机器人红外激光定位运动轨迹规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机器人红外激光定位运动轨迹规划的方法及装置，所述装置包括中央数据处理器和分别与所述中央数据处理器能进行双向数据通讯的红外激光扫描系统和机器人系统，所述机器人系统包括机器人和与所述机器人连接的制程工具，所述红外激光扫描系统包括红外激光发射基站和红外激光定位仪。所述装置及利用该装置的规划方法简化了机器人运动轨迹的规划，大大提高运动轨迹规划的效率，扩展机器人在工业领域的应用范围，使机器人在非标个性化制造领域能获得大规模的应用。

【技术实现步骤摘要】
机器人红外激光定位运动轨迹规划方法及装置
本专利技术涉及机器人运动轨迹规划
，尤其涉及一种基于机器视觉的激光定位机器人运动轨迹规划技术。
技术介绍
目前，机器人产业蓬勃发展，为了便于技术人员对机器人进行运动轨迹规划，大都会为机器人配备相应的示教器，即通过示教器进行示教编程，写入示教器进而使机器人按预设的运动轨迹进行工作。示教再现型工业机器人一直在工业机器人领域占据重要地位，虽然人工智能技术的迅速发展催生出智能机器人，但是示教再现型机器人在操作性、性价比方面都具有其他机器人无法比拟的优势。示教器接收操作者使用机器人运动控制编程语言输入的控制指令，将其生成相应的控制信号发送至控制器中，以控制机器人后续有规划的运动。但是，机器人运动控制编程语言以及示教器根据该编程语言生成的控制信号的扩展性不强，可变性差，对环境的感知、适应能力较差，其所存在的问题一是通过获取点的坐标输入所用时间长，效率低，二是对示教器编程技术人员的专业技能要求高，需要较长时间的专业训练，导致使用示教器做运动轨迹规划的机器人不适于用于非标制造领域，而且，示教器设备昂贵，操作复杂，规划效率低，不适应个性化定制生产。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种新的机器人运动轨迹的规划方法及装置，以取代现有技术中机器人运动轨迹规划中的示教器的规划方法及其装置，从而简化机器人运动轨迹的规划，大大提高运动轨迹规划的效率，扩展机器人在工业领域的应用范围，使机器人在非标个性化制造领域能获得大规模的应用。本专利技术的技术解决方案为：提供一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，通过以下步骤进行机器人运动轨迹的规划：第一步，设置红外激光扫描系统、中央数据处理器和机器人系统，所述红外激光扫描系统包括红外激光发射基站和红外激光定位仪，所述红外激光发射基站所能扫描的范围覆盖所述机器人系统的运动范围，所述红外激光扫描系统和机器人系统均能与所述中央数据处理器进行双向数据通讯；第二步，定位所述红外激光发射基站扫描覆盖范围内的表面设有红外线传感器的红外激光定位仪，所述红外激光定位仪中设有坐标获取装置，所述坐标获取装置包括交互设备和感光二极管，该处的感光二极管即为所述红外线传感器；第三步，对所述红外激光扫描系统进行初始化，将所述红外激光扫描系统的坐标系原点定义到机器人系统的用户坐标系原点上，以实现红外激光扫描系统坐标与机器人系统坐标之间的实时转换；第四步，在所述红外激光定位仪获取了目标位置的座标及姿态信息后，通过特定的数据通讯协议将所述坐标及姿态信息传输到所述中央数据处理器；第五步，所述中央数据处理器接收到所述信息后，对所述信息中点坐标的属性进行分析，区分出所获取的点是否属于直线或圆并给出点属性的指令；第六步，所述中央数据处理器根据所述点属性的指令通过规定格式传送给机器人系统；第七步，所述机器人系统通过预先写入的数据接口程序，识别并接受所述指令，从而作出相应的运动轨迹作业指令，实现运动轨迹的实时规划；第八步，所述机器人系统完成上述动作步骤后，向中央数据处理器发出下一步动作请求指令；第九步，所述中央数据处理器接收到所述动作指令完成并请求下一动作的指令后，根据预定线程，编入各参数之偏移量，进行重复动作，发送至机器人操作系统，循环完成阶段性任务；第十步，所述中央数据处理器判断阶段性任务完成后，向所述红外激光扫描系统发出下一步动作要求指令，则所述红外激光定位仪进行一下步动作。