CN113211437A - 一种四轴机器人末端负载物识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四轴机器人末端负载物识别方法，涉及四轴机器人技术领域。所述四轴机器人末端负载物识别方法包括以下步骤：控制机械臂、预设轨迹、参数采集、再次测试、加减速轨迹、正反转轨迹、耦合转动惯量、数据储存，所述监测模块由红外摄像头和高清球机组成，所述采集模块与信息储存模块通过网线直接连接，采集模块通过USB或以太网可直接设置和进行通道配置实时数据传输至信息储存模块，直接生成Excel格式文件可作为报告，所述信息储存模块采用分级存储管理技术，系统可以根据数据的重要性，通过采集模块对四轴机器人关节轴的参数运行值二次采集，可以有效的避免单次数据不准确导致最后测试结果出现误差。
Description
技术领域
本发明涉及四轴机器人技术领域，具体为一种四轴机器人末端负载物识别方法。
背景技术
工业机器人已经越来越多的应用于搬运码垛等工作场景，在搬运码垛等工作场景中，工业机器人通常为重载机器人，重载机器人的工作过程中，节拍直接决定了生成效率和成本。为了满足机器人达到设定的速度和节拍以及充分利用机器人动力学特性、发挥机器人关节轴伺服电机的最佳性能，就必须得有精确的机器人动力学参数，包括机器人本体的动力学参数和安装于机器上的工具和负载的动力学参数。实际现场应用中，由于工具和负载的更换，其模型和参数也会改变，因此需要通过负载辨识方式来实现末端负载动力学参数的自动获取。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种四轴机器人末端负载物识别方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种四轴机器人末端负载物识别方法，所述四轴机器人末端负载物识别方法包括以下步骤：
S1、控制机械臂，在对四轴机器人末端负载物进行识别时，终端下达指令至控制模块，使控制模块控制大轴不动，让小轴运动；
S2、预设轨迹，终端下达指令至扫描模块，扫描模块对四轴机器人整体进行扫描，并通过监测模块对四轴机器人四轴进行检测，预设最佳测试轨迹；
S3、参数采集，扫描模块和检测模块扫描监测结束后反馈信息至终端，终端下达指令至控制模块，控制模块控制四轴机器人的关节轴沿预设轨迹运动，与此同时，采集模块不间断的采集关节轴的参数运行值，并将其反馈到信息储存模块；
S4、再次测试，在采集模块反馈一次信息后，终端下达指令给控制模块，控制模块控制四轴机器人回到零点位姿后，再次控制四轴机器人的关节轴沿预设轨迹再次运动，并且采集模块对关节轴的参数运行值进行二次采集，才接结束后发送至信息储存模块；
S5、加减速轨迹，终端下达指令给控制模块，控制模块控制四轴机器人关节轴运行，根据预设转动惯量辨识轨迹，判断关节轴的匀加速轨迹和匀减速轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块；
S6、正反转轨迹，终端根据预设重力矩辨识轨迹，判断关节轴的正转轨迹和反转轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块；
S7、耦合转动惯量，终端根据预设耦合转动惯量辨识轨迹，判断关节轴匀加速轨迹和匀减速轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块；
S8、数据储存，信息储存模块接收到采集模块反馈的信息后，对数据进行整理并储存，并可通过预设的程序对数据进行归类。
优选的，所述监测模块由红外摄像头和高清球机组成。
优选的，所述采集模块与信息储存模块通过网线直接连接，采集模块通过USB或以太网可直接设置和进行通道配置实时数据传输至信息储存模块。
优选的，所述信息储存模块采用分级存储管理技术，系统可以根据数据的重要性、访问频次等指标分别存储在不同性能的存储设备上，采取不同的存储方式，实时监控数据的使用频率，并且自动地把长期闲置的数据块迁移到低性能的磁盘上，把活跃的数据块放在高性能的磁盘上。
