机器人拖动示教轨迹复现方法及系统、计算机存储介质技术方案

本申请公开了一种机器人拖动示教轨迹复现方法及系统、计算机存储介质。该机器人拖动示教轨迹复现方法包括：获取拖动过程中传感器采集的机器人末端的受力信息；根据受力信息获得笛卡尔空间下机器人末端所受外力以及外力力矩；根据外力、外力力矩以及柔顺控制参数，得到柔顺控制后机器人末端的位姿矩阵；根据位姿矩阵通过运动学逆解计算得到机器人各轴的轴位置；根据记录的各插补周期的机器人各轴的轴位置，复现拖动示教轨迹。通过这种方式，能够提高机器人示教精准度及示教效率。高机器人示教精准度及示教效率。高机器人示教精准度及示教效率。

【技术实现步骤摘要】
机器人拖动示教轨迹复现方法及系统、计算机存储介质


[0001]本申请涉及机器人
，特别是机器人拖动示教轨迹复现方法及系统、计算机存储介质。

技术介绍

[0002]目前，传统工业机器人的示教工作有通过示教盒操作、离线编程、在线编程、机器人视觉、焊缝跟踪及拖动示教等方式。考虑到焊接工件的多样性、复杂性及安全性，人工拖动示教的方式更加有优越性。
[0003]现有拖动示教有两种方式：一种是通过计算工业机器人各个关节所受重力矩及摩擦力矩进行力矩补偿，使得机器人处于零力状态，进而可实现外部拖动；另一种是通过在工业机器人各个关节安装关节力矩传感器，当用户拖动时获取各关节传感器力矩信息，处理后得到各轴外力信息，并在轴空间下采用导纳控制实现轴空间拖动示教。
[0004]但第一种方式需要对机器人本体参数及摩擦参数进行精确辨识，而实际情况下，受电机性能、减速器性能等因素影响，计算模型难以保证力矩精度；第二方式需要在各个轴端增加力矩传感器，因而成本耗费较大，且效率较低。

