【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及码垛，具体涉及一种码垛工艺中对协作机器人的控制方法。
技术介绍
1、目前的协作机器人在执行码垛任务时，如果不借助外部机构，仅凭自身的功能，很难达到所需的高度。因此，在这种情况下，通常需要在协作机器人机械臂的z轴上添加升降柱，以使机械臂能够在垂直方向上移动，以满足实际生产中对堆垛物体高度的要求。
2、相关技术中，升降柱与机械臂进行协同运动的动作生硬，连贯性差，影响码垛效率。
技术实现思路
1、本专利技术为解决相关技术中升降柱与机械臂进行协同运动的动作生硬，连贯性差，影响码垛效率的问题，提出了如下技术方案。
2、本专利技术第一方面实施例提出了一种码垛工艺中对协作机器人的控制方法，所述协作机器人包括机械臂和升降柱，所述升降柱安装于所述机械臂基座下表面，所述方法包括以下步骤：确定所述机械臂的安全范围，其中，所述安全范围是指所述升降柱下降带动所述机械臂运动时，所述机械臂与其左右两侧托盘栈板及垛型不发生碰撞时所述机械臂的运动范围；在完成垛型最后一个物料的码垛时，控制所述机械臂运动同时基于所述安全范围判断是否开启对所述升降柱的控制，如果是，则在控制所述机械臂保持运动的同时开始控制所述升降柱下降至零位。
3、另外，根据本专利技术上述实施例的码垛工艺中对协作机器人的控制方法还可以具有如下附加的技术特征。
4、根据本专利技术的一个实施例，所述机械臂的安全范围包括所述机械臂第一关节的安全角度范围。
5、根据本专利技术的一个实施例，
6、根据本专利技术的一个实施例，在所述初始位姿的基础上，控制所述机械臂运动并基于运动状态确定所述机械臂第一关节的安全角度范围，包括：确定托盘栈板在基坐标系xoy平面的垂直投影，与该托盘栈板上的垛型在基坐标系xoy平面的垂直投影之间的最大投影；确定在所述初始位姿下所述机械臂第一关节的初始角度；控制所述机械臂第一关节从所述初始角度开始旋转，直至所述机械臂在基坐标系xoy平面的垂直投影与所述最大投影相切时，记录所述第一关节的旋转角度；根据所述初始角度和所述旋转角度得到所述机械臂第一关节的安全角度范围。
7、根据本专利技术的一个实施例，控制所述机械臂第一关节从所述初始角度开始旋转，直至所述机械臂在基坐标系xoy平面的垂直投影与所述最大投影相切时，记录所述第一关节的旋转角度，包括：控制所述机械臂第一关节从所述初始角度开始逆时针旋转，直至所述机械臂在基坐标系xoy平面的垂直投影与所述最大投影相切时，记录所述第一关节的逆时针旋转角度；控制所述机械臂第一关节从所述初始角度开始顺时针旋转，直至所述机械臂在基坐标系xoy平面的垂直投影与所述最大投影相切时，记录所述第一关节的顺时针旋转角度。
8、根据本专利技术的一个实施例，当所述托盘栈板及垛型位于所述机械臂左侧时，所述第一关节的安全角度范围为[α_init，α_init+β_left]，其中，α_init为初始角度，β_left为逆时针旋转角度；当所述托盘栈板及垛型位于所述机械臂右侧时，所述第一关节的安全角度范围为[α_init-β_right，α_init]，其中，β_right为顺时针旋转角度，α_init、β_left和β_right均大于0度。
9、根据本专利技术的一个实施例，在所述初始位姿的基础上，控制所述机械臂运动并基于运动状态确定所述机械臂第一关节的安全角度范围，包括：在所述初始位姿下控制所述机械臂旋转至基准位姿，其中，所述基准位姿下所述机械臂第一连杆与基坐标系y轴垂直，并确定基准位姿下所述第一关节的基准角度、预设连杆最外沿在基坐标系xoy平面的投影所形成的第一直线，所述预设连杆为第二连杆或者第三连杆；确定所述垛型在基坐标系xoy平面所对应的最小包围矩形；在所述基准位姿下控制所述机械臂旋转至相切位姿，其中，所述相切位姿下所述预设连杆最外沿在基坐标系xoy平面的投影所形成的第二直线与所述最小包围矩形的一个角点相切，并确定相切位姿下相切角点在基坐标系xoy平面的坐标；基于所述相切角点在基坐标系xoy平面的坐标计算所述第一直线与所述第二直线之间的夹角；根据所述基准角度和所述第一直线与所述第二直线之间的夹角计算得到所述机械臂第一关节的安全角度范围。
10、根据本专利技术的一个实施例，确定所述垛型在基坐标系xoy平面所对应的最小包围矩形，包括：确定所述垛型任一层箱子在基坐标系xoy平面投影下各个角点的坐标；对所有角点的坐标进行遍历排序，并筛选出最小横坐标、最大横坐标、最小纵坐标和最大纵坐标；根据所述最小横坐标、所述最大横坐标、所述最小纵坐标和所述最大纵坐标，得到所述垛型在基坐标系xoy平面所对应的最小包围矩形。
11、根据本专利技术的一个实施例，所述基坐标系以所述机械臂基座中心为原点，所述基坐标系的x轴正方向朝向所述机械臂正左侧，所述基坐标系的y轴正方向朝向所述机械臂正后方。
12、所述相切角点在基坐标系xoy平面的坐标为：
13、
14、其中，xmin表示所述最小横坐标、ymin表示所述最小纵坐标，xmax表示所述最大横坐标。
15、根据本专利技术的一个实施例，基于所述相切角点在基坐标系xoy平面的坐标计算所述第一直线与所述第二直线之间的夹角，包括：在所述基准位姿下确定过第一关节中心点且与基坐标系y轴贴合的第三直线；在所述基准位姿下确定所述第三直线与所述第一直线之间的距离；根据所述第三直线与所述第一直线之间的距离、所述相切角点在基坐标系xoy平面的坐标计算所述第一直线与所述第二直线之间的夹角。
16、根据本专利技术的一个实施例，通过以下公式计算所述第一直线与所述第二直线之间的夹角：
17、
18、δx＝xmin
19、δy＝ymin
20、其中，αleft表示所述第一直线与所述第二直线之间的夹角，xmin表示最小横坐标、ymin表示所述最小纵坐标，distance表示所述第三直线与所述第一直线之间的距离，δx、δy分别表示相切角点与基坐标系y轴、x轴的距离。
