一种提高机器人运行平稳性的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高机器人运行平稳性的方法。本方法包括配置机器人RSI工作相关参数；上位机启动激光线扫相机和工作程序；机器人执行扫描轨迹；激光线扫相机扫描基准获取点云数据；生成加工轨迹；将加工轨迹数值发送给机器人；机器人进行加工操作。本方法通过引入RSI技术进行机器人与上位机之间的数据交换和实时通讯，将经补偿算法计算修正后的加工轨迹数值通过RSI发送至机器人，同时将机器人实时位姿反馈给上位机，实现对机器人位姿的实时调整和对机器人扫描轨迹和加工轨迹的实时控制，提高了操作精度和机器人运行平稳性，使离线编程技术能够适用于自动铣削等加工精度要求较高的领域，并可获得理想的铣削加工精度。并可获得理想的铣削加工精度。并可获得理想的铣削加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种提高机器人运行平稳性的方法


[0001]本专利技术属于工业机器人运行控制
，尤其涉及一种提高机器人运行平稳性的方法。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展和进步，机器人技术在各种领域中扮演着越来越重要的角色。机器人的成功运行离不开精准的运动轨迹控制，运动轨迹控制是机器人控制中最为关键的一环。
[0003]使用较多的机器人编程方式有以下两种：示教编程与离线编程。
[0004]示教编程，即操作人员通过示教器，手动控制机器人的关节运动，以使机器人运动到预定的位置，同时将该位置进行记录，并传递到机器人控制器中，之后的机器人可根据指令自动重复该任务，操作人员也可以选择不同的坐标系对机器人进行示教。目前，大部分机器人仍采用示教编程方式，并且主要集中在搬运、码垛和焊接等领域，特点是轨迹简单，手工示教时记录的点数较少。
[0005]随着机器人应用领域越来越广，传统的示教编程手段在有些场合中变得效率非常低下，于是离线编程应运而生，并且应用越来越普及。
[0006]离线编程，即通过软件在电脑里重建整个工作场景的三维虚拟环境，然后软件可以根据待加工零件的大小、形状、材料，同时配合软件操作者的一些操作，自动生成机器人的运动轨迹，即控制指令，然后在软件中仿真与调整轨迹，最后生成机器人程序传输给机器人。离线编程克服了在线示教编程的很多缺点，充分利用了计算机的功能，提升了操作便利性，减少了编写机器人程序所需要的时间成本。目前，离线编程已广泛应用于打磨、去毛刺、焊接、激光切割、数控加工等机器人新兴领域。然而，模型误差、工件装配误差、机器人绝对定位误差等都会对离线编程的精度产生不利影响，从而降低了其操作精度，影响了机器人运行的平稳性，使其难以在一些复杂应用中发挥作用，因而，开发具有更高准确性的离线编程方法和提升机器人运行平稳性的方法是技术人员需要面对的重要课题。

