CN111195913A

CN111195913A - 机器人处理方法、装置及工业机器人

Info

Publication number: CN111195913A
Application number: CN202010031871.5A
Authority: CN
Inventors: 刘新卫; 雷俊松; 应坤; 魏佳欣; 刘旭; 赵航; 胡飞鹏
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2020-05-26

Abstract

本申请涉及机器人处理方法、装置及机器人，属于机器人处理技术领域。本申请包括：当接收到程序的执行信号时，根据程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据；创建回退链表数据结构，并将回退链表数据结构与正向运行的脉冲数据按序建立链接；当接收到回退信号时，利用回退链表数据结构对已执行的正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据；根据回退运行的脉冲数据控制机器人末端进行回退。通过本申请，可实现机器人末端的回退路径和回退姿态的动作过程是之前正向运行过程的倒放过程，进而可以避免工业机器人在空间狭窄且曲折的受限环境场景中回退运行时发生碰撞。

Description

机器人处理方法、装置及工业机器人

技术领域

本申请属于机器人处理技术领域，具体涉及机器人处理方法、装置及机器人。

背景技术

为了能实现复杂的动作，机器人通常需要具有多自由度关节，比如，六轴工业机器人具有六个自由度关节，机器人可以按照预先编排的程序运行，来执行工作。在按照机器人程序执行的过程中，倘若遇到机器人中途停止运行，通常需要将机器人末端退回到起始点。

相关技术中，可实现根据行经路线原路返回，但是，该原路返回未考虑之前行经过程中机器人末端的姿态动作，该情况下，在实际应用中，在一些特殊的受限环境场景中，比如，空间狭窄且曲折，可能仍会发生与受限环境碰撞的问题。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供机器人处理方法、装置及机器人，可实现机器人末端的回退路径和回退姿态的动作过程是之前正向运行过程的倒放过程，进而可以避免工业机器人在空间狭窄且曲折的受限环境场景中回退运行时发生碰撞。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供一种机器人处理方法，包括：

当接收到程序的执行信号时，根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据；

创建回退链表数据结构，并将所述回退链表数据结构与所述正向运行的脉冲数据按序建立链接；

当接收到回退信号时，利用所述回退链表数据结构对已执行的所述正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据；

根据所述回退运行的脉冲数据控制所述机器人末端进行回退。

进一步地，所述根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据，包括：

根据所述程序中的运动指令进行路径规划；

在路径规划完成后，进行插补处理，并进行速度和加速度规划；

在进行速度和加速度规划后，计算得到每个插补点相对应的脉冲数据。

进一步地，所述根据所述程序中的运动指令进行路径规划，包括：

利用语言解释器解析所述程序中的所述运动指令，得到所述运动指令所对应的指令类型；

根据所述指令类型，为所述运动指令配置对应的所述路径规划器，以使所述路径规划器根据所述运动指令中的参数，进行路径规划。

进一步地，所述插补处理包括：直线插补处理。

进一步地，所述创建回退链表数据结构，并将所述回退链表数据结构与所述正向运行的脉冲数据按序建立链接，包括：

在路径规划完成后，进行插补处理时，创建所述回退链表数据结构；

将链表的表头地址链接指向按序执行的第一个插补点的脉冲数据的内存地址,下一个表地址指向下一个插补点的脉冲数据的内存地址，以此类推，将所有插补点的脉冲数据均被对应的表地址链接指向到。

进一步地，所述当接收到回退信号时，利用所述回退链表数据结构对已执行的所述正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据，包括：

当接收到回退信号时，通过所述回退链表数据结构，确定所述机器人末端所处停留点对应的所述正向运行的脉冲数据，并从所述停留点对应的所述正向运行的脉冲数据开始，倒序获取，并取相反数，得到所述回退运行的脉冲数据。

进一步地，所述根据所述回退运行的脉冲数据控制所述机器人末端进行回退，包括：

确定是否允许执行回退，如果允许，则根据所述回退运行的脉冲数据控制所述机器人末端进行回退。

进一步地，所述根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据之后，所述方法还包括：

根据所述正向运行的脉冲数据进行控制，让所述机器人末端运行。

第二方面，

本申请提供一种机器人处理装置，包括：

第一得到模块，用于当接收到程序的执行信号时，根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据；

创建链接模块，用于创建回退链表数据结构，并将所述回退链表数据结构与所述正向运行的脉冲数据按序建立链接；

第二得到模块，用于当接收到回退信号时，利用所述回退链表数据结构对已执行的所述正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据；

回退控制模块，用于根据所述回退运行的脉冲数据控制所述机器人末端进行回退。

第三方面，

本申请提供一种机器人，包括：

存储器，其上存储有可执行程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现上述中任一项所述方法的步骤。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

