CN111890336B - 一种机器人多目标点示教方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明机器人示教技术领域，公开了一种机器人多目标点示教方法、系统，该方法为对机器人的运动路径进行拆分为物料抓取示教程序和物料放置示教程序，并通过对不同目标点物料抓取示教程序和物料放置示教程序的组合调用，实现工业机器人往返于不同目标点间进行作业。本发明的有益效果是：本发明能够有效减少示教程序数量，并且目标点数越多，工业机器人运动路径越多，本发明相比普通方法所减少的示教程序数量就越大；本发明通过减少示教程序可以节省机器人控制系统的存储空间，避免机器人控制系统处理示教程序时出现耗时过长等问题；本发明相比常规方法，通过对示教程序的灵活调用，可带来更多的机器人路径组合。

Description

一种机器人多目标点示教方法、系统

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体的说，是一种机器人多目标点示教方法、系统。

背景技术

在当今制造业中，机器人应用日益广泛，其作用也愈发重要，利用示教方式为机器人编制程序是机器人应用中一项十分常用且重要的技术，例如为搬运机器人示教一条从A点运动至B点的程序，为码垛机器人示教一条将物料从A处摆放至B处的程序等。对于机器人需要往返于多个目标点之间执行任务的情况，通常需要对每一条路径进行示教形成示教程序，然后根据需要调用。这种模式下，随着目标点数量增多，机器人路径将急剧增加，例如，有2个目标点时，机器人从目标点1获取物料并放置于目标点2，以及从目标点2获取物料并放置于目标点1，一共需要示教2条程序；可归纳得出：类情况下，当有N个目标点时，需要示教(N²-N)条程序，若有20个目标点，则需示教380条程序。可见，多目标点示教工作将异常繁重，并且大量的示教程序还将导致调用、维护和修改的工作量增大，甚至引起机器人系统存储空间不足、机器人示教器反应迟钝等问题，严重影响机器人项目的调试和应用过程中的工作效率。

在多目标点的场景下，图1所示，常规的机器人示教程序设计方法是为机器人的每一条运动路径示教一条程序，该方法将随着目标点增多将面临示教程序数量剧增的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对示教路径进行拆分设计和组合调用的方法，以减少机器人在多目标点场景下的示教路径数量。

本发明通过下述技术方案实现：

一种机器人多目标点示教方法，对机器人的运动路径进行拆分为物料抓取示教程序和物料放置示教程序，并通过对不同目标点物料抓取示教程序和物料放置示教程序的组合调用，实现工业机器人往返于不同目标点间进行作业。

进一步地，为了更好的实现本发明，具体包括以下步骤：

步骤1：确定机器人的目标点；

步骤2：拆分机器人路径示教，将机器人在每个目标点的一项独立作业内容编制为一条示教程序，每条所述示教程序包括将机器人运动至该目标点附近的一个指定位置的动作指令；动作指令包括物料抓取示教程序和物料放置示教程序；

步骤3：为所有物料抓取示教程序和物料放置示教程序分别定义一个示教程序号，示教程序号是唯一的；

步骤4：在机器人控制系统中设置一个外部通讯信号用于接收要调用的示教程序号；

步骤5：通过调度程序根据机器人控制系统所接收到的示教程序号调用对应示教程序的组合，并利用调度程序中的循环指令执行。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S2具体是指：将机器人作业动作或运动路径进行拆分，对拆分后的机器人动作分别示教形成示教程序，而非将机器人的一项完整作业动作直接是示教为一条程序。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述目标点的数量至少为3个。

进一步地，为了更好的实现本发明，示教程序的组合具体是指根据需实现的机器人动作路径，在对机器人动作拆分后得到多个示教程序的组合。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述路径是指根据生产应用需要，用示教的方式记录工业机器人执行一个完成任务或作业所需的全部运动轨迹和动作。

一种机器人多目标点示教系统，包括机器人本体与线性导轨组合而成的机器人控制系统、与及机器人控制系统连接的计算机，所述机器人控制系统根据所述计算机传输来的所述示教程序组合控制所述机器人本体的工作。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述机器人为六轴机器人。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明能够有效减少示教程序数量，并且目标点数越多，工业机器人运动路径越多，本发明相比普通方法所减少的示教程序数量就越大；

（2）本发明通过减少示教程序可以节省机器人控制系统的存储空间，避免机器人控制系统处理示教程序时出现耗时过长等问题；

（3）本发明相比常规方法，通过对示教程序的灵活调用，可带来更多的机器人路径组合。

附图说明

图1为常规的机器人示教程序设计方法；

图2为本发明中实施例8的工作原理示意图；

其中2、物料放置示教程序，3、物料抓取示教程序。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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：

