CN111409066A - 一种机器人离线程序的检测方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人离线程序的检测方法、系统、装置及存储介质，所述方法包括以下步骤：获取机器人离线程序；根据机器人离线程序获取机器人轨迹和轨迹点；基于机器人轨迹和/或轨迹点对机器人离线程序进行检测。本发明通过从机器人离线程序中获取机器人轨迹和轨迹点，根据机器人轨迹和轨迹点检测机器人离线程序，省去了传统的人工检查工序，从而达到了节省了大量人工成本的目的。本发明可以广泛应用于工业机器人领域。

Description

一种机器人离线程序的检测方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是涉及一种机器人离线程序的检测方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

机器人离线程序是仿真工程师在仿真环境中规划设计的机器人运动路径，机器人离线程序在智能制造领域具有重要作用，在真实的机器人控制器中导入机器人离线程序后，机器人运行离线程序就可以完成与仿真环境中一致的工作任务。

然而，目前对于机器人离线程序的检查还停留在人工检查阶段。机器人离线程序的检查涉及到程序框架、轨迹及轨迹点命名、机器人轴值、轨迹点、奇异点、临界点等十多项检查内容，所有的检查项目均靠人工完成，检查内容繁琐，而且均为重复的检查工作，耗时长久。

发明内容

为至少部分地解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种机器人离线程序的检测方法、系统、装置及存储介质。

本发明一方面所采取的技术方案是：

一种机器人离线程序的检测方法，包括以下步骤：

获取机器人离线程序；

根据机器人离线程序获取机器人轨迹和轨迹点；

基于机器人轨迹和/或轨迹点对机器人离线程序进行检测。

本发明另一方面所采取的技术方案是：

一种机器人离线程序的检测系统，包括：

机器人离线程序获取模块，用于获取机器人离线程序；

轨迹和轨迹点获取模块，用于根据机器人离线程序获取机器人轨迹和轨迹点；

检测模块，用于基于机器人轨迹和/或轨迹点对机器人离线程序进行检测。

本发明另一方面所采取的技术方案是：

一种机器人离线程序的检测装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述的一种机器人离线程序的检测方法。

本发明另一方面所采取的技术方案是：

一种存储介质，其中存储有可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的一种机器人离线程序的检测方法。

本发明的有益效果是：本发明通过从机器人离线程序中获取机器人轨迹和轨迹点，根据机器人轨迹和轨迹点检测机器人离线程序，省去了传统的人工检查工序，从而达到了节省了大量人工成本的目的。

附图说明

图1为本发明具体实施例的一种机器人离线程序的检测方法步骤流程图；

图2为本发明具体实施例的临界点和奇异点的检测结果示意图；

图3为本发明具体实施例的HOME点的检测结果示意图；

图4为本发明具体实施例的一种机器人离线程序的检测系统结构框图；

图5为本发明具体实施例的一种机器人离线程序的检测装置结构框图。

具体实施方式

本发明中的机器人是指六轴工业机器人或者可扩展外部轴的工业机器人。

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。

如图1所示，本发明实施例提供了一种机器人离线程序的检测方法，包括以下步骤：

S101、获取机器人离线程序；

S102、根据机器人离线程序获取机器人轨迹和轨迹点；

具体地，机器人离线程序包含机器人轨迹和逻辑信号指令等，用以控制机器人运动从而完成工作任务。所述机器人轨迹是指工业机器人在运动过程中的运动轨迹，包括轨迹点的位移，速度和加速度等。一台机器人通常具有一条或多条机器人轨迹，本实施例中可拾取多台机器人的一条或多条机器人轨迹。所述机器人轨迹由多个轨迹点组成，所述轨迹点是机器人在空间内的的位姿(空间位置和运动姿态)，将轨迹点的空间位置根据机器人运动学反解映射到关节空间，可得到多组对应的机器人关节变量方程式(运动姿态)，所述机器人关节变量方程式的最优解被确定为轨迹点的运动姿态，所述运动姿态通常可由轴值反映，一个轨迹点通常包含六个轴值或更多轴值(包括外部轴值)，一台机器人通常包括六轴或更多轴(包括外部轴)。在本实施例中，可用Tecnomatix软件打开机器人离线程序，可在软件界面的轨迹资源列表中直接拾取机器人轨迹和轨迹点。

S103、基于机器人轨迹和/或轨迹点对机器人离线程序进行检测。

具体地，以机器人轨迹和轨迹点为切入方向，对离线程序的多个关键项进行检测，例如，基于轨迹和轨迹点检测轨迹和轨迹点的名称是否出错，基于轨迹点，检测临界点、奇异点和HOME点等，相较于传统的人工检查机器人离线程序，本发明实现了对机器人离线程序的质量的严格把控，节省了大量人工成本。

进一步作为可选的实施方式，所述步骤S103包括以下步骤S1031-S1033中的至少一项：

S1031、对机器人轨迹和轨迹点名称进行检测；

具体地，拾取到机器人轨迹后，首先需要确定机器人轨迹和机器人轨迹上的轨迹点的名称是否规范，命名是否规范可以按照企业制定的标准来做参考。例如，名称内容可以是由英文字母、阿拉伯数组和下划线组成，若检测到名称中出现汉字、中划线和逗号等异常，那么即判定该名称不符合规范。

