CN1415460A - 机器人运行轨迹坐标在线补偿方法 - Google Patents
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Abstract
一种机器人运行轨迹坐标在线补偿方法属于机器人工程领域，在机器人手臂末端设置传感器，在机器人执行操作前，将当前传感器测出的工件外形和位置数据读入计算机，由计算机进行数据处理与运算，对原先设定的机器人所执行的轨迹坐标进行补偿，使机器人获得新的执行加工操作运行轨迹的坐标。使用本发明的方法，型钢可以自由地放在操纵台上，机器人不需要示教，通过在线检测、补偿计算和型钢加工图形CAD模块化设计，即能够在线获得运行轨迹坐标。允许被加工型材有较大的变形量，不经过轧机矫形也可以获得精确的加工尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种在线补偿方法，特别是一种机器人运行轨迹坐标在线补偿方法，属于机器人工程领域。
技术背景
型钢加工图形通常可分解为直线、圆和圆弧等基本图形，每一种图形都可以用一些参数——即图形要素，比如直线用两个端点，圆用圆心和半径，圆弧用端点和半径来表征。型钢加工图形通过计算机离线编程，在机器人程序中建立型材加工基本图形子程序模块，并在基本图形子程序的入口设置图形要素坐标变量。
英国META公司2001年出版的Meta Vision Systems MTR PC OEM USERS MANUAL(Meta视觉系统MTR PC OEM用户手册)，第1、5、6、11页描述了一种MTX/MTR机器人跟踪系统，用于目标位置检测和跟踪。该系统首先通过示教确定目标(焊缝)的正确位置，然后进入跟踪模式，利用红外激光器产生一束扇形光束，打在被测工件的表面，通过CCD摄像头取得工件被照射部位目标的轮廓线，一个专用的视觉控制软件用于测定目标位置和特征。当目标对图像中心位置左右偏离或高度偏离时，则产生一个线性相关的模拟电压或电流信号，该信号输入机器人控制器，机器人位置跟踪程序判断该信号的大小和方向是否超出设定范围，确定焊炬调节幅值和调整方向，使机器人末端焊炬高度和左右位置保持恒定。该系统的缺点在于：目标的正确位置必须通过示教来获得；并且必须通过设置阈值决定焊炬位置是否需要调整。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种机器人运行轨迹坐标在线补偿方法，被加工的型钢可自由地放在操纵台上，无需夹持，通过在线测量和补偿，使机器人末端运行轨迹能够适应变形型钢的实际形状和位置，以获得加工图形精确的型钢构件。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出的机器人运行轨迹在线补偿方法为：在机器人手臂末端设置传感器，在机器人执行操作前，将当前传感器测出的工件外形和位置数据读入计算机，由计算机进行数据处理与运算，对原先设定的机器人所执行的轨迹坐标进行补偿，使机器人获得新的执行加工操作运行轨迹的坐标。
计算机向机器人控制器发出消息请求，并传递经补偿后的型钢加工图形要素的坐标数据，同时给基本加工图形子程序入口的图形要素坐标变量赋值。
在机器人控制系统中设置各种执行轨迹要素坐标数据的子程序模块，当机器人获得经补偿后的数据及相应轨迹子程序模块的要素坐标数据后，机器人主程序检测各执行轨迹坐标数据子程序模块输入口的布尔变量，根据布尔变量的值决定是否执行该运行轨迹坐标数据子程序。如布尔变量为“1”，机器人2则执行相应的子程序操作，如果布尔变量为“0”，则不进行相应操作。
机器人执行运行轨迹坐标由计算机离线编程控制，利用机器人系统中的控制器和计算机数据通讯，计算机先向机器人系统发出消息请求，并向机器人控制器传递补偿后的图形坐标数据及其他所需参数，而机器人控制器通过消息应答返回结果给离线计算机。
本发明具有实质性特点和显著进步。型钢可以自由地放在操纵台上，机器人不需要示教，通过在线检测、补偿计算和型钢加工图形CAD模块化设计，机器人能够在线获得运行轨迹坐标。采用本发明的机器人运行轨迹坐标在线补偿方法，允许被加工型材有较大的变形量，不经过轧机矫形也可以获得精确的加工尺寸。
附图说明
图1机器人加工图形坐标在线补偿方法原理框图
具体实施方式
如图1所示，在机器人2手臂末端设置传感器1，在机器人2执行操作前，机器人2载着激光传感器1检测工件被检测面的形状，获得关于型钢外形、位置的电压模拟信号，通过A/D转换器送入工业控制计算机3，由计算机3进行数据处理与运算，计算机3向机器人控制器4发出消息请求，并传递经补偿后的型钢加工图形要素的坐标数据，同时给基本加工图形子程序入口的图形要素坐标变量赋值，计算机3使相应的基本图形子程序入口的布尔变量置“1”。机器人控制器4通过消息应答返回结果给调用过程，这样就实现了对原先设定的机器人2所执行的轨迹坐标进行补偿，使机器人2获得新的执行加工操作运行轨迹的坐标。
在机器人2控制系统中设置各种执行轨迹要素坐标数据的子程序模块，当机器人2获得经补偿后的数据及相应轨迹子程序模块的要素坐标数据后，在机器人控制器4进行程序运行时，机器人主程序检测各执行轨迹坐标数据子程序模块输入口的布尔变量，根据布尔变量的值决定是否执行该运行轨迹坐标数据子程序。如布尔变量为“1”，机器人2则执行相应的子程序操作，如果布尔变量为“0”，则不进行相应操作。
机器人2执行运行轨迹坐标由计算机离线编程控制，利用机器人2系统中的控制器和计算机数据通讯，计算机3先向机器人2系统发出消息请求，并向机器人控制器4传递补偿后的图形坐标数据及其他所需参数，而机器人控制器4通过消息应答返回结果给离线计算机3。
Claims (5)
1.一种机器人运行轨迹坐标在线补偿方法，其特征在于，在机器人(2)手臂末端设置传感器(1)，在机器人(2)执行操作前，将当前传感器(1)测出的工件外形和位置数据读入计算机(3)，由计算机(3)进行数据处理与运算，对原先设定的机器人(2)所执行的轨迹坐标进行补偿，使机器人(2)获得新的执行加工操作运行轨迹的坐标。
2.根据权利要求1所述的这种机器人运行轨迹坐标在线补偿方法，其特征是，计算机(3)向机器人控制器(4)发出消息请求，并传递经补偿后的型钢加工图形要素的坐标数据，同时给基本加工图形子程序入口的图形要素坐标变量赋值。
3.根据权利要求1所述的这种机器人运行轨迹坐标在线补偿方法，其特征是，在机器人(2)控制系统中设置各种执行轨迹要素坐标数据的子程序模块，当机器人(2)获得经补偿后的数据及相应轨迹子程序模块的要素坐标数据后，机器人主程序检测各执行轨迹坐标数据子程序模块输入口的布尔变量，根据布尔变量的值决定是否执行该运行轨迹坐标数据子程序。
4.根据权利要求3所述的这种机器人运行轨迹坐标在线补偿方法，其特征是，如布尔变量为“1”，机器人(2)则执行相应的子程序操作，如果布尔变量为“0”，则不进行相应操作。
5.根据权利要求1所述的这种机器人运行轨迹坐标在线补偿方法，其特征是，机器人(2)执行运行轨迹坐标由计算机离线编程控制，利用机器人(2)系统中的控制器和计算机数据通讯，计算机(3)先向机器人系统发出消息请求，并向机器人控制器(4)传递补偿后的图形坐标数据及其他所需参数，而机器人控制器(4)通过消息应答返回结果给离线计算机(3)。
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