機器人折彎實時跟隨方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種機器人折彎實時跟隨方法，包括：步驟a，獲取機器人末端在折彎開始點時處于折彎坐標系下的位姿值；步驟b，接收折彎刀位移檢測裝置的檢測結果，并據此獲得折彎刀在一個預定采樣周期內的位移量，計算出折彎刀的移動速度；步驟c，確定機器人末端在折彎跟隨過程中處于折彎坐標系下的實時位姿值；步驟d，將機器人末端在折彎坐標系下的實時位姿值轉換成世界坐標系下的實時位姿值，根據該世界坐標系下的實時位姿值計算機器人的關節角度，將計算出的機器人關節角度發送給機器人驅動裝置。本發明還公開了一種實現機器人折彎實時跟隨的裝置。本發明實現了機器人在折彎過程中的高精度實時跟隨，從而提高了機器人的折彎質量，并提升了工作效率。
【專利說明】機器人折彎實時跟隨方法及其裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及機器人技術，尤其涉及機器人折彎實時跟隨方法及其裝置。
【背景技術】
[0002] 采用人工折彎板材，工人需要在每次折彎的時候托著板材向上抬起，此動作非常 費力，勞動強度大、生產效率低，且人的托舉運動軌跡并不能很好的跟蹤板材移動，折彎效 果也難于保證。而機器人非常擅長重復的工作，將折彎路徑做好后，讓機器人根據指令運 動，實現自動化的無人作業，可提高生產效率。機器人折彎需根據折彎刀的移動托著板材同 步運動，避免折彎過程中由于重力作用導致的板材變形和折彎質量差的問題。在此過程中， 折彎機器人需要精確地實時跟隨折彎機的折彎進給速度和軌跡，否則極小的跟隨誤差都會 使得折彎精度大大降低甚至會導致折彎工件變形，影響折彎質量和效率。因此機器人折彎 實時跟隨技術是一項關鍵技術。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題在于提供一種機器人的折彎實時跟隨方法，該方法具 有較高的跟隨精度。
[0004] 本發明還提供了一種實現機器人的折彎實時跟隨的裝置。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種機器人折彎實時跟隨方法，包括：
[0006] 步驟a，獲取機器人末端在折彎開始點時處于折彎坐標系下的位姿值 PO (L2, Ytl, Ztl, Atl, 0, Ctl);所述的折彎坐標系以折彎機刀槽口部的縱向中心線的延伸方向作為 Y軸方向，以折彎刀的移動方向作為Z軸方向，X軸方向由Y軸方向和Z軸方向根據右手法 則確定；該折彎坐標系的原點為所述的折彎機刀槽口部的縱向中心線上的任意一點；L2為 機器人折彎開始點距折彎坐標系原點的距離；
[0007] 步驟b，接收折彎刀位移檢測裝置的檢測結果，并據此獲得折彎刀在一個預定采樣 周期At內的位移量Λ1，計算出折彎刀的移動速度v〇 :v〇 = ΛΙ/At ;
[0008] 步驟C，確定機器人末端在折彎跟隨過程中處于折彎坐標系下的實時位姿值 P(X，Y，Z，A，B，C)，其中：
【權利要求】
1. 一種機器人折彎實時跟隨方法，其特征在于，包括： 步驟a，獲取機器人末端在折彎開始點時處于折彎坐標系下的位姿值PO(L2,YyZyA& 0,Q);所述的折彎坐標系以折彎機刀槽口部的縱向中心線的延伸方向作為 Y軸方向，以折彎刀的移動方向作為Z軸方向，X軸方向由Y軸方向和Z軸方向根據右手法 則確定；該折彎坐標系的原點為所述的折彎機刀槽口部的縱向中心線上的任意一點；L2為 機器人折彎開始點距折彎坐標系原點的距離； 步驟b，接收折彎刀位移檢測裝置的檢測結果，并據此獲得折彎刀在一個預定采樣周期At內的位移量A1，計算出折彎刀的移動速度v〇 :v〇 =Al/At; 步驟c，確定機器人末端在折彎跟隨過程中處于折彎坐標系下的實時位姿值P(X，Y，Z，A，B，C)，其中：