所述红外激光发射基站以3600rpm的速度不断对整个定位空间进行扫描，所述交互设备通过内部预先确定位置的红外感光二极管的感光信息计算出当前所述交互设备所处的空间位置和姿态信息。其中，所述红外感光二极管根据实际需要为多个。进一步的，所述机器人系统包括机器人和制程工具，所述制程工具为用于工程焊接用的焊枪或者所述制程工具为用于机械切割用的割枪或刀具。本专利技术还提供一种能实现如上所述的机器人红外激光定位运动轨迹规划方法的装置，包括中央数据处理器和分别与所述中央数据处理器能进行双向数据通讯的红外激光扫描系统和机器人系统，所述机器人系统包括机器人和与所述机器人连接的制程工具，所述红外激光扫描系统包括红外激光发射基站和红外激光定位仪。进一步的，所述制程工具为用于工程焊接用的焊枪或用于机械切割用的割枪等工程工具或刀具。更进一步的，所述红外激光定位仪中设有坐标获取装置，所述坐标获取装置包括交互设备和感光二极管。本专利技术的方法及装置，改变了机器人运动轨迹的示教方式，由原来的人手获取座标数据，进而进行手动输入座标参数的方法，改为由红外激光扫描系统获取座标及姿态，通过数据处理系统的接收和转译，进而为机器人系统所接收，从而达到运动轨迹的即时规划，真正实现了机器人与机器视觉之间的无缝隙连接。这一专利技术的出现，有两个方面的突破，一是解放了机器人的应用，使机器人可以大范围地运用于非标制造领域；二是极大地提高了运动轨迹规划的效率，是原来传统方法的数十倍以上，达到所见即所得，所指即到达的效果。附图说明图1为本专利技术实施方式中各组成部分相互关系的示意图。具体实施方式为了能更清楚地阐述本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术的实施方式做简要地说明，很显然，对实施方式及附图的描述仅是为了说明本专利技术的技术方案，在本领域普通技术人员能理解的背景下，本专利技术的保护范围不限于实施方式及附图。如图1所示，根据本专利技术的实施方式为一种机器人红外激光定位运动轨迹规划装置，该装置包括中央数据处理器(M)10和分别与所述中央数据处理器10能进行双向数据通讯的红外激光扫描系统(U)20和机器人系统(R)30，所述机器人系统30包括机器人31和与所述机器人31连接的制程工具32，所述红外激光扫描系统20包括红外激光发射基站21和红外激光定位仪22(即手持器，用来接收红外激光并进行距离计算)。所述制程工具32可为用于工程焊接用的焊枪或用于机械切割用的割枪等工程工具或刀具。所述红外激光定位仪22中设有坐标获取装置221，所述坐标获取装置221包括交互设备2211和感光二极管2212。所述感光二极管2212用作红外线传感器。所述红外激光定位运动轨迹规划装置工作时，所述红外激光发射基站21发出红外激光，不断对定位区域内进行高速扫描，所述红外激光定位仪22接收所述红外激光并进行位置计算，从而得出当前位置的坐标值及向量值。利用上述机器人红外激光定位运动轨迹规划装置可以实现基于机器视觉的运动轨迹规划，所述运动轨迹规划是通过以下步骤来实现的：第一步，设置红外激光扫描系统、中央数据处理器和机器人系统，所述红外激光扫描系统包括红外激光发射基站和红外激光定位仪，所述红外激光发射基站所能扫描的范围覆盖所述机器人系统的运动范围，所述红外激光扫描系统和机器人系统均能与所述中央数据处理器进行双向数据通讯；第二步，定位所述红外激光发射基站扫描覆盖范围内的表面设有红外线传感器的红外激光定位仪，所述红外激光定位仪中设有坐标获取装置，所述坐标获取装置包括交互设备和感光二极管，该处的感光二极管即为所述红外线传感器；第三步，对所述红外激光扫描系统进行初始化，将所述红外激光扫描系统的坐标系原点(视觉坐标系原点)