多个机械手的跟踪和镜像微动制造技术

一种用于执行本发明专利技术方法的系统，包括引导机，其具有能够围绕第一轴关节咬合的机械手，并支撑末端执行器。从动机包括能够围绕对应的第二轴关节咬合的机械手。伺服电动机使引导机手臂围绕对应的第一轴关节咬合，并使从动机手臂围绕对应的第二轴关节咬合。用户接口允许用户微动引导机手臂，并能对手臂的移动进行编程，以便这样自动执行，即末端执行器到达预定的位置。控制器工作连接伺服电动机和用户接口，控制伺服电动机的操作，使所引导机手臂根据程控的移动进行移动，并且使从动机手臂这样移动，即其跟踪或镜像引导机的移动。

Tracking and mirror fretting of multiple manipulators

A system for carrying out a method of the present invention includes a guide machine having a mechanical hand capable of occluding around a first axis joint and supporting an end effector. The robot consists of a mechanical hand that can occlude around the corresponding second axis joint. The servo motor causes the guide arm to occlude around the corresponding first shaft joint and occlude the arm from the motive force around the corresponding second axis joint. The user interface allows the user to jiggle the boot arm and program the arm movement so that it is executed automatically, that is, the end effector arrives at the intended location. The controller is connected with the servo motors and the user interface, servo motor, the guide arm machine in accordance with the programmed movement movement, and moves the motivation arm move, namely the mobile tracking or image guide machine.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及同时微动多个工业机械手，引导机(leader)机器人和从动机(follower)机器人都增量位移。更具体而言，本专利技术涉及跟踪微动(jog)模式以及镜像微动模式，从动机在跟踪微动模式下跟踪引导机的运动，在镜像微动模式下镜像引导机的运动。
技术介绍
术语“微动”通常称为教示时间(teach-time)、用户交互式机器人运动。用户可以通过教示一个机器人，然后将教示程序传递给其它机器人，可以教示多个机器人自动重复来回移动的路径。此方法如果在程序执行期间机器人必须同时执行，则此方法冗长乏味。在向其它机器人传递程序之后，当需要变化和必须对初始程序进行修正时，改动每个机器人的程序难以一致，因为需要在机器人之间进行连续的切换来完成这些变化。美国专利3,890,552描述了一种系统，用于教示和操作引导机和从动机机器人沿3个相互垂直的轴产生坐标式平移，从动机的一个平移在量级上等于有关引导机的对应平移，在方向上与其相反。切换电路控制驱动装置(actuator)，产生程控的平移。控制系统不产生围绕轴的旋转，并且需要最初调直引导机与从动机中的至少一个轴，以及引导机工作台与从动机工作台之间的精确间隔，从而可以发生坐标式移动。坐标式微动是众所周知的用于产生从动机机器人与引导机机器人协调移动的技术，而从动机工具中心点(TCP)与引导机TCP的关系在微动时是固定的。但是坐标式微动不产生与引导机增量运动相同的从动机的增量运动。引导机框架在引导机移动时变化，而从动机必须保持其关于引导机框架的相对位置。例如，当引导机旋转时，从动机必须关于引导机框架旋转，而这产生了比引导机移动距离更长的移动距离。坐标式微动起初设计成使用定位器作为引导机。定位器并未打算与机械手一起使用作为引导机，或在引导机是机械手时用于教示多个手臂按程序工作(programming)。坐标式微动需要用户单独微动每个机械手到达所需的位置和方向，然后记录该位置。而且，坐标式微动不支持镜像微动；相反，它促使从动机按照与引导机运动相同的方向移动。多臂跟踪微动克服了坐标式微动的缺陷。多臂跟踪微动产生相同量级的引导机与从动机的增量运动，并且支持镜像微动。它允许引导机和从动机按照相反的方向微动，从而引导机和从动机可以协同进行加工和操作对称的工件。
技术实现思路
