工业机器人示教方法、手柄及系统技术方案

本发明专利技术公开了工业机器人示教方法、手柄及系统，其通过采用手柄进行示教，并分别获取手柄的位置参数数据、姿态参数数据和工艺参数数据，再根据获取的数据生成工业机器人末端执行器的运动轨迹，再根据运动轨迹获得工业机器人各个关节的角度后，结合工艺参数数据生成用于控制工业机器人的示教代码；解决了现有技术中工业机器人示教方法成本高、操作繁琐且存在安全隐患的技术问题。

Teaching Method, Handle and System of Industrial Robot

【技术实现步骤摘要】
工业机器人示教方法、手柄及系统
本专利技术涉及工业机器人
，尤其是涉及工业机器人示教方法、手柄及系统。
技术介绍
随着现代工业技术的不断发展，机器人在现代工业生产过程中得到越来越广泛的应用。目前，工业机器人一般通过示教的方式预先规划好运动轨迹，在生产过程中再复现相应的轨迹从而完成某一特定的工序，即示教再现。现有技术中，工业机器人示教方法一般包括以下几种：(1)示教器编程示教：操作者通过示教器编辑机器人每一条路径的速度、位移等信息，使得机器人达到相应的起点与终点，最后完成整个轨迹的编程。(2)拖动示教：操作者在示教模式下直接用手拖动机器人末端沿着期望的轨迹进行示教，机器人控制系统自动储存轨迹信息然后再复现，操作者无需掌握任何机器人专业知识。(3)基于测量机引导的机器人示教方法：制作一个质量比较轻的与机器人尺寸等比例的测量机，由操作者推动测量机运动，机器人控制系统记录测量机各轴的旋转角度，进而由机器人末端复现相应轨迹。但是，以上的工业机器人示教方法都存在以下的问题：第一种工业机器人示教方法需要操作人员具备较高的专业素质，操作困难，编程效率低，人机交互性较差，难以将一线工人积累的如焊接、涂胶、喷漆、打磨等工艺经验和知识融入到轨迹规划中。第二种工业机器人示教方法在使用的力与力矩传感器时导致成本较高，并且示教效果会受到传感器精度、零漂、耦合等因素的限制；在通过气缸、杠杆等附加零部件平衡机器人某些轴的部分重力，然后由操作者推动机器人使其沿着一定的轨迹移动，机器人控制系统自动记录轨迹随后再复现时，由于工业机器人质量和惯性较大，加速度受到限制，而且重力一般无法完全被平衡，加上摩擦等因素的存在，操作者拖动示教时并不能灵活自如地按期望的轨迹进行拖动，对操作者体力也是一大挑战，操作者与机器近距离接触，存在一定安全隐患。第三种工业机器人示教方法需要额外制作一套测量机系统，在行程范围较大时同时移动测量机多个关节存在一定困难。因此，如何克服上述现有技术中工业机器人示教方法存在的弊端成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的是提供一种低成本的、安全的、操作简易且高效的工业机器人示教方法。为此，本专利技术的第二个目的是提供一种可获取位置参数数据和姿态参数数据的工业机器人示教手柄。为此，本专利技术的第三个目的是提供一种低成本的、安全高效的工业机器人示教系统。本专利技术所采用的技术方案是：第一方面，本专利技术提供一种工业机器人示教方法，采用手柄进行示教，包括：分别获取所述手柄的位置参数数据、姿态参数数据和工艺参数数据；根据所述位置参数数据和所述姿态参数数据生成所述工业机器人末端执行器的运动轨迹；根据所述运动轨迹获得所述工业机器人各个关节的角度，并根据所述工业机器人各个关节的角度和所述工艺参数数据生成用于控制所述工业机器人的示教代码。进一步地，通过位移传感器获取所述位置参数数据。进一步地，所述位移传感器为拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器与所述示教手柄连接以获取所述位置参数数据。进一步地，通过惯性传感器获取所述姿态参数数据，所述惯性传感器设置于所述示教手柄内以获取所述姿态参数数据。进一步地，根据所述位置参数数据和所述姿态参数数据生成所述工业机器人末端执行器的运动轨迹具体包括：根据所述位置参数数据和所述姿态参数数据获得所述示教手柄的位置和姿态；根据所述位置和所述姿态生成所述工业机器人末端执行器的运动轨迹。进一步地，根据所述运动轨迹获得所述工业机器人各个关节的角度具体包括：根据所述运动轨迹采用运动学求逆算法获得所述工业机器人各个关节的角度。第二方面，本专利技术提供一种工业机器人示教手柄，包括壳体、工艺参数数据获取模块、位置测量系统和姿态测量系统；所述工艺参数数据获取模块设置于所述壳体的表面，用于获取所述工业机器人示教手柄产生的工艺参数数据；所述位置测量系统与所述壳体连接，用于获取所述工业机器人示教手柄的位置参数数据；所述姿态测量系统设置于所述壳体中，用于获取所述工业机器人示教手柄的姿态参数数据。进一步地，所述位置测量系统包括至少一个拉线式传感器，所述拉线式传感器与所述壳体连接以获取所述位置参数数据。进一步地，所述姿态测量系统包括至少一个惯性传感器，所述惯性传感器设置于所述壳体的内部以获取所述姿态参数数据。第三方面，本专利技术提供一种工业机器人示教系统，包括所述的工业机器人示教手柄、数据采集器、示教处理器、计算机；所述工艺参数数据获取模块的输出端、所述位置测量系统的输出端、所述姿态测量系统的输出端分别与所述数据采集器的输入端连接；所述数据采集器的输出端与所述示教处理器的输入端连接，所述示教处理器的输出端与所述计算机的输入端连接；所述数据采集器用于采集所述工艺参数数据、所述位置参数数据和所述姿态参数数据；所述示教处理器根据接收的所述位置参数数据和所述姿态参数数据生成所述工业机器人示教手柄的位置和姿态；所述计算机接收所述工业机器人示教手柄的位置和姿态获得所述工业机器人各个关节的角度，并根据所述工业机器人各个关节的角度和所述工艺参数数据生成用于控制所述工业机器人的示教代码。进一步地，所述工业机器人示教系统还包括机器人控制器和机器人本体；所述计算机的输出端与所述机器人控制器的输入端连接，所述机器人控制器的输出端与所述机器人本体的输入端连接；所述机器人控制器根据所述计算机传输来的所述示教代码控制所述机器人本体的工作。本专利技术的第一个有益效果是：本专利技术中工业机器人示教方法，其通过采用手柄进行示教，并分别获取手柄的位置参数数据、姿态参数数据和工艺参数数据，根据获取的数据生成工业机器人末端执行器的运动轨迹，再根据运动轨迹获得工业机器人各个关节的角度后，结合工艺参数数据生成用于控制工业机器人的示教代码；解决了现有技术中工业机器人示教方法成本高、操作繁琐且存在安全隐患的技术问题，提供了一种低成本的、安全的、操作简易且高效的工业机器人示教方法。本专利技术的第二个有益效果是：本专利技术中工业机器人示教手柄，其通过在工业机器人示教手柄设置有工艺参数数据获取模块和姿态测量系统来分别获取示教手柄的工艺参数数据和姿态参数数据，并通过设置有位置测量系统与壳体连接获取手柄的位置参数数据；解决了现有技术中工业机器人示教手柄不能获取位置参数数据和姿态参数数据的技术问题，提供了一种可获取位置参数数据和姿态参数数据的工业机器人示教手柄。本专利技术的第三个有益效果是：本专利技术中工业机器人示教系统，其通过数据采集器采集所述工业机器人示教手柄的位置参数数据、姿态参数数据和工艺参数数据，并将采集到的数据传输至示教处理器，示教处理器根据接收的位置参数数据和姿态参数数据生成工业机器人示教手柄的位置和姿态，计算机根据示教手柄的位置、姿态及工艺参数数据生成用于控制工业机器人的示教代码；解决了现有技术中工业机器人示教系统成本高、操作困难且存在安全隐患的技术问题，提供了一种低成本、安全高效的工业机器人示教系统。附图说明图1是本专利技术中工业机器人示教方法的一具体实施例流程图；图2是本专利技术中工业机器人示教手柄的一具体实施例模块框图；图3是本专利技术中工业机器人示教系统的一具体实施例模块框图；图4是本专利技术中位置测量系统与姿态测量系统的一具体实施例示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.工业机器人示教方法，其特征在于，采用手柄进行示教，包括：分别获取所述手柄的位置参数数据、姿态参数数据和工艺参数数据；根据所述位置参数数据和所述姿态参数数据生成所述工业机器人末端执行器的运动轨迹；根据所述运动轨迹获得所述工业机器人各个关节的角度，并根据所述工业机器人各个关节的角度和所述工艺参数数据生成用于控制所述工业机器人的示教代码。

