一种六轴工业机器人折弯应用确定方法技术

本发明专利技术涉及一种六轴工业机器人折弯应用确定方法，本方法能够通过对折弯机的实际应用场景，推算出机器人折弯应用需要满足的工作空间需求，进而与六轴机器人的规格参数对应，判断出机器人的最优安装距离和高度。本方法通过机器人的工作空间与折弯机的折弯范围的匹配，判断机器人是否存在合适的应用安装位置，解决当已经确定采用某种型号的六轴机器人，仅通过负载和臂展无法有效确定能够适用于何种规格的钣金折弯工作的问题，以及在实际应用中没有准确方法判断机器人能否满足使用要求或者需要如何安装才能使折弯空间最大最优的问题。要如何安装才能使折弯空间最大最优的问题。要如何安装才能使折弯空间最大最优的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种六轴工业机器人折弯应用确定方法


[0001]本专利技术涉及机器人的
，特别是涉及一种六轴工业机器人折弯应用确定方法。

技术介绍

[0002]由于六轴机器人具有较高的灵活度，常常应用于钣金折弯工艺。一般做法是通过吸盘等装置将要吸附的钣金件固定在机器人末端，通过机器人的运动将钣金对应折弯点移动至折弯机的制定位置，机器人在折弯过程中，末端随着钣金折弯移动，通过跟随的方式实现钣金的精确折弯。但是该方法存在如下问题：目前市场可供选择的折弯专业机器人较少，通用型六轴机器人由于臂展、旋转角度、外形等存在区别，在实际应用中没有准确方法判断机器人能否满足使用要求或者需要如何安装才能使折弯空间最大最优；当已经确定采用某种型号的六轴机器人，仅通过负载和臂展无法有效确定能够适用于何种规格的钣金折弯工作。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种六轴工业机器人折弯应用确定方法。
[0004]本专利技术实施例提供一种六轴工业机器人折弯应用确定方法，包括以下步骤：
[0005]S10：获取折弯机的下模刀口距离底面的高度数值h，折弯料材钣金的长宽厚的尺寸数值a、b和c，并以钣金边缘为吸附点计算最大工作半径r；
[0006]S20：以折弯机的下模和钣金接触点建立坐标系，确定所述吸附点和机器人五轴旋转中心p点的轨迹方程；
[0007]S30：获取所述机器人的臂展参数、旋转角度和姿态参数；
[0008]S40：以所述机器人的二轴中心建立直角坐标系，分别确定工作最远范围和最近范围的轨迹方程，以确定所述机器人的工作空间；
[0009]S50：将所述p点的轨迹方程和所述机器人的工作空间进行匹配，判断所述机器人是否存在某一安装位置使所述机器人的空间范围包覆所有的p点范围；
[0010]S60：如果判断匹配成功，确定所述机器人满足折弯应用，如果判断匹配失败，按照预设的调整规则调整参数，重新进行校核计算。
[0011]进一步地，步骤S10中计算最大工作半径r的公式为：
[0012][0013]进一步地，步骤S20中所述吸附点的轨迹方程为：
[0014]x2+y2＝r2；
[0015]其中，x、y表示所述吸附点的坐标，另外采用旋转角度表示上述轨迹，其公式为：
[0016][0017]其中，θ设为钣金从水平姿态顺时针旋转的角度，其范围为0
‑
75
°
；
[0018]由于吸附点距离所述机器人五轴旋转中心p点通常为垂直固定距离，该距离为p点到安装法兰的距离加上安装法兰面到吸附盘的距离，设该距离为d，则P点的轨迹方程为：
[0019][0020]其中，θ范围为0
‑
75
°
。
[0021]进一步地，步骤S30中所述臂展参数包括底面到二轴旋转中心的高度l0，一轴旋转中心到二轴旋转中心的水平距离l1，大臂，即二轴旋转中心到三轴旋转中心的距离l2，小臂，即三轴旋转中心到五轴旋转中心的距离l3；
[0022]所述旋转角度包括所述机器人的二轴、三轴的旋转角度范围，分别为θ1、θ2；
[0023]所述姿态参数包括大臂和小臂的初始姿态夹角α。
[0024]进一步地，步骤S40中所述工作最远范围分为两条轨迹线a1和a2，a1为所述机器人的二、三、五轴旋转中心共线时末端轨迹，其轨迹方程式为：
[0025]x2+y2＝(l2+l3)2；
[0026]a2为所述机器人大臂达到其旋转角度的正极限时，三轴旋转时末端的轨迹线，其轨迹方程式为：
[0027][0028]上述轨迹范围受限于二轴的旋转范围，最远水平距离为
[0029]所述工作最近范围分为两条轨迹线a3和a4，a3为大臂和小臂之间角度最小时，旋转大臂所形成的范围，其轨迹方程式为：
[0030][0031]其中l为此时p点到二轴中心距的距离，计算公式为：
[0032][0033]a4为大臂达到其旋转角度的负极限时，旋转小臂所形成的范围，其轨迹方程式为：
[0034][0035]综合最近距离的两条轨迹线a3和a4，可计算的最远水平距离为：
[0036][0037]进一步地，步骤S50中使用计算方法将所述p点的轨迹方程和所述机器人的工作空间进行匹配，判断所述机器人是否存在某一安装位置使所述机器人的空间范围包覆所有的p点范围，所述计算方法包括以下：