根据本专利技术的多臂跟踪微动和镜像微动，简化了对多个机械手的教示，并且如果对机械手进行编程来执行多个相同工件上的工作，则降低了对机器人进行编程所需的时间，其中，这些工件是几乎相同或对称的工件。所有机械手同时微动，每个从动机要么在其自己的活动框架中跟踪引导机的运动，要么关于系统默认或用户定义的镜像平面镜像引导机的运动。关于多臂跟踪微动只需要一个引导机机器人，但是可以有多个从动机机器人。不要求在每个从动机机器人与引导机机器人之间进行校准，因为对于平移和旋转的运动，都对引导机与从动机施加了相同量级的增量运动。对机器人的控制可以归于单个控制器，或者归于多个在网络中连接的控制器。如果引导机和从动机归于不同的控制器，则由于控制器之间的通信延迟而可能存在等待时间，但是等待时间不影响实时多臂程序执行。机器人控制器和组件之间的命令信号的通信，可以采用任意形式，包括有限和无线网络。通信还可以是通过源自引导机的广播，以便允许任何机器人可以接收到广播，从而跟踪或镜像引导机机器人的运动。根据本专利技术的方法涉及微动多个机器人，所述机器人包括引导机，其具有能够围绕第一轴关节咬合的手臂，并支撑末端执行器；以及从动机，其具有能够围绕第二轴关节咬合的手臂。通过微动引导机的手臂并产生围绕第一轴的关节咬合，使末端执行器移动到预定的位置。记录对应于末端执行器移动到所述预定位置的围绕第一轴的关节咬合的量级与方向，以便利于机器人后续的自动操作。通过按照与所记录的围绕第一轴产生的关节咬合相同的对应量级来产生围绕第二轴的关节咬合，移动从动机的手臂。一种用于执行本专利技术方法的系统，包括引导机，其具有能够围绕第一轴关节咬合的机械手，并支撑位于末端执行器。从动机包括能够围绕对应的第二轴关节咬合的机械手。伺服电动机使引导机手臂围绕对应的第一轴关节咬合，并使从动机手臂围绕对应的第二轴关节咬合。用户接口允许用户微动引导机的手臂，并能对手臂的移动进行编程，以便这样自动执行，即末端执行器到达预定的位置。控制器工作连接伺服电动机和用户接口，控制伺服电动机的操作，使引导机手臂根据程控的移动进行移动，并且使从动机手臂这样移动，即其跟踪或镜像引导机的移动。对于本领域的技术人员而言，本专利技术的各种目的和优点在参照附图阅读优选实施例的下列详细描述时，将从中变得明显起来。附图说明图1是根据本专利技术的用于控制工业机器人坐标式位移的系统示意图；图2是示出了工作在跟踪微动模式下的图1机器人的示意图；图3是示出了工作在镜像微动模式下的图1机器人的示意图；图4是用于右手机器人的笛卡尔(Cartesian)坐标轴的图；图5是用于左手机器人的笛卡尔坐标轴的图；图6示出了当工作在镜像模式下时引导机与从动机的平移和转动位移之间的对应；以及图7是本专利技术的方法步骤图。具体实施例方式本专利技术是一种用于同时微动多个工业机器人的系统10和方法。尽管图1所示系统包括引导机机器人12和从动机机器人14，但是可以包括任意数量的从动机机器人。每个机器人12、14具有至少一个机械手16，而机械手16包括至少一个伺服电动机18A、18B，用于使机械手围绕轴旋转。第一机器人12的伺服电动机18A工作连接第一组伺服放大器20，而第二机器人14的伺服电动机18B工作连接第二组伺服放大器22。伺服放大器20、22工作连接机器人控制器24并受其控制，或者每个机器人12、14可以具有它自己的控制器，在网络中连接中央即系统控制器24。本专利技术允许机器人12、14在手工微动时，同时并同步地移动。通过控制器24命令引导机机器人12的伺服电动机18A和从动机机器人14的伺服电动机18B移动相同的增量量级，来实现同时移动。控制器24通过检查来自工作连接伺服电动机18A、18B的编码器的输入，并且因此通过调节伺服放大器20、22提供的电源，来检验移动是同时并同步的。教示悬架式操纵台(teach pendant，简写成TP)26还工作连接机器人控制器24，用于允许用户向控制器12输入信息。悬架式操纵台包括字母数字键板和功能键，允许用户输入期望的坐标，随后机械手的末端执行器(end effector)响应于控制器产生的控制信号，移动到期望的坐标。可替换的，用户可以手工操纵即手工微动机械手12进行教示、编程和在电子存储器中记录移动的模式或期望路径上的点，而引导机12和从动机14响应于控制器产生的控制信号，将移动到期望路径上的点。例如，用户可以沿期望的路径手工移动机械手的末端执行器，并通过在可访问控制器的电子存储器中记录路径上的重要点，对机器人教示期望的路径，这些重要点被转换为点的对应坐标，并被存储在存储器中。具有此能力的用户接口称为“通过教示的引导(lead)”。代替教示悬架式操纵台26的是，用户接口可以是具有CRT显示器的PC的键盘。其它接口设备可以包括操纵杆，支持多个轴中的平移和围绕多个轴的转动，操纵杆的移动位置被转换为代表位于机械手16末端的执行器即将来回移动的期望本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于微动多个机械手的系统，包括：引导机，包括能够围绕第一轴关节咬合的机械手，并支撑位于引导机手臂外端的末端执行器；从动机，包括能够围绕第二轴关节咬合的机械手；第一伺服电动机，每个第一伺服电动机使引导机手臂围绕对应 的第一轴关节咬合；第二伺服电动机，每个第二伺服电动机使从动机手臂围绕对应的第二轴关节咬合；用户接口，用于允许用户微动引导机手臂，并能对手臂的移动进行编程，以便这样自动执行，即末端执行器到达预定的位置；以及控制器，工作 连接伺服电动机和用户接口，用于控制伺服电动机的操作，使引导机手臂根据程控的移动进行移动，并且使从动机手臂这样移动，即其跟踪或镜像引导机的移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：婷L陈，H迪安麦吉，埃里克翁，绍伊卡伊郑，贾森蔡，
申请(专利权)人：美国发那科机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]