【技术特征摘要】
1.工业机器人示教方法，其特征在于，采用手柄进行示教，包括：分别获取所述手柄的位置参数数据、姿态参数数据和工艺参数数据；根据所述位置参数数据和所述姿态参数数据生成所述工业机器人末端执行器的运动轨迹；根据所述运动轨迹获得所述工业机器人各个关节的角度，并根据所述工业机器人各个关节的角度和所述工艺参数数据生成用于控制所述工业机器人的示教代码。2.根据权利要求1所述的工业机器人示教方法，其特征在于，通过位移传感器获取所述位置参数数据。3.根据权利要求2所述的工业机器人示教方法，其特征在于，所述位移传感器为拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器与所述手柄连接以获取所述位置参数数据。4.根据权利要求1至3任一项所述的工业机器人示教方法，其特征在于，通过惯性传感器获取所述姿态参数数据，所述惯性传感器设置于所述手柄内以获取所述姿态参数数据。5.根据权利要求1所述的工业机器人示教方法，其特征在于，根据所述位置参数数据和所述姿态参数数据生成所述工业机器人末端执行器的运动轨迹具体包括：根据所述位置参数数据和所述姿态参数数据获得所述示教手柄的位置和姿态；根据所述位置和所述姿态生成所述工业机器人末端执行器的运动轨迹。6.根据权利要求1所述的工业机器人示教方法，其特征在于，根据所述运动轨迹获得所述工业机器人各个关节的角度具体包括：根据所述运动轨迹采用运动学求逆算法获得所述工业机器人各个关节的角度。7.工业机器人示教手柄，其特征在于，包括壳体、工艺参数数据获取模块、位置测量系统和姿态测量系统；所述工艺参数数据获取模块设置于所述壳体的表面，用于获取所述工业机器人示教手柄产生的工艺参数数据；所述位置测量系统与所述壳体连接，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：江金波，
申请(专利权)人：佛山市宸卡机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44