当判断出不符合规范的机器人轨迹或轨迹点名称时，可定位到相应的轨迹或轨迹点，对不符合规范的名称进行修改。

检测机器人轨迹和轨迹点名称是否正确，其意义在于，避免机器人离线程序在后期调试的过程中因为名称的原因而导致异常。

S1032、对轨迹点进行临界点和奇异点检测；

具体地，所述临界点和奇异点均为机器人轨迹上的轨迹点，所述奇异点是指，机器人在某一轨迹点附近出现四轴和六轴同时向不同方向大幅度转动或者是某一轨迹点对机器人不可达，则所述某一轨迹点为奇异点；所述临界点是指，机器人在某一轨迹点附近时机器人的某个轴(通常是一轴、四轴或者六轴)突然大幅度旋转导致与机器人轨迹无法衔接或者是机器人在某一轨迹点时某个轴值大大超出极限，则所述某一轨迹点为临界点。获取机器人轨迹上的所有轨迹点，根据轨迹点的轴值逐个检测轨迹点是否为临界点或奇异点。

当某一轨迹点是临界点或奇异点时，需要检测出来，否则机器人在该轨迹点上的运动姿态发生异常，使得机器人的运动状态不够平稳流畅，轻则导致机器人离线程序不可用，重则存在引发安全生产事故的风险。

进一步作为可选的实施方式，所述步骤S1032包括以下步骤S10321-S10323：

S10321、确定轨迹点的轴值；

S10322、获取机器人品牌；

S10323、根据机器人品牌和轨迹点的轴值对轨迹点进行临界点和奇异点检测。

具体地，对于六轴机器人而言，轨迹点表示机器人工具坐标系的位姿(空间位置和运动姿态)，将轨迹点的空间位置根据机器人运动学反解映射到关节空间，得到轨迹点的轴值。可通过运动学原理计算并存储轨机器人轨迹中轨迹点的轴值。所述轨迹点的轴值类型通常是弧度值类型的，需要将弧度值类型的轴值换算成角度值类型的轴值。在检测轨迹点是否是临界点或奇异点时，轨迹点所在的轨迹所对应的机器人品牌是检测条件之一，轨迹点属于某一条轨迹，因此，可以轨迹为单位，获取该轨迹对应的机器人品牌，比较常见的机器人品牌有KUKA(库卡)、FANUC(发那科)和ABB等。不同的机器人品牌的检测规则不同，例如，检测轨迹点是否是奇异点时，对任一机器人品牌的机器人，轨迹点的五轴的轴值在[-10°，10°]这一取值范围内时，可判定该轨迹点为奇异点；检测轨迹点是否是临界点时，对于KUKA品牌的机器人，轨迹点的一轴至六轴的轴值均在[-5°，5°]这一取值范围内时，可判定该轨迹点为临界点，对于FANUC品牌的机器人，轨迹点的一轴、四轴和六轴的轴值为[175°，185°]，或[-175°，-180°]的取值范围内时，可判定该轨迹点为临界点，对于ABB品牌的机器人，所有轨迹点均不是临界点。所述取值范围可根据实际情况灵活调整。

临界点和奇异点的检测对机器人的运动至关重要，当轨迹点为奇异点或临界点时，机器人在该轨迹点的运动姿态会发生异常。将临界点或奇异点的检测条件限定在某一取值范围之内，使得机器人的运动姿态保持在平稳、顺滑、流畅的状态。所述取值范围的大小可根据实际情况预先设置。

进一步作为可选的实施方式，所述步骤S1032还包括以下步骤S10324：

S10324、修改被确定为奇异点或临界点的轨迹点的轴值。

具体地，当某一轨迹点被确定为临界点或奇异点时，该轨迹点将会被标识出来，如图2所示，将被确定为奇异点的轨迹点被设置为红色，将被确认为临界点的KUKA品牌机器人的轨迹点设置为橙色，将被确认为临界点的FANUC品牌机器人的轨迹点设置为黄色。修改被标注的轨迹点的轴值，从而保证机器人运动轨迹的平稳顺滑。

S1033、对轨迹点进行HOME点检测。

具体地，所述HOME点是指机器人准备运行时所处的安全位置。一个HOME点对应一个轨迹点，每一个HOME点都有名称，一条机器人轨迹上至少具有两个名称相同的HOME点。HOME点可以按照企业制定的标准来命名。