定义到机器人系统的用户坐标系原点上，以实现红外激光扫描系统坐标与机器人系统坐标之间的实时转换；第四步，在所述红外激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，通过以下步骤进行机器人运动轨迹的规划：第一步，设置红外激光扫描系统、中央数据处理器和机器人系统，所述红外激光扫描系统包括红外激光发射基站和红外激光定位仪，所述红外激光发射基站所能扫描的范围覆盖所述机器人系统的运动范围，所述红外激光扫描系统和机器人系统均能与所述中央数据处理器进行双向数据通讯；第二步，定位所述红外激光发射基站扫描覆盖范围内的表面设有红外线传感器的红外激光定位仪，所述红外激光定位仪中设有坐标获取装置，所述坐标获取装置包括交互设备和感光二极管；第三步，对所述红外激光扫描系统进行初始化，将所述红外激光扫描系统的坐标系原点定义到机器人系统的用户坐标系原点上，以实现红外激光扫描系统坐标与机器人系统坐标之间的实时转换；第四步，在所述红外激光定位仪获取了目标位置的座标及姿态信息后，通过特定的数据通讯协议将所述坐标及姿态信息传输到所述中央数据处理器；第五步，所述中央数据处理器接收到所述信息后，对所述信息中点坐标的属性进行分析，区分出所获取的点是否属于直线或圆并给出点属性的指令；第六步，所述中央数据处理器根据所述点属性的指令通过规定格式传送给机器人系统；第七步，所述机器人系统通过预先写入的数据接口程序，识别并接受所述指令，从而作出相应的运动轨迹作业指令，实现运动轨迹的实时规划；第八步，所述机器人系统完成上述动作步骤后，向中央数据处理器发出下一步动作请求指令；第九步，所述中央数据处理器接收到所述动作指令完成并请求下一动作的指令时，根据预定线程，编入各参数之偏移量，进行重复动作，发送至机器人操作系统，循环完成阶段性任务；第十步，所述中央数据处理器判断阶段性任务完成后，向所述红外激光扫描系统发出下一步动作要求指令，则所述红外激光定位仪进行一下步动作。...

【技术特征摘要】
1.一种机器人红外激光定位运动轨迹规划方法，其特征在于，通过以下步骤进行机器人运动轨迹的规划：第一步，设置红外激光扫描系统、中央数据处理器和机器人系统，所述红外激光扫描系统包括红外激光发射基站和红外激光定位仪，所述红外激光发射基站所能扫描的范围覆盖所述机器人系统的运动范围，所述红外激光扫描系统和机器人系统均能与所述中央数据处理器进行双向数据通讯；第二步，定位所述红外激光发射基站扫描覆盖范围内的表面设有红外线传感器的红外激光定位仪，所述红外激光定位仪中设有坐标获取装置，所述坐标获取装置包括交互设备和感光二极管；第三步，对所述红外激光扫描系统进行初始化，将所述红外激光扫描系统的坐标系原点定义到机器人系统的用户坐标系原点上，以实现红外激光扫描系统坐标与机器人系统坐标之间的实时转换；第四步，在所述红外激光定位仪获取了目标位置的座标及姿态信息后，通过特定的数据通讯协议将所述坐标及姿态信息传输到所述中央数据处理器；第五步，所述中央数据处理器接收到所述信息后，对所述信息中点坐标的属性进行分析，区分出所获取的点是否属于直线或圆并给出点属性的指令；第六步，所述中央数据处理器根据所述点属性的指令通过规定格式传送给机器人系统；第七步，所述机器人系统通过预先写入的数据接口程序，识别并接受所述指令，从而作出相应的运动轨迹作业指令，实现运动轨迹的实时规划；第八步，所述机器人系统完成上述动作步骤后，向中央数据处理器发出下一步动作请求指令；第九步，所述中央数据处理器接收到所述动作指令完成并请求下一动作的指令时，根据预定线程，编入各参数之偏移量，进行重复动作，发送至机器人操作系统，循环完...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾建新，
申请(专利权)人：广州乾鼎电力科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44