[实用新型]一种主从式双工业机器人协调操作控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业机器人的技术领域，尤其是指一种主从式双工业机器人协调操作控制系统。

背景技术

众所周知，双机器人协调操作是提高机器人系统操作能力、负载能力、可靠性以及扩展操作空间的有效途径，双机器人协调可以完成对于单个机器人而言较为困难或根本无法完成的任务，而对于一些可由单个完成的作业，如果使用双机器人协调工作，也可减少机器人复杂性，提高效率，增加灵活性和稳定性。目前，双机器人协调系统的研究引起了日益广泛的重视，在生产制造、军事、航空航天、空间探索、高压带电作业及危险品操作等领域得到广泛应用。

双机器人协调操作系统是一个紧耦合多自由度结构复杂系统，具有时变性、非线性和不确定性，必须要使机器人完成联合作业任务和适应各种工作要求与环境的变化。机器人协调操作时，机器人与物体接触，微小误差都会产生相互作用力，可能导致作业失败，主从式的机器人运动规划是一种可靠、稳定的方法，来实现双机器人的联动作业，但要完成双机器人系统协调操作不仅需要机器人有较高的运动精度、较快的运动速度和稳定的实时通讯，还需要大量的上层规划和分配任务。据调查，现在国内的机器人硬件平台还不是很成熟稳定，不仅单个机器人的运动指标难以达到既定标准，而且双机器人系统协调规划还处于刚起步阶段。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功能完善、鲁棒性好、执行可行性强、稳定性高的主从式双工业机器人协调操作控制系统。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种主从式双工业机器人协调操作控制系统，包括有第一电控柜，第二电控柜，用于模拟工业机器人任务并能够输入、导出运动指令的虚拟环境控制器以及用于规划相应工业机器人运动轨迹的主从式运动规划控制器；其中，所述第一电控柜和第二电控柜各连接有一台工业机器人，且该第一电控柜和第二电控柜的工业机器人之间存在主从关系，分别为主工业机器人和从工业机器人，该第一电控柜和第二电控柜之间通过外围扩展的I/O口连接；所述虚拟环境控制器分别与第一电控柜、第二电控柜、主从式运动规划控制器一一对应相接，同时，该主从式运动规划控制器分别与第一电控柜和第二电控柜连接。

所述虚拟环境控制器包括有与电控柜和主从式运动规划控制器连接的第一通讯与接口模块，轨迹生成模块，动态过程显示模块，第一参数设置模块，运动指令生成模块和第一主控计算模块；其中，所述第一主控计算模块分别与第一通讯与接口模块、轨迹生成模块、动态过程显示模块、第一参数设置模块一一对应相接，同时，该运动指令生成模块分别与第一通讯与接口模块和轨迹生成模块连接。

所述主从式运动规划控制器包括有与电控柜和虚拟环境控制器连接的第二通讯与接口模块，运动指令导入模块，运动指令输出模块，第二参数设置模块和第二主控计算模块；其中，所述第二主控计算模块分别与第二通讯与接口模块、运动指令导入模块、运动指令输出模块、第二参数设置模块一一对应相接。

所述第一电控柜和第二电控柜均包括有交流伺服驱动器、用于底层运动规划的DSP控制器、用于综合控制的ARM控制器、与人机交换的示教盒以及外围扩展的I/O口。

所述主、从工业机器人各配置有用于夹持目标物体的夹持器。

所述夹持器是一种基于蜗轮蜗杆的夹持器，其与工业机器人之间通过卡环相连。

所述主、从工业机器人均是有六个自由度的工业机器人，包括有交流伺服电机、底座、腰部、大臂、电机箱、小臂、腕关节和法兰。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、通过整体布局和参数的改变来设置从工业机器人的运动方式，以使主、从工业机器人协调操作，同时系统的虚拟环境控制器可以实时地观察双工业机器人夹持物体的整个过程，分析夹持效果，进而可以对双工业机器人的联动操作效果进行修正，从而提高夹持的稳定性和可靠性；

2、用户可以直接分析最终效果，不断调节相关参数，选择满足最佳效果的最优机器人运动轨迹，进而可最大限度地减少了工业机器人的在线调试时间，这样不但缩短机器人程序开发周期，而且更提高了系统的精度和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型结合双工业机器人的结构布局示意图。

图2为本实用新型结合双工业机器人的结构布局简图。

图3为双工业机器人协调性能指标示意图。

图4为双工业机器人协调运动简图之一。

图5为双工业机器人协调运动简图之二。

图6为双工业机器人的主从关系数学模型图。