可扩展的工业机器人控制系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种可扩展的工业机器人控制系统，包括：机器人位置跟踪装置；机器人动作跟踪装置；坐标转换系统，将工具坐标转换成轴坐标，得到机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标；动作数据库，保存预定的机器人动作数据；动作参数校正装置，将坐标转换系统得到的机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标与动作数据库保存的机器人动作数据进行比较，寻找到与机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标差异最小的机器人动作数据；动作调整装置，获取动作参数校正装置寻找到的机器人动作数据，提取轴坐标，由坐标转换系统转换工具坐标，根据工具坐标调整机器人以及机器人的主要工作部件的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动控制技术，尤其涉及一种可扩展的工业机器人控制系统。
技术介绍
工业机器人已经在各个领域得到了广泛的应用，但是在目前的应用中，对于工业机器人的控制还不完善，常常是针对某一种特定环境下的特定应用设计出控制系统，一旦应用的环境发生改变，或者某些参数出现变化，控制系统就不再能够准确地进行控制。比如，工业机器人用于点焊，工具中心点运行时，如果某两个轴的轴线处于同一直线时，机器人的路径规划可能会出现明显的奇异点规划错误，造成机器人的运动瞬间不可控，严重的可能出现危及操作者人身安全的事故。又比如，机器人用于弧焊或者喷涂时，往往要求机器人的末端关节必须持续保持某种姿态。目前，机器人运行时只能保证工具中心点在某一路径上运行，但是不能保持工具中心点的空间坐标始终保持确定的姿态在空间进行平移运动。再比如，工业机器人用于弧焊时，工具中心点必须按照某种规律(比如，正弦波、三角波、矩形波)做摆枪运动，这是焊接工艺必须实现的功能，但是，目前的机器人还不具备此功能。
技术实现思路
本专利技术只在提出一种可扩展的工业机器人控制系统，提供灵活的扩展接口，可以根据应用环境的不同随时调整控制参数。根据本专利技术，提出一种可扩展的工业机器人控制系统，包括 机器人位置跟踪装置，获取机器人所在应用环境的实际工具坐标； 机器人动作跟踪装置，获取机器人的主要工作部件的实际工具坐标；坐标转换系统，连接到机器人位置跟踪装置和机器人动作跟踪装置，将工具坐标转换成轴坐标，得到机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标；动作数据库，动作数据库保存预定的机器人动作数据，每一个机器人动作数据包括一个由机器人的轴坐标和机器人的主要工作部件的轴坐标组成的数组；动作参数校正装置，连接到坐标转换系统和动作数据库，将坐标转换系统得到的机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标与动作数据库保存的机器人动作数据进行比较，寻找到与机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标差异最小的机器人动作数据；动作调整装置，连接到动作参数校正装置和坐标转换系统，获取动作参数校正装置寻找到的机器人动作数据，提取该机器人动作数据的机器人的轴坐标和机器人的主要工作部件的轴坐标，由坐标转换系统转换为机器人的工具坐标和机器人的主要工作部件的工具坐标，根据工具坐标调整机器人以及机器人的主要工作部件的位置。动作调整装置包括PLC。动作数据库具有扩展接口，通过扩展接口接收新的机器人动作数据。扩展接口包括轴坐标计算装置，从控制函数或特征曲线中计算机器人以及机器人的主要工作部件的轴坐标。采用本专利技术的技术方案，该可扩展的工业机器人控制系统具有坐标转换功能，无论在实际应用中机器人采用何种坐标系统，在控制系统内部都能转换成统一的轴坐标。此外，该工业机器人控制系统还提供灵活的扩展接口，能从控制函数或特征曲线中获取机器人的动作参数，随时根据应用环境的不同扩充数据库的内容。附图说明图1揭示了根据本专利技术的可扩展的工业机器人控制系统的结构图。具体实施例方式参考图1所示，图1揭示了一种可扩展的工业机器人控制系统，包括机器人位置跟踪装置10、机器人动作跟踪装置11、坐标转换系统12、动作数据库13、动作参数校正装置 14、动作调整装置15。