[发明专利]机器人离线编程与现场调试无缝衔接方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人仿真、应用技术领域，确切地说涉及一种将机器人离线编程与现场调试进行衔接的方法。

背景技术

随着机器人应用领域的不断扩大，机器人编程技术越来越被人们所重视。机器人编程方式通常可分为在线示教编程和离线编程两种方式：

在线示教编程简单直接，在国内生产中应用的机器人系统大多为示教再现型，但它在实际生产中存在如下的技术缺陷：(1)编程者处于机器人工作空间的危险环境中或恶劣的现场工作环境中；(2)容易造成对工装夹具或机器人的损坏；(3)很难实现复杂的机器人运动轨迹；(4)编程质量取决于编程者的经验；(5)对于提能改造项目等无法准确控制时间节点，不确定因素太大；(6)示教编程需要占用机器人的作业时间。

离线编程通过虚拟现实技术创造出一个交互式软件环境，机器人的全过程编程可以在数字化工厂里实现。目前国际市场上己有基于普通PC机的商用机器人离线编程软件，如ROBCAD、IGRIP等。这些软件都能够让工程师们在没有任何资本设备投资之前，鉴别工艺的可行性。如果工艺可行，则通过后处理工作将机器人工作程序直接生成。与传统的在线示教编程相比，离线编程具有如下优点：(1)使编程者远离危险的工作环境；(2)在编程期间不会造成对工装夹具及机器人等的损坏；(3)因不担心碰撞等所以容易进行复杂的运动轨迹示教；(4)对编程人员的经验要求不高，更容易培养新人；(5)编程时不影响机器人的正常生产，此特点特别适合于设备的提能及改造；(6)能在任何资本设备投资之前，鉴别工艺的可行性；(7)可结合各种人工智能等技术来提高编程效率；等等。

虽然离线编程的优点很多，但目前国内外在ROBCAD、IGRIP等机器人离线编程软件的实际应用当中基本都是仅仅用于模拟工艺的可行性或者是纯开环(通过提高加工制造及安装精度来减少机器人离线编程软件中软环境与现场实际的偏差，从而提高离线编程的使用效果)的简单应用。既然离线编程这么好，那为何没有广泛得到实际应用？主要的瓶颈问题出现在：很难实现离线编程的软环境与现场实际情况一致。比如，离线编程使用的软环境与工装夹具及机器人等的实际安装情况存在偏差、机器人工具模型与实际的偏差等等，都会导致运用离线编程软件生成的机器人程序与真实情况存在较大差异，采用上述方法离线生成的机器人程序，在机器人工作空间较宽松的地方，经过重新在线示教微调后还基本可以使用，但在机器人工作空间受限的地方其使用效果很不理想，因此，现有技术无法实现机器人程序的离线编程与现场调试的无缝衔接。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种能够实现机器人离线编程与现场调试无缝衔接的方法，通过本方法，能消除机器人离线编程软件中软环境与现实实际环境的偏差，从而使得离线编程得到的机器人程序，直接导入真实机器人中既可运用于现实生产，真正做到离线编程与现场调试的无缝衔接。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种机器人离线编程与现场调试无缝衔接方法，其特征在于步骤如下：

a、设计工装夹具及机器人工具的三维模型，并将工装夹具及机器人工具的三维模型和机器人模型(由机器人厂家提供)导入机器人离线编程软件中；

b、在机器人离线编程软件中对工装夹具、机器人工具和机器人的工艺可行性进行前期检查，如发现存在的设计问题及潜在的风险，则需有针对性地重新设计工装夹具及机器人工具的三维模型或重新选择机器人的型号，重复a、b步骤直至工装夹具、机器人工具和机器人的工艺可行性都没问题为止；

c、根据机器人离线编程软件中工装夹具、机器人及机器人工具的安装位置将现场环境中的工装夹具、机器人及机器人工具安装到位；

d、对现场环境中实际安装到位的机器人工具进行测量，测得结果后对机器人离线编程软件中的机器人工具的三维模型进行修正，使机器人工具在机器人离线编程软件中的安装情况与现场环境中实际安装情况一致；

e、对现场环境中实际安装到位的工装夹具坐标系在机器人基坐标系中的相对位置进行测量；

f、根据步骤e得到的测量结果对机器人离线编程软件中工装夹具相对于机器人的安装位置进行校准，使其与实际安装情况一致；

g、通过步骤d、e、f的测量及校准后，在机器人离线编程软件中生成机器人程序，并导入至机器人控制器中，机器人直接利用该程序完成现实生产。

步骤d中所述使机器人工具在机器人离线编程软件中的安装情况与现场环境中实际安装情况一致的具体方法为：

1)、在真实机器人系统中新建一个空轨迹程序；