进一步作为可选的实施方式，进一步作为可选的实施方式，所述步骤S1033包括以下步骤S10331-S10333：

S10331、获取HOME点的待检测名称；

S10332、根据HOME点的待检测名称得到具有相同HOME点的待检测名称的若干个轨迹点；

S10333、根据所述若干个轨迹点的轴值进行HOME点检测。

具体地，当对机器人轨迹上的轨迹点进行HOME点检测时，需要获取该条机器人轨迹上所有的轨迹点，因此，通过拾取机器人的机器人轨迹，从而获取该条机器人轨迹上的所有轨迹点。获取HOME点的待检测名称的方式有多种，例如输入机器人轨迹上的所有HOME点的待检测名称，并用逗号等符号隔开；或者在EXCEL表格或TXT文本中编辑好HOME点的待检测名称，后台读入即可。

当在一条机器人轨迹上检测到具有相同HOME点的待检测名称的若干个轨迹点时，通过判断所述若干个轨迹点的轴值是否完全相同，来检测HOME点，若所述若干个轨迹点的轴值完全相同，则HOME点检测结果正常，否则，则HOME点检测结果异常。

进一步作为可选的实施方式，进一步作为可选的实施方式，所述步骤S1033还包括以下步骤S10334：

S10334、修改轨迹点的轴值以修正HOME点。

具体地，如图3所示，显示界面使用表格来显示机器人品牌、机器人名称、轨迹名称、HOME点名称、以及相同HOME点名称对应的轨迹点的轴值信息，对于不相等轨迹点的轴值进行标注处理，对于不同的轨迹点轴值，可以通过修改轨迹点轴值来修正HOME点。

以机器人轨迹为入手，检测机器人离线程序的多个关键项，部分关键项提供快速查看和修改功能，相较于传统的人工检查机器人离线程序，本发明从轨迹入手，检测轨迹和轨迹点名称是否正确，基于轨迹点，检测临界点、奇异点和HOME点，对于奇异点、临界点和HOME点的检测，其实质是基于轨迹点的轴值来进行的，一个轨迹点对应一个机器人姿态，一个机器人姿态由机器人的六轴或者更多轴来决定，因为，本发明从轨迹入手，先检测机器人轨迹和轨迹点名称是否正确，再基于正确的轨迹点来检测HOME点、奇异点和临界点，相较于传统的人工检查机器人离线程序，节省了大量的人工成本。

需要说明的是，本发明是基于轨迹点和轨迹点的轴值来检测机器人离线程序的关键项，本发明还支持可扩展功能，可以增加基于轨迹点和轨迹点的轴值来检测机器人离线程序的其他关键项。

如图4所示，本发明实施例还提供了一种机器人离线程序的检测系统，包括：

离线程序获取模块301，用于获取机器人离线程序；

轨迹和轨迹点获取模块302，用于根据机器人离线程序获取机器人轨迹和轨迹点；

检测模块303，用于基于轨迹和/或轨迹点对机器人离线程序进行检测。

上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种机器人离线程序的检测装置，包括：

至少一个处理器401；

至少一个存储器402，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被至少一个处理器401执行，使得所述至少一个处理器401实现所述的一种机器人离线程序的检测方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

此外，本发明实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的一种机器人离线程序的检测方法。

对于上述方法实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种机器人离线程序的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取机器人离线程序；

根据机器人离线程序获取机器人轨迹和轨迹点；

基于机器人轨迹和/或轨迹点对机器人离线程序进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种机器人离线程序的检测方法，其特征在于，所述基于轨迹和/或轨迹点对机器人离线程序进行检测这一步骤，包括以下步骤中的至少一项：

对机器人轨迹和轨迹点名称进行检测；

对轨迹点进行临界点和奇异点检测；

对轨迹点进行HOME点检测。

3.根据权利要求2所述的一种机器人离线程序的检测方法，其特征在于，所述对轨迹点进行临界点和奇异点检测这一步骤，包括以下步骤：

确定轨迹点的轴值；

获取机器人品牌；

根据机器人品牌和轨迹点的轴值对轨迹点进行临界点和奇异点检测。

4.根据权利要求2所述的一种机器人离线程序的检测方法，其特征在于，所述对轨迹点进行临界点和奇异点检测这一步骤，还包括以下步骤：

修改被确定为奇异点或临界点的轨迹点的轴值。

5.根据权利要求2所述的一种机器人离线程序的检测方法，其特征在于，所述对轨迹点进行HOME点检测这一步骤，包括以下步骤：

获取HOME点的待检测名称；

根据HOME点的待检测名称得到具有相同HOME点的待检测名称的若干个轨迹点；

根据所述若干个轨迹点的轴值进行HOME点检测。

6.根据权利要求2所述的一种机器人离线程序的检测方法，其特征在于，所述对轨迹点进行HOME点检测这一步骤，还包括以下步骤：

修改轨迹点的轴值以修正HOME点。

7.一种机器人离线程序的检测系统，其特征在于，包括：

机器人离线程序获取模块，用于获取机器人离线程序；

轨迹和轨迹点获取模块，用于根据机器人离线程序获取机器人轨迹和轨迹点；

检测模块，用于基于机器人轨迹和/或轨迹点对机器人离线程序进行检测。

8.一种机器人离线程序的检测装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-6任一项所述的一种机器人离线程序的检测方法。

9.一种存储介质，其中存储有可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1-6任一项所述的一种机器人离线程序的检测方法。

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