[发明专利]机器人辅助作业系统及其辅助作业方法

说明书

一种自动化生产技术领域的机器人辅助作业系统及其辅助作业方法，包括：人机协作作业单元，用于向机器人法兰末端输入操纵力；力传感模块，其设置于机器人法兰末端，用于获取机器人法兰末端的受力情况；数据库模块，用于存储所有工件的标准力学参数；辨识模块，用于对已夹取工件的力学参数进行识别并与已存储的工件的标准力学参数进行匹配；位置指令模块，用于对位置指令进行更新；自主运动控制模块，用于根据位置指令控制机器人运动。本发明通过建立工件力学参数数据库，允许机器人在不改变编程参数的情况下操纵不同质量的工件，极大了提高了使用便利度。

技术领域

本发明涉及的是一种自动化生产领域的技术，具体是一种机器人辅助作业系统及其辅助作业方法。

背景技术

机器人已广泛应用于自动化生产各个领域，但是机器人只能按照预设程序完成既定任务，当机器人任务或者运动轨迹发生变化时，必须对机器人重新编程，这使得机器人难以胜任一些柔性任务。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种机器人辅助作业系统及其辅助作业方法，通过建立工件力学参数数据库，允许机器人在不改变编程参数的情况下操纵不同质量的工件，极大了提高了使用便利度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种机器人辅助作业系统，包括：

人机协作作业单元，用于向连接有夹取机构的机器人法兰末端输入操纵力；

力传感模块，其设置于机器人法兰末端，用于获取机器人法兰末端的受力情况；

数据库模块，用于存储所有工件的标准力学参数，包括工件的标准质量参数和标准质心参数；

辨识模块，用于对力传感数据进行识别得到当前夹取工件的力学参数，并与已存储的工件的标准力学参数进行匹配；

位置指令模块，用于根据机器人法兰末端的受力情况、当前夹取的工件的标准力学参数、操纵力与机器人运动速度之间的映射关系以及机器人运动速度与机器人位置指令之间的映射关系对位置指令进行更新；

自主运动控制模块，用于根据位置指令控制机器人运动。

所述的人机协作作业单元设有输入模块和夹取机构控制模块，所述输入模块用于操纵力输入，所述夹取机构控制模块用于控制夹取机构的工作状态。

所述力传感模块包括多维力传感器，优选地，为六维力传感器。

本发明涉及一种机器人辅助作业方法，夹取工件并获取该工件的初始质量参数，进而于工件参数数据库中对该工件进行匹配，获取该工件的标准力学参数；之后进行人机协作作业，基于该工件的标准力学参数、操纵力与机器人运动速度之间的映射关系以及机器人运动速度与机器人位置指令之间的映射关系，在获取作业员施加的操纵力后对操纵力进行识别，根据经识别的操纵力对机器人的位置指令进行更新，根据更新后的位置指令机器人通过自主运动控制进行运动；在机器人运动到达预定位置后，释放夹取的工件，并结束人机协作作业，否则继续进行操纵力的输入至机器人运动达到预定位置。

技术效果

与现有技术相比，本发明中机器人提供了向上的拉力平衡工件重力，而作业人员只需施加很小的操纵力就可以移动机器人法兰末端的重物；而机器人面对不同规格的工件，无需预先进行复杂的编程即可连续作业，降低了作业人员劳动强度的同时提高了机器人的作业效率，具有良好的协同作业效应。

附图说明

图1为实施例1中系统结构示意图；

图2为实施例1中装置结构示意图；

图3为实施例1中方法流程图；

图4为操纵力与机器人运动速度之间的映射关系图；