0為當前折彎角的一半，
；L1為折彎機刀槽口部的寬度的一半；h為 當前折彎深度，滿足〇 <h<H;H為待折彎板材的最終折彎深度，h是基于上述的折彎刀移 動速度v0通過迭代算法計算獲得； 步驟d，將機器人末端在折彎坐標系下的實時位姿值轉換成世界坐標系下的實時位姿 值，根據該世界坐標系下的實時位姿值計算機器人的關節角度，將計算出的機器人關節角 度發送給機器人驅動裝置。
2. 如權利要求1所述的機器人折彎實時跟隨方法，其特征在于，所述的當前折彎深度h 通過迭代啟發式算法獲得，具體包括以下步驟： 由剩余路程量Si獲得偏差速度
其中，Si=L- 1pL為折 彎刀在整個折彎過程中的總位移量，^為折彎刀當前已走過的當前位移量；a為預設的加速 度，k為調整比例系數，k= 1?2 ; 根據上一步驟計算出的偏差速度Av求出機器人的理論跟隨速度Vs:Vs=vO+Av; 獲得機器人的實際跟隨速度vi+1:
根據機器人的實際跟隨速度獲得當前折彎深度h:
3. 如權利要求1所述的機器人折彎實時跟隨方法，其特征在于，所述的折彎刀位移檢 測裝置為光柵尺。
4. 一種實現機器人折彎實時跟隨的裝置，其特征在于，包括： 起始位姿獲取單元，用于獲取機器人末端在折彎開始點時處于折彎坐標系下的位姿值PO(L2,YyZyA& 0,Q);所述的折彎坐標系以折彎機刀槽口部的縱向中心線的延伸方向作為 Y軸方向，以折彎刀的移動方向作為Z軸方向，X軸方向由Y軸方向和Z軸方向根據右手法 則確定；該折彎坐標系的原點為所述的折彎機刀槽口部的縱向中心線上的任意一點；L2為 機器人折彎開始點距折彎坐標系原點的距離； 折彎刀速度計算單元，用于接收折彎刀位移檢測裝置的檢測結果，并據此獲得折彎刀 在一個預定采樣周期At內的位移量A1，計算出折彎刀的移動速度v0 :v0 =A1/At; 實時位姿確定單元，用于確定機器人末端在折彎跟隨過程中處于折彎坐標系下的實時 位姿值？(父八，2^，8,〇，其中：
9為當前折彎角的一半，9zatar^O^h) ;L1為折彎機刀槽口部的寬度的一半；h為 當前折彎深度，滿足〇 <h<H;H為待折彎板材的最終折彎深度，h是基于上述的折彎刀移 動速度v0通過迭代算法計算獲得； 轉換單元，用于將機器人末端在折彎坐標系下的實時位姿值轉換成世界坐標系下的實 時位姿值，根據該世界坐標系下的實時位姿值計算機器人的關節角度，將計算出的機器人 關節角度發送給機器人驅動裝置。
5. 如權利要求4所述的實現機器人折彎實時跟隨的裝置，其特征在于，所述的實時位 姿確定單元進一步包括： 偏差速度獲取子單元，用于由剩余路程量Si獲得偏差速度Av:
其中，Si=L- 1 ,，L為折彎刀在整個折彎過程中的總位移量，^為 折彎刀當前已走過的當前位移量；a為預設的加速度，k為調整比例系數，k= 1?2 ; 理論跟隨速度獲取子單元，用于根據上一步驟計算出的偏差速度Av求出機器人的理 論跟隨速度
實際跟隨速度獲取子單元，用于獲得機器人的實際跟隨速度vi+1:
當前折彎深度獲取子單元，用于根據機器人的實際跟隨速度獲得當前折彎深度h:
實時位姿值獲取子單元，用于確定機器人末端在折彎跟隨過程中處于折彎坐標系下的 實時位姿值？(乂，￥，2，八，8,〇，其中：
0為當前折彎角的一半，
；L1為折彎機刀槽口部的寬度的一半。
6.如權利要求4所述的實現機器人折彎實時跟隨的裝置，其特征在于，所述的折彎刀 位移檢測裝置為光柵尺。
【文檔編號】B25J11/00GK104475504SQ201410614071
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】周朔鵬, 熊圓圓, 鄧洪潔, 喬正, 盧曉榮 申請人:上海新時達電氣股份有限公司, 上海新時達機器人有限公司