通过本申请，可实现机器人末端的回退路径和回退姿态的动作过程是之前正向运行过程的倒放过程，进而可以避免工业机器人在受限环境场景中回退运行时发生碰撞，本申请能使机器人末端能适用于空间狭窄且曲折的受限环境场景中的回退操作，且机器人末端的回退效率和安全性方面均能得到提高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种机器人处理方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种机器人处理装置的结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种机器人的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

图1是根据一示例性实施例示出的一种机器人处理方法的流程图，如图1所示，该机器人处理方法包括如下步骤：

步骤S101、当接收到程序的执行信号时，根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据；

步骤S102、创建回退链表数据结构，并将所述回退链表数据结构与所述正向运行的脉冲数据按序建立链接；

步骤S103、当接收到回退信号时，利用所述回退链表数据结构对已执行的所述正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据；

步骤S104、根据所述回退运行的脉冲数据控制所述机器人末端进行回退。

具体的，上述实施例中，以六轴机器人为例，操作人员可以在示教器控制屏上通过点击开始键，使六轴机器人自动进行操作，六轴机器人根据执行的程序得到正向运行的脉冲数据，通过驱动器对六轴进行驱动控制，使机器人末端进行正向运行。通过创建回退链表数据结构，并将回退链表数据结构与正向运行的脉冲数据按序建立链接，以作为当发生六轴机器人中途停止运行后回退使用。在正向运行过程中，可能发生的是：操作人员的人为点击导致六轴机器人停止运行，或者，因出现报警导致六轴机器人停止运行。在六轴机器人再次正常运行前，通常需要将机器人末端退回到起始点。此情况下，操作人员可以在示教器上点击回退按钮，给予六轴机器人一个回退信号，六轴机器人在接收到该回退信号时，利用回退链表数据结构对已执行的正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据，在具体回退执行中，根据回退运行的脉冲数据处理的先后顺序来顺序执行回退操作，无碰撞地回退到起始点。

上述实施例能较佳地适用于空间狭窄且曲折的受限环境场景中的回退操作，可实现机器人末端的回退路径和回退姿态的动作过程是之前正向运行过程的倒放过程，进而可以避免工业机器人在受限环境场景中回退运行时发生碰撞，本申请能使机器人末端较佳地适用于空间狭窄且曲折的受限环境场景中的回退操作，机器人末端的回退效率和安全性方面均能得到提高。

同时，利用链表数据结构可以链接内存的各个零散内存块，不需要对内存连续分配，因而可使解析各个数据更加方便。

在一个实施例中，步骤S101中，所述根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据，包括：

S1001、根据所述程序中的运动指令进行路径规划。

具体地，以六轴机器人执行以下程序为例进行说明。

MovL P1 V100 Z0 T0,整体表示一条运动指令，其中MovL表示直线运动，P1为需要达到的目标点，V100为机器人末端的线速度，单位为mm/s，Z0为工件坐标系，T0为工具坐标系。通过语言解释器解析这条程序，解析出MovL指示的是直线运动，即该条运动指令为直线运动指令，根据解析出来的直线运动指令，直接跳到直线运动指令的路径规划器，直线运动指令的路径规划器根据该条运动指令中的速度等参数，进行路径规划。

在具体应用中，可以有两条或者两条以上的运动指令，可以按执行顺序进行路径规划，得到一个整体路径。

S1002、在路径规划完成后，进行插补处理，并进行速度和加速度规划。

机器人控制装置根据输入的运动程序信息，将程序段所描述的起点和终点之间的空间进行数据密化，从而形成要求的路径轨迹，这种“数据密化”机能称为“插补”。

以直线插补为例进行说明，直线插补是机器人运动中常用的一种插补方式，在此方式中，起点和终点两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制机器人末端运动。如果是曲线，可以用逼近的方式把曲线利用一段一段的直线线段获得，首先假设在实际轮廓起始点处沿x方向走一小段(一个脉冲当量)。发现终点在实际轮廓的下方，则下一条线段沿y方向走一小段，此时如果线段终点还在实际轮廓下方，则继续沿y方向走一小段，直到在实际轮廓上方以后，在向x方向走一小段，依次循环类推，直到到达轮廓终点为止。这样实际轮廓就由一段段的折线拼凑而成。虽然是折线，但是如果我们每一段走的小线段都非常小(在精度允许的范围内)，那么此段折线与实际轮廓还是可以近似地看成相同的曲线,这就是直线插补。