本发明通过下述技术方案实现，一种机器人多目标点示教方法，对机器人的运动路径进行拆分示教，并通过对示教程序的组合调用，实现工业机器人往返于不同目标点间进行作业。

需要说明的是，通过上述改进，将目标点的运动路径拆分为物料抓取示教程序3和物料放置示教程序2，当需要将目标点T1处的物料移动到目标点T4时，只要控制工业机器人在目标点T1出执行物料抓取示教程序3，当运动到目标点T4时，执行物料放置示教程序2即可。

一种机器人多目标点示教方法，对机器人的运动路径进行拆分为物料抓取示教程序3和物料放置示教程序2，并通过对不同目标点物料抓取示教程序3和物料放置示教程序2的组合调用，实现工业机器人往返于不同目标点间进行作业。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，具体包括以下步骤：

步骤1：确定机器人的目标点；

步骤2：拆分机器人路径示教，将机器人在每个目标点的一项独立作业内容编制为一条示教程序，每条所述示教程序包括将机器人运动至该目标点附近的一个指定位置的动作指令；动作指令包括物料抓取示教程序3和物料放置示教程序2；

例如，在目标点A处抓取物料和放置物料是两项独立的作业内容，因此需编制为两条独立的示教程序。每条示教程序的第一条指令必须是将工业机器人运动至该目标点，工业机器人从此处开始可以完成后续作业的全部动作。例如，工业机器人在目标点A抓取物料的示教程序的第一条指令应为移动至目标点A。

步骤3：为所有物料抓取示教程序3和物料放置示教程序2分别定义一个示教程序号，示教程序号是唯一的；

步骤4：在机器人控制系统中设置一个外部通讯信号用于接收要调用的示教程序号；

步骤5：通过调度程序根据机器人控制系统所接收到的示教程序号调用对应示教程序的组合，并利用调度程序中的循环指令执行。

需要说明的是，通过上述改进，编制一个调度程序，该调度程序作用是根据步骤4调用对应的示教程序，并利用循环指令将“示教程序号读取判断和调用执行”这一过程周而复始的运转起来；这里的调度程序为现有的程序。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S2具体是指：将机器人作业动作或运动路径进行拆分，对拆分后的机器人动作分别示教形成示教程序，而非将机器人的一项完整作业动作直接是示教为一条程序。

需要说明的是，通过上述改进，每个所述示教程序包括物料放置示教程序2和物料抓取示教程序3；所述的示教程序是指，利用工业机器人示教器或其他示教编程工具编制形成的机器人运动程序，运行该程序，工业机器人将复现示教过的动作。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，进一步地，为了更好的实现本发明，所述目标点的数量至少为3个。

需要说明的是，通过上述改进，目标点为1个或者两个时，也能够使用，由于目标点较少使得其效果与现有常规方法的技术效果没有区别，故在使用时目标点至少为3个。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，进一步地，为了更好的实现本发明，示教程序的组合具体是指根据需实现的机器人动作路径，在对机器人动作拆分后得到示教程序的组合。

需要说明的是，通过上述改进，要从目标点A将物料放置在目标点B处，及其人控制系统执目标点A出的物料抓取示教程序3，和目标点B处的物料放置示教程即可；

例如，在一个机器人搬运系统中有N个目标点，每个目标点有两项作业内容，分别是抓取物料和放置物料，且机器人需要在任意两点间搬运物料，采用常规方法对每一种搬运情况示教一条程序，总共需示教(N2-N)条程序；采用本发明提出的方法，每个目标点需示教两条程序，总共仅需示教2*N条程序。当N≥3时，有2*N<(N2-N)，假设N=20，常规方法需要380条示教程序，本发明方法仅需40条示教程序，由此可知，采用本发明将大大减少示教程序的数量，有效的通过减少示教程序可以节省机器人控制系统的存储空间，避免机器人控制系统处理示教程序时出现耗时过长等问题。

本发明方法通过对示教程序的灵活调用，可带来更多的机器人路径组合，按照上述例子的假设，当N=20时，常规方法的380条示教程序仅能实现380套机器人动作，而本发明方法的40条示教程序可以实现1600种可能的运动组合。在实际应用中，有很大的改造升级空间。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，进一步地，为了更好的实现本发明，所述路径是指根据生产应用需要，用示教的方式记录工业机器人执行一个完成任务或作业所需的全部运动轨迹和动作。

需要说明的是，通过上述改进，例如，搬运用机器人需要到达A处抓取物料，然后运动至B处放置物料，从机器人启动到抓取物料、放置物料，最后到运动至指定位置为一条示教路径。

