[发明专利]机械手臂教导控制系统

权利要求书

1.机械手臂教导控制系统，其特征在于：包含操作接口装置、控制装置以及机械手臂，所述操作接口装置与所述控制装置连接，所述操作接口装置用以控制所述控制装置，所述控制装置与机械手臂连接，所述机械手臂包含至少一马达驱动部和一末端执行器，所述马达驱动部用以驱动机械手臂；

所述控制装置包含动态学习模块、教导记忆模块以及路径执行模块，

所述动态学习模块，包括：数据读取部，用以读取控制装置的数据设定文件；

第一命令生成部，根据数据设定文件建立学习轨迹模型；

第一命令输出部，根据学习轨迹模型，计算出每一个马达的位置命令并输出至马达驱动部，其中马达驱动部根据每一马达的位置命令产生一马达扭矩回授；

动态模型计算部，根据学习轨迹模型及马达扭矩回授得到机械手臂的学习动态模型；

动态模型记忆部，用以储存机械手臂的学习动态模型；

所述教导记忆模块，包含动态补偿单元和机构转换单元，

动态补偿单元，包括：动态模型读取部，用以读取储存在动态模型记忆部中的机械手臂的学习动态模型；

扭矩命令计算部，根据动态模型记忆部所储存的机械手臂的学习动态模型及马达驱动部所量测的马达位置讯号形成一扭矩命令讯号；

扭矩命令输出部，接收扭矩命令计算部所形成的扭矩命令讯号并产生扭矩命令输出至马达驱动部；其中马达驱动部处理由扭矩命令输出部所获得的扭矩命令讯号驱动机械手臂，并生成马达位置讯号，回传至扭矩命令计算部处理，以形成一闭回路的动态补偿；

机构转换单元，包括：机构转换计算部，根据马达位置回授讯号与机械手臂的机构参数计算出机械手臂的末端执行器的第一位置点；

路径记忆部，将机械手臂的末端执行器的第一位置点储存于为机械手臂的操作路径；

所述路径执行模块，包括：路径读取部，用以读取储存在路径记忆部的机械手臂的操作路径；

第二命令生成部，根据执行机械手臂的一执行轨迹曲线及末端执行器的位置以计算出每一马达的位置命令；

第二命令输出部，将第二命令生成部生成的每一马达的位置命令输出至马达驱动部，机械手臂将第二命令输出部输出的数据以驱动机械手臂执行操作路径。

2.根据权利要求1所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：所述控制装置还包含路径优化模块，所述路径优化模块，包括：路径读取部，用以读取储存在路径记忆部的机械手臂的操作路径；

路径优化部，用以过滤机械手臂的操作路径中至少一个杂点以优化操作路径；

优化路径记忆部，用以将已优化的操作路径转换成机械手臂的加工档。

3.根据权利要求2所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：所述路径优化部包括一自动优化部以及一人工优化部。

4.根据权利要求2或3所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：所述路径优化部根据操作路径与一周围环境、一加工工件的一位置相对关系进行仿真机械手臂的操作路径的动作以判断是否调整机械手臂的操作。

5.根据权利要求3所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：所述路径人工优化部调整机械手臂的操作包括设定一轨迹平滑度及/或一轮廓误差。

6.根据权利要求1或2所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：每一马达的位置命令通过动态学习模块经由马达驱动部传送至机械手臂。

7.根据权利要求1或2所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：马达扭矩回授通过马达驱动部传送至动态学习模块的动态模型计算部。

8.根据权利要求1所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：所述控制装置还包含一用以优化机械手臂操作路径的路径优化模块。

9.根据权利要求8所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：所述路径优化模块包括：路径读取部，用以读取机械手臂已执行的操作路径；

路径优动化部，用以过滤械手臂已执行的操作路径的至少一个杂点以优化已执行的操作路径；

优化路径记忆部，用以将已优化的已执行的操作路径转换成机械手臂的一加工档。

10.根据权利要求1或2所述的机械手臂教导控制系统，其特征在于：每一马达的扭矩命令通过动态补偿单元经由马达驱动部传送至机械手臂，马达位置讯号通过马达驱动部传送至动态补偿单元的扭矩命令计算部以形成一闭回路动态补偿。