机器人位置跟踪装置11获取机器人所在应用环境的实际工具坐标。机器人动作跟踪装置12获取机器人的主要工作部件的实际工具坐标。在一个实施例中，机器人位置跟踪装置11和机器人动作跟踪装置12采用卡迪尔式跟踪，机器人的轴能够补偿工件的运动。坐标转换系统12连接到机器人位置跟踪装置10和机器人动作跟踪装置11，将工具坐标转换成轴坐标，得到机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标。 在一些实施例中，坐标转换系统能够实现下述坐标系之间的互相转换轴坐标、世界坐标、 工件坐标和工具坐标。动作数据库13保存预定的机器人动作数据，每一个机器人动作数据包括一个由机器人的轴坐标和机器人的主要工作部件的轴坐标组成的数组。机器人的本体和其主要工作部件之间的相对位置关系体现了机器人的动作和姿态。因此，在动作数据库13中以机器人的轴坐标和机器人的主要工作部件的轴坐标组成的数组来体现机器人的每一个动作。该动作数据库13具有扩展接口 13a，通过扩展接口 13a可以接收新的机器人动作数据。扩展接口 13a包括轴坐标计算装置13b，轴坐标计算装置13b可以从控制函数或特征曲线中计算机器人以及机器人的主要工作部件的轴坐标并加入到动作数据库13中。通过各种控制函数或特征曲线，极大地丰富了动作数据库13的内容，并且为动作数据库13提供了充足的扩展性。动作参数校正装置14连接到坐标转换系统12和动作数据库13，将坐标转换系统 12得到的机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标与动作数据库保存 13的机器人动作数据进行比较，寻找到与机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标差异最小的机器人动作数据。动作参数校正装置14包括了两个方面的工作，首先是辨别机器人的当前动作，通过查找动作数据库13中最接近的机器人动作数据，及轴坐标的数组，得到机器人的当前动作。第二方面是对机器人的动作进行校正，即使用动作数据库13中的标准数据对机器人进行调整。动作调整装置15连接到动作参数校正装置14和坐标转换系统12，获取动作参数校正装置14寻找到的机器人动作数据，提取该机器人动作数据的机器人的轴坐标和机器人的主要工作部件的轴坐标，由坐标转换系统12转换为机器人的工具坐标和机器人的主要工作部件的工具坐标，根据工具坐标调整机器人以及机器人的主要工作部件的位置。在一个实施例中，动作调整装置15包括PLC，PLC根据坐标转换系统12转换得到的机器人的工具坐标和机器人的主要工作部件的工具坐标对机器人进行调节，校正机器人的动作或者姿态。采用本专利技术的技术方案，该可扩展的工业机器人控制系统具有坐标转换功能，无论在实际应用中机器人采用何种坐标系统，在控制系统内部都能转换成统一的轴坐标。此外，该工业机器人控制系统还提供灵活的扩展接口，能从控制函数或特征曲线中获取机器人的动作参数，随时根据应用环境的不同扩充数据库的内容。权利要求1.一种可扩展的工业机器人控制系统，其特征在于，包括机器人位置跟踪装置，获取机器人所在应用环境的实际工具坐标； 机器人动作跟踪装置，获取机器人的主要工作部件的实际工具坐标； 坐标转换系统，连接到所述机器人位置跟踪装置和机器人动作跟踪装置，将工具坐标转换成轴坐标，得到机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标；动作数据库，动作数据库保存预定的机器人动作数据，每一个所述的机器人动作数据包括一个由机器人的轴坐标和机器人的主要工作部件的轴坐标组成的数组；动作参数校正装置，连接到所述坐标转换系统和动作数据库，将坐标转换系统得到的机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标与动作数据库保存的机器人动作数据进行比较，寻找到与机器人的实际轴坐标和机器人的主要工作部件的实际轴坐标差异最小的机器人动作数据；动作调整装置，连接到动作参数校正装置和坐标转换系统，获取动作参数校正装置寻找到的机器人动作数据，提取该机器人动作数据的机器人的轴坐标和机器人的主要工作部件的轴坐标，由坐标转换系统转换为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田劲松，
申请(专利权)人：上海高威科电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：