[0038]S501：计算所述机器人最大水平工作空间与P点最大水平空间，其中机器人最大水平工作空间为：P点最大水平空间(y＝0时)为：
[0039]S502:取上述两个计算值的比值，定义为工作空间覆盖系数k，计算公式为：
[0040][0041]其中，当k值大于1时，认为机器人满足要求。
[0042]进一步地，计算所述机器人的最佳安装位置，使折弯要求的p点范围尽可能的处于工作空间的中心，还包括以下步骤：
[0043]S503:计算最佳水平安装距离，最佳水平安装距离为工作空间最远轨迹线和最近轨迹线的中点与p点水平空间的中点重合，则机器人一轴旋转中心线到折弯机上下模接触点的水平距离应当下式计算点附近：
[0044][0045]S504:计算竖直安装距离，机器人底面高度与折弯机底面安装的高度差为：
[0046][0047]进一步地，步骤S50中使用作图法将所述p点的轨迹方程和所述机器人的工作空间进行匹配，判断所述机器人是否存在某一安装位置使所述机器人的空间范围包覆所有的p点范围，所述作图法将所述p点的轨迹方程和所述机器人的工作空间绘制出相应的范围图，通过两张图的比对，寻找合适的安装位置。
[0048]进一步地，步骤S60中所述预设的调整规则包括以下至少一种修改方式：
[0049]更换机器人臂展参数；
[0050]在允许范围内减小所述吸附点距离所述机器人的五轴旋转中心p点的距离；
[0051]降低钣金折弯的范围。
[0052]本方法通过机器人的工作空间与折弯机的折弯范围的匹配，判断机器人是否存在合适的应用安装位置，解决当已经确定采用某种型号的六轴机器人，仅通过负载和臂展无法有效确定能够适用于何种规格的钣金折弯工作的问题，以及在实际应用中没有准确方法判断机器人能否满足使用要求或者需要如何安装才能使折弯空间最大最优的问题。
附图说明
[0053]图1为本专利技术实施例的流程示意图。
[0054]图2为本专利技术实施例的步骤示意图。
[0055]图3为本专利技术实施例的折弯机示意图。
[0056]图4为本专利技术实施例的折弯机应用示意图。
[0057]图5为本专利技术实施例的机器人工作空间示意图。
[0058]图6为本专利技术实施例的折弯空间示意图。
[0059]图7为本专利技术实施例的机器人工作空间匹配示意图。
具体实施方式
[0060]以下是本专利技术的具体实施例并结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六轴工业机器人折弯应用确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S10：获取折弯机的下模刀口距离底面的高度数值h，折弯料材钣金的长宽厚的尺寸数值a、b和c，并以钣金边缘为吸附点计算最大工作半径r；S20：以折弯机的下模和钣金接触点建立坐标系，确定所述吸附点和机器人五轴旋转中心p点的轨迹方程；S30：获取所述机器人的臂展参数、旋转角度和姿态参数；S40：以所述机器人的二轴中心建立直角坐标系，分别确定工作最远范围和最近范围的轨迹方程，以确定所述机器人的工作空间；S50：将所述p点的轨迹方程和所述机器人的工作空间进行匹配，判断所述机器人是否存在某一安装位置使所述机器人的空间范围包覆所有的p点范围；S60：如果判断匹配成功，确定所述机器人满足折弯应用，如果判断匹配失败，按照预设的调整规则调整参数，重新进行校核计算。2.根据权利要求1所述的一种六轴工业机器人折弯应用确定方法，其特征在于，步骤S10中计算最大工作半径r的公式为：3.根据权利要求1所述的一种六轴工业机器人折弯应用确定方法，其特征在于，步骤S20中所述吸附点的轨迹方程为：x2+y2＝r2；其中，x、y表示所述吸附点的坐标，另外采用旋转角度表示上述轨迹，其公式为：其中，θ设为钣金从水平姿态顺时针旋转的角度，其范围为0
‑
75
°
；由于吸附点距离所述机器人五轴旋转中心p点通常为垂直固定距离，该距离为p点到安装法兰的距离加上安装法兰面到吸附盘的距离，设该距离为d，则P点的轨迹方程为：其中，θ范围为0
‑
75
°
。4.根据权利要求1所述的一种六轴工业机器人折弯应用确定方法，其特征在于，步骤S30中所述臂展参数包括底面到二轴旋转中心的高度l0，一轴旋转中心到二轴旋转中心的水平距离l1，大臂，即二轴旋转中心到三轴旋转中心的距离l2，小臂，即三轴旋转中心到五轴旋转中心的距离l3；所述旋转角度包括所述机器人的二轴、三轴的旋转角度范围，分别为θ1、θ2；所述姿态参数包括大臂和小臂的初始姿态夹角α。5.根据权利要求1所述的一种六轴工业机器人折弯应用确定方法，其特征在于，步骤S40中所述工作最远范围分为两条轨迹线a1和a2，a1为所述机器人的二、三、五轴旋转中心共线时末端轨迹，其轨迹方程式为：x...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刻强，程群超，唐黎明，周文，李子龙，
申请(专利权)人：伯朗特机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：