技术实现思路

[0007]为了解决现有离线编程方法易受各类误差影响，导致精度不高，机器人运行平稳性差的问题，本专利技术提出了一种新的提高机器人运行平稳性的方法。
[0008]在飞机装配领域中，蒙皮对缝间隙要求一般小于1mm，随着第五代飞机对隐身性能的追求，对缝间隙要求也相应地提高到0.5mm，甚至更高。实际装配时，操作人员需在架内试装，普通数控铣床难以应用，目前只能依靠人工修边。但是，人工修边工作量大、耗时长、效率很低，且因修边面多为曲面，目前的人工修边方式无法满足蒙皮的修边精度要求。随着碳纤维复合材料蒙皮的大量应用，人工修边还会产生大量的有毒粉尘，可通过呼吸系统或皮肤接触进入人体，对工人身体造成不可逆的长期危害。为了解决上述问题，本方案以工业机器人为载体，利用线激光扫描仪获取蒙皮修边基准信息，提供在线与离线两种数据处理模
式并依照工艺形成合理且顺滑的加工路径，通过RSI(Robot Sensor Interface)信号处理整理数据，并将数据发送给机器人，指导机器人完成随形运动任务，提升加工过程的适应性。
[0009]本专利技术中使用的RSI是德国KUKA公司开发的用于实现机器人控制系统和传感器系统之间数据交换的应用程序包，其实时性响应在毫秒级，可实现机器人与上位机之间的数据交换，进而通过这些数据交换影响机器人的运动轨迹或路径规划。RSI主要实现机器人的实时控制，通过每12ms为一个周期对反馈的信号进行处理，具有很高的实时性。
[0010]本方案基于RSI的工业机器人开放式控制系统，将RSI系统用于机器人与上位机之间的数据交换，配合Windows操作系统强大的数据处理功能，通过补偿算法将修正后的加工轨迹数值通过RSI发送至机器人，从而实现机器人与上位机的实时通讯，机器人运行过程中通过RSI向上位机反馈机器人实时位姿，上位机对机器人自动铣边扫描轨迹和加工轨迹实时调整和控制，进而提高机器人修边工艺的精准度和运行平稳性。
[0011]本方案RSI执行的扫描轨迹和加工轨迹是通过路径规划功能，对系统得到的特征点进行计算获得一系列路径点，并对该路径点进行高阶曲线拟合，形成空间的高阶曲线表达式，实现对路径点的统一。然后根据该高阶曲线表达式，依照所需的速度进行路径再分割，计算对应速度下的各路径点坐标，形成最终加工轨迹，并将此加工轨迹的坐标数值通过RSI发送给机器人，引导机器人执行铣削任务。
[0012]在本方法整个实施过程中，上位机做服务器，来响应机器人发送的xml报文，机器人的xml报文主要包含如下信息：机器人的位置和姿态，以及机器人六轴的角度A1到A6，然后上位机再向机器人发送应答信息，确定机器人下一步应该移动的位置和姿态。
[0013]具体地，本专利技术提供了一种提高机器人运行平稳性的方法，本方法包括：
[0014]S1.配置机器人RSI工作相关参数；
[0015]S2.上位机同时启动激光线扫相机和工作程序；
[0016]S3.机器人按照RSI发送的指令执行扫描轨迹；
[0017]S4.激光线扫相机扫描基准获取点云数据；
[0018]S5.根据扫描轨迹和激光线扫相机获得的点云数据生成加工轨迹；
[0019]S6.将加工轨迹的数值通过RSI发送给机器人；
[0020]S7.机器人按照加工轨迹进行加工操作。
[0021]进一步地，本专利技术提高机器人运行平稳性的方法步骤S1中还包括：根据机器人RSI工作相关参数编写RSI通讯程序。
[0022]进一步地，本专利技术提高机器人运行平稳性的方法步骤S2中所述工作程序，包括：机器人程序和RSI通讯程序。
[0023]进一步地，本专利技术提高机器人运行平稳性的方法通过将RSI系统用于机器人与上位机之间的数据交换，利用Windows操作系统的数据处理功能，通过补偿算法修正加工轨迹数值，然后将修正后的加工轨迹数值通过RSI发送至机器人，从而实现机器人与上位机的实时通讯，机器人运行过程中通过RSI向上位机反馈机器人实时位姿，上位机根据机器人实时位姿对机器人扫描轨迹和加工轨迹进行实时调整和控制。
[0024]进一步地，本专利技术提高机器人运行平稳性的方法步骤S5中所述根据扫描轨迹和激光线扫相机获得的点云数据生成加工轨迹，包括通过路径规划功能，对系统得到的特征点
进行计算获得一系列路径点，然后对所得路径点进行高阶曲线拟合，形成空间的高阶曲线表达式，实现对路径点的统一；继而根据该高阶曲线表达式，依照所需的速度进行路径再分割，计算对应速度下的各路径点坐标，形成最终的加工轨迹，并将此加工轨迹的坐标数值通过RSI发送给机器人，引导机器人执行工作任务。
[0025]进一步地，本专利技术提高机器人运行平稳性的方法在整个实施过程中，上位机作为服务器，来响应机器人发送的xml报文，然后上位机再向机器人发送应答信息，确定机器人下一步应该移动的位置和姿态。
[0026]进一步地，本专利技术提高机器人运行平稳性的方法中机器人发送的xml报文中包含如下信息：机器人的位置和姿态，以及机器人六轴的角度A1到A6。
[0027]此外，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高机器人运行平稳性的方法，其特征在于，所述方法包括：S1.配置机器人RSI工作相关参数；S2.上位机同时启动激光线扫相机和工作程序；S3.机器人按照RSI发送的指令执行扫描轨迹；S4.激光线扫相机扫描基准获取点云数据；S5.根据扫描轨迹和激光线扫相机获得的点云数据生成加工轨迹；S6.将加工轨迹的数值通过RSI发送给机器人；S7.机器人按照加工轨迹进行加工操作。2.根据权利要求1所述的提高机器人运行平稳性的方法，其特征在于，步骤S1中还包括：根据机器人RSI工作相关参数编写RSI通讯程序。3.根据权利要求1所述的提高机器人运行平稳性的方法，其特征在于，步骤S2中所述工作程序，包括：机器人程序和RSI通讯程序。4.根据权利要求1所述的提高机器人运行平稳性的方法，其特征在于，所述方法通过将RSI系统用于机器人与上位机之间的数据交换，利用Windows操作系统的数据处理功能，通过补偿算法修正加工轨迹数值，然后将修正后的加工轨迹数值通过RSI发送至机器人，从而实现机器人与上位机的实时通讯，机器人运行过程中通过RSI向上位机反馈机器人实时位姿，上位机根据机器人实时位姿对机器人扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴楠，曲星宇，刘宁，叶玉玲，
申请(专利权)人：北京神工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：