S1003、在进行速度和加速度规划后，计算得到每个插补点相对应的脉冲数据。

具体的，通过各个插补点相对应的脉冲数据，可以得到以让机器人末端正向运行的脉冲数据，在实际控制时，通过脉冲数来对各个轴电机进行控制，通过步骤S1002，在进行路径的速度和加速度规划后，根据规划好的速度和加速度，计算出各个插补点相对应的脉冲数据，用以对各个轴电机进行控制。

通过上述步骤S1001-S1003，可以省去了对回退运行的速度和加速度规划，以达到运行的高效性。

在一个实施例中，步骤S102中，所述创建回退链表数据结构，并将所述回退链表数据结构与所述正向运行的脉冲数据按序建立链接，包括：

通过该实施例，利用回退链表数据结构，将所有插补点的脉冲数据链接成一个完整的用于回退的单链表，以作为当发生六轴机器人中途停止运行后回退使用时，按链表表尾至表头这一倒序方向，倒序获取各个已执行的插补点数据。

在一个实施例中，步骤S103中，所述当接收到回退信号时，利用所述回退链表数据结构对已执行的所述正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据，包括：

具体的，对于取相反数，比如，正向运行时一个姿态动作是使机器人末端转动5个脉冲数，取相反数后，变成-5，在回退运行时，在已转动达到5个脉冲数的位置，向相反方向转动5个脉冲，进而实现姿态动作的倒放。在具体回退执行中，根据回退运行的脉冲数据处理的先后顺序来顺序执行回退操作，进而实现无碰撞地回退。

在一个实施例中，步骤S104中，所述根据所述回退运行的脉冲数据控制所述机器人末端进行回退，包括：

具体的，机器人的中途停止，可能是因出现报警导致六轴机器人停止运行，出于安全方面考虑，需要先将报警消除，然后，系统才允许执行回退运行，通过上述实施例方案，可以实现适用于类似上述的应用场景。

在一个实施例中，步骤S103中，所述根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据之后，所述方法还包括：

步骤S105、根据所述正向运行的脉冲数据进行控制，让所述机器人末端运行。

具体的，操作人员可以在示教器控制屏上通过点击开始键，使六轴机器人自动进行操作，六轴机器人的控制器根据执行的程序得到正向运行的脉冲数据，在得到正向运行的脉冲数据之后，六轴机器人的控制器给相对应电机的伺服驱动器输入插补点对应的脉冲数，伺服驱动器会根据这个脉冲数让电机旋转相对应的位置，让机器人各个关节运动使得末端运动达到终点位置。

图2是根据一示例性实施例示出的一种机器人处理装置的结构示意图，如图2所示，该机器人处理装置2包括：

第一得到模块201，用于当接收到程序的执行信号时，根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据；

创建链接模块202，用于创建回退链表数据结构，并将所述回退链表数据结构与所述正向运行的脉冲数据按序建立链接；

第二得到模块203，用于当接收到回退信号时，利用所述回退链表数据结构对已执行的所述正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据；

回退控制模块204，用于根据所述回退运行的脉冲数据控制所述机器人末端进行回退。

进一步地，第一得到模块201，具体用于：

根据所述程序中的运动指令进行路径规划；

进一步地，所述插补处理包括：直线插补处理。

进一步地，创建链接模块202，具体用于：

进一步地，第二得到模块203，具体用于：

进一步地，回退控制模块204，具体用于：

进一步地，该机器人处理装置2还包括：

正向运行控制模块205，用于在根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据之后，根据所述正向运行的脉冲数据进行控制，让所述机器人末端运行。

关于上述相关实施例中的机器人处理装置2，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图3是根据一示例性实施例示出的一种机器人的结构示意图，如图3所示，该机器人3包括：

存储器301，其上存储有可执行程序；

处理器302，用于执行所述存储器301中的所述可执行程序，以实现上述中任一项所述方法的步骤。

在具体应用中，所述机器人3可以包括六轴工业机器人。

关于上述实施例中的机器人3，其处理器302执行存储器301中的程序的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种机器人处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据，包括：

根据所述程序中的运动指令进行路径规划；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述程序中的运动指令进行路径规划，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插补处理包括：直线插补处理。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述创建回退链表数据结构，并将所述回退链表数据结构与所述正向运行的脉冲数据按序建立链接，包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述当接收到回退信号时，利用所述回退链表数据结构对已执行的所述正向运行的脉冲数据按执行顺序的倒序进行获取，并进行取反处理，得到回退运行的脉冲数据，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述回退运行的脉冲数据控制所述机器人末端进行回退，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述程序得到用以让机器人末端正向运行的脉冲数据之后，所述方法还包括：

9.一种机器人处理装置，其特征在于，包括：

10.一种机器人，其特征在于，包括：

存储器，其上存储有可执行程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。