺序的倒序制定出安全回初始位置路径；根据安全回初始位置路径以及周边设备干涉情况，在靠近各设备最近的非干涉区域设置一级关键点，使安全回初始位置路径穿过所述一级关键点；以一级关键点为中心划分区域，在覆盖距离最近的设备的区域内规划多个二级关键点，当设备在区域任意位置回二级关键点时均不发生碰撞；机器人从二级关键点回一级关键点，最后从一级关键点回初始位置。本发明可以实现设备在任意姿态位置复位启动，不需要人工移动多轴机械系统，具备高效、稳定、可靠的特性。

Description

一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，具体的说，是一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法。

背景技术

目前工业机器人及多轴机械系统的使用量不断提升，是自动化智能化的核心装备之一，在使用中由于现场环境复杂，每次上电启用时需要人工移动设备，使设备回到起始区域才能正常启动。对于设备使用而言，效率低下，且人工易出现错误，不利于现场操作人员故障处理以及不利于首次开机的简便启动，延长了设备启用时长和恢复消耗时长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法，用于解决现有技术中人工移动设备回起始区域导致设备效率低下、人工易出错的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法，包括：

步骤S1：获取参数信息，所述参数信息包括设备型号、工具尺寸、工件尺寸、设备当前位置、周边设备布局和周边设备干涉情况；

步骤S2：根据所述参数信息和加工顺序的倒序制定出安全回初始位置路径；

步骤S3：根据所述安全回初始位置路径以及周边设备干涉情况，在靠近各设备最近的非干涉区域设置一级关键点，使所述安全回初始位置路径穿过所述一级关键点；

步骤S4：以所述一级关键点为中心划分区域，在覆盖距离最近的设备的区域内规划多个二级关键点，当设备在所述区域任意位置回二级关键点时均不发生碰撞；

步骤S5：机器人从二级关键点回一级关键点，最后从一级关键点回初始位置。

进一步地，所述步骤S4与步骤S5之间还包括：

步骤A：根据步骤S4规划的二级关键点，对所述二级关键点所在的覆盖距离最近的设备的区域进行更一步细分得到细分区域，并在细分区域中规划出三级关键点，判断细分区域是否覆盖设备的所有状态，若是，进入步骤S5，否则进入步骤B；

步骤B：将细分区域逐步细分，直到覆盖设备所有状态，进入步骤S5。

进一步地，所述步骤S5具体包括：

步骤S51：获取设备的当前位置，判断出距离当前位置最近的三级关键点(如果上述步骤B中细分区域进一步细分中规划出了四级关键点、五级关键点等等，也是依次先从五级关键点回四级关键点，从四级关键点回到三级关键点)，并移动至所述三级关键点；

步骤S52：从所述三级关键点移动至所述区域内的二级关键点，再从所述区域内的二级关键点移动至安全回初始位置路径上的一级关键点；

步骤S53：从所述安全回初始位置路径上的一级关键点执行回所述安全回初始位置路径；

步骤S54：回到初始点位置，发送报告，并准备执行生产任务。

进一步地，所述步骤S2中，需要根据加工顺序倒序制定一条回初始位置的路径，作为最终程序执行的路径，故周边设备情况一定需要现场确认，并且确认设备回初始位置过程中其他周边设备状态位置固定。

进一步地，所述步骤S3中，设置一级关键点的数量需要根据周边设备数量，每个一级关键点需要覆盖周边至少一个设备区域，原则上一级关键点个数尽量少，这样回初始位置的路径才更简单。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明公开了一种任意姿态任意位置下回初始位置的方法，其通过对工业机器人或多轴机械系统当前姿态位置与目标姿态位置进行数据分析，结合实际现场布局情况，并基于多轴机械系统所提供的基础编程方式编写程序算法，保证算法的可移植性，适用于普遍的多轴机械系统，具备普遍的适用性，规划出安全回初始位置的方法。本发明可以实现设备在任意姿态位置复位启动，不需要人工移动多轴机械系统，具备高效、稳定、可靠的特性，避免了人工操作出错。