优选的，所述预设转动惯量辨识轨迹、预设重力矩辨识轨迹，对空载时关节轴的3、4轴在第一辨识位姿转动惯量以及重力矩计算，获取四轴机器人本体动力学参数。
优选的，所述预设耦合转动惯量辨识轨迹，计算四轴机器人末端负载动力学参数。
优选的，所述扫描模块利用光感器件，将检测到的光信号转换成电信号，再将电信号通过模拟/数字转换器转化为数字信号，传输至终端。
优选的，所述控制模块通过四个可以独立控制的液压装置对四轴机器人的关节轴进行控制。
优选的，所述信息储存模块采用磁盘阵列。
(三)有益效果
本发明提供了一种四轴机器人末端负载物识别方法。具备以下有益效果：
(1)、该四轴机器人末端负载物识别方法，通过采集模块对四轴机器人关节轴的参数运行值二次采集，可以有效的避免单次数据不准确导致最后测试结果出现误差。
(2)、该四轴机器人末端负载物识别方法，通过设置的采集模块和信息储存模块可以对每一组数据进行记录方便工作人员查看，信息储存模块设置的磁盘阵列可以有效的避免当某一个磁盘出现问题，数据丢失的问题。
附图说明
图1为本发明功能模块框。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种四轴机器人末端负载物识别方法，包括以下步骤：
S1、控制机械臂，在对四轴机器人末端负载物进行识别时，终端下达指令至控制模块，使控制模块控制大轴不动，让小轴运动，这样可以使机械臂的运动范围缩小，且关节轴所构成的最小参数集的数目要不小于10，这样才能从最小惯性参数集中提取十项末端负载参数。
S2、预设轨迹，终端下达指令至扫描模块，扫描模块对四轴机器人整体进行扫描，并通过监测模块对四轴机器人四轴进行检测，预设最佳测试轨迹，可以对四轴机器人设定运动轨迹，可以有效的去收集参数，降低误差。
S3、参数采集，扫描模块和检测模块扫描监测结束后反馈信息至终端，终端下达指令至控制模块，控制模块控制四轴机器人的关节轴沿预设轨迹运动，与此同时，采集模块不间断的采集关节轴的参数运行值，并将其反馈到信息储存模块，对多组数据进行储存，以便于工作人员后期进行比对和查看。
S4、再次测试，在采集模块反馈一次信息后，终端下达指令给控制模块，控制模块控制四轴机器人回到零点位姿后，再次控制四轴机器人的关节轴沿预设轨迹再次运动，并且采集模块对关节轴的参数运行值进行二次采集，才接结束后发送至信息储存模块，对参数运行值进行二次采集，最大程度上降低误差。
S5、加减速轨迹，终端下达指令给控制模块，控制模块控制四轴机器人关节轴运行，根据预设转动惯量辨识轨迹，判断关节轴的匀加速轨迹和匀减速轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块。
S6、正反转轨迹，终端根据预设重力矩辨识轨迹，判断关节轴的正转轨迹和反转轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块。
S7、耦合转动惯量，终端根据预设耦合转动惯量辨识轨迹，判断关节轴匀加速轨迹和匀减速轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块。
S8、数据储存，信息储存模块接收到采集模块反馈的信息后，对数据进行整理并储存，并可通过预设的程序对数据进行归类。
监测模块由红外摄像头和高清球机组成，可以对四轴机器人以及四轴机器人四周的运动范围进行观测，判断四轴机器人运动是否会受阻，进而可以设定最佳运动轨迹。
采集模块与信息储存模块通过网线直接连接，采集模块通过USB或以太网可直接设置和进行通道配置实时数据传输至信息储存模块。
信息储存模块采用分级存储管理技术，系统可以根据数据的重要性、访问频次等指标分别存储在不同性能的存储设备上，采取不同的存储方式，实时监控数据的使用频率，并且自动地把长期闲置的数据块迁移到低性能的磁盘上，把活跃的数据块放在高性能的磁盘上。
预设转动惯量辨识轨迹、预设重力矩辨识轨迹，对空载时关节轴的3、4轴在第一辨识位姿转动惯量以及重力矩计算，获取四轴机器人本体动力学参数。
预设耦合转动惯量辨识轨迹，计算四轴机器人末端负载动力学参数。
扫描模块利用光感器件，将检测到的光信号转换成电信号，再将电信号通过模拟/数字转换器转化为数字信号，传输至终端。