技术实现思路

[0005]本申请主要解决的技术问题是如何提高机器人示教精准度及示教效率。
[0006]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种机器人拖动示教轨迹复现方法。该机器人拖动示教轨迹复现方法包括：获取拖动过程中传感器采集的机器人末端的受力信息；根据受力信息获得笛卡尔空间下机器人末端所受外力以及外力力矩；根据外力、外力力矩以及柔顺控制参数，得到柔顺控制后机器人末端的位姿矩阵；根据位姿矩阵通过运动学逆解计算得到机器人各轴的轴位置；根据记录的各插补周期的机器人各轴的轴位置，复现拖动示教轨迹。
[0007]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种机器人拖动示教轨迹复现系统。该机器人拖动示教轨迹复现系统包括：机器人控制器、机器人、传感器，其中传感器设置在机器人末端，用于在机器人的末端被拖动的过程中采集机器人末端的受力信息；机器人控制器用于获取拖动过程中传感器采集的机器人末端的受力信息，并用于根据受力信息获得笛卡尔空间下机器人末端所受外力以及外力力矩；机器人控制器用于根据外力、外力力矩以及柔顺控制参数，得到柔顺控制后机器人末端的位姿矩阵，并根据位姿矩阵通过运动学逆解计算得到机器人各轴的轴位置，且根据记录的各插补周期的机器人各轴的轴位置，复现拖动示教轨迹。
[0008]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种计算机存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被执行时以实现上述机器人拖动示教轨迹复现方法。
[0009]本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请实施例机器人拖动示教轨迹复现方法包括：获取拖动过程中传感器采集的机器人末端的受力信息；根据受力信息获得笛卡
尔空间下机器人末端所受外力以及外力力矩；根据外力、外力力矩以及柔顺控制参数，得到柔顺控制后机器人末端的位姿矩阵；根据位姿矩阵通过运动学逆解计算得到机器人各轴的轴位置；根据记录的各插补周期的机器人各轴的轴位置，复现拖动示教轨迹。本申请实施例采用传感器采集机器人被拖动时的外力信息，避免在机器人各个关节安装关节力矩传感器以获取外力信息，能够提高外力信息采集效率；同时，本申请实施例对传感器采集的外力信息进行负载补偿和零点补偿，能够提高外力信息的精准度，因此，能够提高机器人示教精准度及示教效率。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是本申请机器人拖动示教轨迹复现方法一实施例的流程示意图；
[0012]图2是图1实施例机器人拖动示教轨迹复现方法中步骤S102的具体流程示意图；
[0013]图3是图1实施例机器人拖动示教轨迹复现方法中步骤S103的具体流程示意图；
[0014]图4是图3实施例中步骤S303的一具体流程示意图；
[0015]图5是图1实施例机器人拖动示教轨迹复现方法中步骤S105的具体流程示意图；
[0016]图6是本申请机器人拖动示教轨迹复现方法一实施例的流程示意图；
[0017]图7是本申请机器人拖动示教轨迹复现系统一实施例的结构示意图；
[0018]图8是本申请计算机存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。
[0020]本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0021]机器人示教是指通过人工拖动使机器人末端按照需要的轨迹运动，然后机器人记录下运动的点，复原示教运动的过程。
[0022]为提高机器人示教精准度及示教效率本申请首先提出一种基于六维力传感器的机器人拖动示教方法，如图1所示，图1是本申请机器人拖动示教轨迹复现方法一实施例的流程示意图。本实施例机器人拖动示教轨迹复现方法包括以下步骤：
[0023]步骤S101：获取拖动过程中传感器采集的机器人末端的受力信息。
[0024]拖动机器人，在拖动过程中获取传感器采集的机器人末端的受力信息。
[0025]本实施例的传感器可以为六维力传感器，是一种可以同时检测三个力分量和3个力矩分量的力传感器。
[0026]本实施例不限定六维力传感器的类型，例如可以是电阻应变式六维力传感器或者电容式六维力传感器。在其它实施例中，还可以采用其它传感器获取机器人末端的受力信息。
[0027]本实施例的六维力传感器设置在机器人与末端执行器之间，可以在末端执行器被拖动的过程中采集末端执行器的受力信息。
[0028]步骤S102：根据受力信息获得笛卡尔空间下机器人末端所受外力以及外力力矩。
[0029]将受力信息转化为外力和外力矩，并对外力和外力矩进行负载补偿和零点补偿。其中，受力信息包括力f1及力矩τ1，
[0030]六维力传感器将采集的受力信息反馈给机器人控制器，机器人控制器根据受力信息的X轴、Y轴、Z轴方向的力分量和力矩分量可以得到外力和外力矩。
[0031]可选地，本实施例可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人拖动示教轨迹复现方法，其特征在于，包括：获取拖动过程中传感器采集的机器人末端的受力信息；根据所述受力信息获得笛卡尔空间下所述机器人末端所受外力以及外力力矩；根据所述外力、所述外力力矩以及柔顺控制参数，得到柔顺控制后所述机器人末端的位姿矩阵；根据所述位姿矩阵通过运动学逆解计算得到机器人各轴的轴位置；根据记录的各插补周期的机器人各轴的所述轴位置，复现拖动示教轨迹。2.根据权利要求1所述的机器人拖动示教轨迹复现方法，其特征在于，所述受力信息包括力f1及力矩τ1，所述根据所述受力信息获得笛卡尔空间下所述机器人末端所受外力以及外力力矩包括：获取传感器坐标系下重力加速度的矢量值g
_toolrefbase
，其中g
_toolrefbase
＝g*
B
R
S
，
B
R
S
表示基坐标系到所述传感器坐标系下的旋转矩阵，g为所述基坐标系下的重力加速度；获取负载对所述传感器的力f
load
及所述负载对所述传感器的力矩τ
load
，其中，f
load
＝g
_toolrefbase
*m，τ
load
＝f
load
*p*m，m为所述负载的质量，p为所述负载的质心位置；获取所述传感器的零漂力f
zero
及所述传感器的零漂力矩τ
zero
，其中，f
zero
＝f
‑
f
load
，τ
zero
＝τ
‑
τ
load
，f为所述传感器在无外力作用下的反馈力，τ为所述传感器在无外力作用下的反馈力矩力；利用f
zero
和f
load
对所述力f1进行补偿，利用τ
zero
和τ
load
对所述力矩τ1进行补偿，以获得所述机器人末端所受外力f2以及外力力矩τ2，其中，f2＝f1‑
f
zero
‑
f
load
，τ2＝τ1‑
τ
zero
‑
τ
load
。3.根据权利要求1所述的机器人拖动示教轨迹复现方法，其特征在于，在所述根据所述受力信息获得笛卡尔空间下所述机器人末端所受外力以及外力力矩之后，进一步包括：判断所述外力是否大于力阈值；若所述外力大于所述力阈值，则进一步判断所述外力力矩是否大于力矩阈值；若所述外力力矩大于所述力矩阈值，则执行所述根据所述外力、所述外力力矩以及柔顺控制参数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓晨，
申请(专利权)人：配天机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：