附图说明

图1为本发明的现场布局示意图；

图2为在图1的基础上得到的3个一级关键点；

图3为在图1的基础上得到的7个二级关键点；

图4为根据现场工艺顺序规划的运行路径示意图，回初始位置路径是其倒序路径；

图5为根据现场情况回初始位置路径示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法，包括：

一、规划关键点及路径：

1)设备运行路径，如附图4，根据该路径倒序制定设备回初始位置路径；

2)分析周边设备布局情况，列出所有设备存在情况，如附图1；

3)根据周边设备干涉情况，在靠近各设备最近的非干涉区域设置一级关键点，如附图2，并使1)中根据设备运行路径倒序制定的设备回初始位置路径和一级关键点重合，形成一条穿过一级关键点的安全回初始位置路径；

4)以一级关键点为中心，覆盖距离最近的设备，在区域内规划多个二级关键点，当设备在区域内任意位置时均能不发生碰撞回二级关键点，如附图3；

5)二级关键点回一级关键点，通过一级关键点位置回初始位置路径，如附图5；

二、程序实现回初始位置：

1)读取当前机器人位置数据：

ActualPos:＝CRobT(\tool:＝ToolTemp\Wobj:＝wobjtemp)；

2)解析机器人当前位置：由于点位数据类型为robtarget，包含了工具中心点的位置(x、y和z)，工具方位以四元数的形式表示(q1、q2、q3和q4)，机械臂的轴配置(cf1、cf4、cf6和cfx)，各单个轴(eax_a、eax_b...eax_f)的位置；

3)移动机器人至每个一级、二级关键点，并对其覆盖范围进行测量，通过机器人到达位置的robtarget数据，包含了工具中心点的位置(x、y和z)，可以确定出各个关键点存在的区域范围(x、y和z的范围，形成一个立方空间)。

4)程序执行时通过点位区间，经过以下判断：

Current_rot(PickGlassPoint,tool:＝tool1,Wobj:＝wobj0)＝TRUE AND

(ActualPos.trans.x>1100AND ActualPos.trans.x<1700)AND

(ActualPos.trans.y>650AND ActualPos.trans.y<1100)

则得到当前点所在空间区域；

5)根据当前点位分别向各三级关键点进行距离比较：Distance:＝Sqrt(Pow((point1.x-point2.x),2)+Pow((point1.y-point2.y),2))，比较距离后得到最近的二级关键点；

6)机器人直线低速移动至最近的二级关键点，再从二级关键点移动至区域内唯一的一个一级关键点；

7)当机器人回归到一级关键点后，就直接按照规划的穿过一级关键点的安全回初始位置路径进行回初始位置；

8)回到初始点位置，发送报告，随时准备执行生产任务。

本方案可以应用于机器人也可以应用于多轴机械系统。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (2)

1.一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法，其特征在于，包括：

步骤S1：获取参数信息，所述参数信息包括设备型号、工具尺寸、工件尺寸、设备当前位置、周边设备布局和周边设备干涉情况；

步骤S2：根据所述参数信息和加工顺序的倒序制定出安全回初始位置路径；

步骤S3：根据所述安全回初始位置路径以及周边设备干涉情况，在靠近各设备最近的非干涉区域设置一级关键点，使所述安全回初始位置路径穿过所述一级关键点；

步骤S4：以所述一级关键点为中心划分区域，在覆盖距离最近的设备的区域内规划多个二级关键点，当设备在所述区域任意位置回二级关键点时均不发生碰撞；

步骤S5：机器人从二级关键点回一级关键点，最后从一级关键点回初始位置；

所述步骤S4与步骤S5之间还包括：

步骤A：根据步骤S4规划的二级关键点，对所述二级关键点所在的覆盖距离最近的设备的区域进行更一步细分得到细分区域，并在细分区域中规划出三级关键点，判断细分区域是否覆盖设备的所有状态，若是，进入步骤S5，否则进入步骤B；

步骤B：将细分区域逐步细分，直到覆盖设备所有状态，进入步骤S5。

2.根据权利要求1所述的一种机器人任意姿态任意位置下回初始位置的方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

步骤S51：获取设备的当前位置，判断出距离当前位置最近的三级关键点，并移动至所述三级关键点；

步骤S52：从所述三级关键点移动至所述区域内的二级关键点，再从所述区域内的二级关键点移动至安全回初始位置路径上的一级关键点；

步骤S53：从所述安全回初始位置路径上的一级关键点执行回所述安全回初始位置路径；

步骤S54：回到初始点位置，发送报告，并准备执行生产任务。

Images