控制模块通过四个可以独立控制的液压装置对四轴机器人的关节轴进行控制。
信息储存模块采用磁盘阵列，可以有效的避免发生在某一个磁盘损坏时数据丢失的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述四轴机器人末端负载物识别方法包括以下步骤：
S1、控制机械臂，在对四轴机器人末端负载物进行识别时，终端下达指令至控制模块，使控制模块控制大轴不动，让小轴运动；
S2、预设轨迹，终端下达指令至扫描模块，扫描模块对四轴机器人整体进行扫描，并通过监测模块对四轴机器人四轴进行检测，预设最佳测试轨迹；
S3、参数采集，扫描模块和检测模块扫描监测结束后反馈信息至终端，终端下达指令至控制模块，控制模块控制四轴机器人的关节轴沿预设轨迹运动，与此同时，采集模块不间断的采集关节轴的参数运行值，并将其反馈到信息储存模块；
S4、再次测试，在采集模块反馈一次信息后，终端下达指令给控制模块，控制模块控制四轴机器人回到零点位姿后，再次控制四轴机器人的关节轴沿预设轨迹再次运动，并且采集模块对关节轴的参数运行值进行二次采集，才接结束后发送至信息储存模块；
S5、加减速轨迹，终端下达指令给控制模块，控制模块控制四轴机器人关节轴运行，根据预设转动惯量辨识轨迹，判断关节轴的匀加速轨迹和匀减速轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块；
S6、正反转轨迹，终端根据预设重力矩辨识轨迹，判断关节轴的正转轨迹和反转轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块；
S7、耦合转动惯量，终端根据预设耦合转动惯量辨识轨迹，判断关节轴匀加速轨迹和匀减速轨迹，并由采集模块将信息传输至信息储存模块；
S8、数据储存，信息储存模块接收到采集模块反馈的信息后，对数据进行整理并储存，并可通过预设的程序对数据进行归类。
2.根据权利要求1所述的一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述监测模块由红外摄像头和高清球机组成。
3.根据权利要求1所述的一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述采集模块与信息储存模块通过网线直接连接，采集模块通过USB或以太网可直接设置和进行通道配置实时数据传输至信息储存模块。
4.根据权利要求1所述的一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述信息储存模块采用分级存储管理技术，系统可以根据数据的重要性、访问频次等指标分别存储在不同性能的存储设备上，采取不同的存储方式，实时监控数据的使用频率，并且自动地把长期闲置的数据块迁移到低性能的磁盘上，把活跃的数据块放在高性能的磁盘上。
5.根据权利要求1所述的一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述预设转动惯量辨识轨迹、预设重力矩辨识轨迹，对空载时关节轴的3、4轴在第一辨识位姿转动惯量以及重力矩计算，获取四轴机器人本体动力学参数。
6.根据权利要求1所述的一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述预设耦合转动惯量辨识轨迹，计算四轴机器人末端负载动力学参数。
7.根据权利要求1所述的一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述扫描模块利用光感器件，将检测到的光信号转换成电信号，再将电信号通过模拟/数字转换器转化为数字信号，传输至终端。
8.根据权利要求1所述的一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述控制模块通过四个可以独立控制的液压装置对四轴机器人的关节轴进行控制。
9.根据权利要求1所述的一种四轴机器人末端负载物识别方法，其特征在于：所述信息储存模块采用磁盘阵列。
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