21、根据本专利技术的一个实施例，当所述垛型位于所述机械臂左侧时，所述预设连杆为第二连杆；当所述垛型位于所述机械臂右侧时，所述预设连杆为第三连杆。
22、根据本专利技术的一个实施例，当所述垛型位于所述机械臂左侧时，所述第一关节的安全角度范围为[αbase，αbase+αleft]，其中，αbase为基准角度，αleft为所述垛型位于所述机械臂左侧时所述第一直线与所述第二直线之间的夹角，αbase、αleft均大于0度；当所述垛型位于所述机械臂右侧时，所述第一关节的安全角度范围为[-αright+αbase，αbase]，其中，αbase为基准角度，αright为所述垛型位于所述机械臂右侧时所述第一直线与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，所述协作机器人包括机械臂和升降柱，所述升降柱安装于所述机械臂基座下表面，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，所述机械臂的安全范围包括所述机械臂第一关节的安全角度范围。
3.根据权利要求2所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，确定所述机械臂的安全范围，包括：
4.根据权利要求3所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，在所述初始位姿的基础上，控制所述机械臂运动并基于运动状态确定所述机械臂第一关节的安全角度范围，包括：
5.根据权利要求4所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，控制所述机械臂第一关节从所述初始角度开始旋转，直至所述机械臂在基坐标系XOY平面的垂直投影与所述最大投影相切时，记录所述第一关节的旋转角度，包括：
6.根据权利要求5所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，
7.根据权利要求3所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，在所述
8.根据权利要求7所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，确定所述垛型在基坐标系XOY平面所对应的最小包围矩形，包括：
9.根据权利要求8所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，所述基坐标系以所述机械臂基座中心为原点，所述基坐标系的X轴正方向朝向所述机械臂正左侧，所述基坐标系的Y轴正方向朝向所述机械臂正后方，
10.根据权利要求9所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，基于所述相切角点在基坐标系XOY平面的坐标计算所述第一直线与所述第二直线之间的夹角，包括：
11.根据权利要求10所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，通过以下公式计算所述第一直线与所述第二直线之间的夹角：
12.根据权利要求7-11任一项所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，当所述垛型位于所述机械臂左侧时，所述预设连杆为第二连杆；当所述垛型位于所述机械臂右侧时，所述预设连杆为第三连杆。
13.根据权利要求7-11任一项所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，
14.根据权利要求2所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，基于所述安全范围判断是否开启对所述升降柱的控制，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，所述协作机器人包括机械臂和升降柱，所述升降柱安装于所述机械臂基座下表面，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，所述机械臂的安全范围包括所述机械臂第一关节的安全角度范围。
3.根据权利要求2所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，确定所述机械臂的安全范围，包括：
4.根据权利要求3所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，在所述初始位姿的基础上，控制所述机械臂运动并基于运动状态确定所述机械臂第一关节的安全角度范围，包括：
5.根据权利要求4所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，控制所述机械臂第一关节从所述初始角度开始旋转，直至所述机械臂在基坐标系xoy平面的垂直投影与所述最大投影相切时，记录所述第一关节的旋转角度，包括：
6.根据权利要求5所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，
7.根据权利要求3所述的码垛工艺中对协作机器人的控制方法，其特征在于，在所述初始位姿的基础上，控制所述机械臂运动并基于运动状态确定所述机械臂第一关节的安全角度范围，包括：
8.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏洪兴，赵永利，唐亚伟，陆光宇，崔方，闵锐，
申请(专利权)人：遨博江苏机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。