通过本发明示教方法的机器人投入应用时，首先启动调度程序，之后根据所需实现的机器人动作，得到示教程序的组合方式，并依次向机器人控制系统发送程序号。

例如，实现“机器人从目标点A处抓取物料，运动至目标点B处放置物料”这一过程，只需先向机器人控制系统发送“在目标点A处抓取物料”的示教程序号，执行完成后发送“在目标点B处放置物料”的示教程序号即可，由于每个示教程序的第一条指令是运动至该目标点，因此可实现示教程序的连贯执行。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，一种机器人多目标点示教系统，包括机器人本体与线性导轨组合而成的机器人控制系统、与及机器人控制系统连接的计算机，所述机器人控制系统根据所述计算机传输来的所述示教程序组合控制所述机器人本体的工作。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述机器人为六轴机器人。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例8：

如图2所示，在某一搬运机器人系统中应用本发明，步骤如下：

步骤1：确定10个目标点（T1~T10）；

步骤2：为每个目标点确定一个起始位置点P#（P1~P10），对各个目标点分别编制物料抓取示教程序3和物料放置示教程序2，每个示教程序第一条指令均为运动至P#，例如目标点T1的两条示教程序第一条指令的功能均为“运动至P1点”，例如目标点T2的两条示教程序第一条指令的功能均为“运动至P2点”。

步骤3：对每条示教程序编号，目标点T1的示教程序编号为101和102，T2的示教程序编号为201和202，以此类推目标点#的示教程序编号为#01和#02；其中#01为物料抓取示教程序3，#02物料放置示教程序2。

步骤4：在机器人控制系统中设置变量“PgNo”，用于存储外部PLC向机器人控制系统发送的示教程序号值；

步骤5：编制调度程序“Main”，在该程序中设置循环，每次循环均根据变量“PgNo”的值调用对应的示教程序，若“PgNo”的值等于任何一个示教程序号，则不进行调用；

步骤6：将机器人控制系统切换至自动运行模式，启动调度程序“Main”，通过外部PLC发送示教程序号来实现所需的机器人动作。例如，要使机器人从目标点T5抓取物料并放置在目标点T9处，首先向机器人控制系统发送程序号“501”，执行完毕后立即发送“902”，则实现了上述动作。

该实例中，仅需编制20条示教程序，通过调度程序组合调用即可实现190套搬运路径，采用常规的示教程序设计方法则需要编制190条示教程序。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机器人多目标点示教方法，其特征在于：对机器人的运动路径进行拆分为物料抓取示教程序（3）和物料放置示教程序（2），并通过对不同目标点物料抓取示教程序和物料放置示教程序的组合调用，实现工业机器人往返于不同目标点间进行作业；

具体包括以下步骤：

步骤1：确定机器人的目标点；

步骤2：拆分机器人路径示教，将机器人在每个目标点的一项独立作业内容编制为一条示教程序，每条所述示教程序包括将机器人运动至该目标点附近的一个指定位置的动作指令；动作指令包括物料抓取示教程序（3）和物料放置示教程序（2）；

步骤3：为所有示教程序定义一个示教程序号，示教程序号是唯一的；

步骤4：在机器人控制系统中设置一个外部通讯信号用于接收要调用的示教程序号；

步骤5：通过调度程序根据机器人控制系统所接收到的示教程序号调用对应示教程序的组合，并利用调度程序中的循环指令执行。

2.根据权利要求1所述的一种机器人多目标点示教方法，其特征在于：所述步骤S2具体是指：将机器人作业动作或运动路径进行拆分，对拆分后的机器人动作分别示教形成示教程序，而非将机器人的一项完整作业动作直接是示教为一条程序。

3.根据权利要求1所述的一种机器人多目标点示教方法，其特征在于：所述目标点的数量至少为3个。

4.根据权利要求1所述的一种机器人多目标点示教方法，其特征在于：所述示教程序的组合具体是指根据需实现的机器人动作路径，在对机器人动作拆分后得到多个示教程序的组合。

5.根据权利要求1所述的一种机器人多目标点示教方法，其特征在于：所述路径是指根据生产应用需要，用示教的方式记录工业机器人执行一个完成任务或作业所需的全部运动轨迹和动作。

6.根据权利要求1所述的一种机器人多目标点示教方法，其特征在于：包括机器人本体与线性导轨组合而成的机器人控制系统、与及机器人控制系统连接的计算机，所述机器人控制系统根据所述计算机传输来的所述示教程序组合控制所述机器人本体的工作。

7.根据权利要求5所述的一种机器人多目标点示教方法，其特征在于：所述机器人为六轴机器人。

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