[发明专利]用于工业机器人的无碰撞轨迹规划的方法

权利要求书

1.一种用于工业机器人(1)的无碰撞轨迹规划的方法，所述工业机器人(1)具有控制装置(9)和能够借助该控制装置(9)运动的机器人臂(2)，对象(11)固定在所述机器人臂(2)上，在所述工业机器人(1)的工作空间中至少有一个障碍物(12)，该方法具有以下步骤：

基于具有模型化的障碍物(12a)的所述工作空间的三维CAD模型，在所述工业机器人(1)的工作空间的圆柱形坐标(r，h，)中建立三维模型(13，13′)，其中，在所述三维模型(13，13′)中通过至少一个空心圆柱形的第一分段(20)对所述模型化的障碍物(12a)进行模型化，

将所述三维模型(13，13′)中没有被该第一分段(20)占据的区域(21)分解为多个空心圆柱形和/或圆柱形的第二分段(23)，以及

确定轨迹(C)，所述工业机器人(1)应该在该轨迹(C)上将所述对象(11)从起点(A)运动到终点(B)，使得所述对象(11)仅在所述第二分段(23)内运动。

2.如权利要求1所述的方法，包括步骤将与所述模型(13，13′)的圆柱形坐标(r，h，)相对应的圆柱形坐标系的原点设置在所述工业机器人(1)的中心。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述机器人臂(2)具有机架(3)、相对于该机架(3)围绕垂直延伸的轴(Al)可转动地支承的转动盘(4)、摇臂(5)、悬臂(6)以及具有法兰(8)的特别是多轴的机器人手(7)，所述对象(11)至少间接地固定在所述法兰(8)上，该方法具有如下步骤：将与所述模型(13，13′)的圆柱形坐标(r，h，)相对应的圆柱形坐标系的高度轴设置在所述机器人臂(2)的轴(Al)中。

4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，还具有以下步骤：

在所述三维模型(13，13′)中针对与所述第二分段(23)相对应的所述对象(11)的位置对所述机器人臂(2)的姿势进行模拟，

在所述三维模型(13，13′)中确定存在所述机器人臂(2)与所述障碍物(12)的碰撞的第二分段(23)，并且

将该第二分段(23)归类为已对其确定出所述机器人臂(2)与所述障碍物(12)的碰撞的第三分段(24)。

5.如权利要求1到4中任一项所述的方法，包括步骤确定与所述轨迹(C)相对应的相邻的第二分段(23)的分段路径，并在该分段路径的基础上计算所述轨迹(C)。

6.如权利要求1到5中任一项所述的方法，其中，所述对象(11)以不变的方向沿所述轨迹(C)运动，并且所述模型(13)与该方向相对应。

7.如权利要求1到5中任一项所述的方法，其中，所述对象(11)首先以第一方向、然后再以与该第一方向不同的第二方向沿所述轨迹(C)运动。

8.如权利要求7所述的方法，包括步骤建立两个三维模型(13，13′)，其中第一模型(13)对应于所述第一方向，第二模型(13′)对应于所述第二方向。

9.如权利要求8所述的方法，包括步骤：在所述工作空间中的一区域内使所述对象(11)从所述第一方向转动到所述第二方向，该区域对应于一个第二分段(23)或多个相关联的第二分段(23)，该区域足够大，使得所述对象(11)在该第二分段(23)或多个第二分段(23)内从所述第一方向转动到所述第二方向时不会离开相关的第二分段(23)或多个第二分段(23)。

10.一种工业机器人，其具有控制装置(9)和可以借助该控制装置(9)运动的机器人臂(2)，对象(11)固定在所述机器人臂(2)上，并且在所述工业机器人的工作空间中设置有至少一个障碍物(12)，其中，所述控制装置(9)设置为，使所述机器人臂(2)运动，从而使所述对象(11)沿轨迹(C)从起点(A)运动到终点(B)，以及，所述控制装置(9)设置成，根据如权利要求1到9中任一项所述的方法来确定所述轨迹(C)。