[发明专利]一种机器人与变位机协调运动的控制方法

说明书

本发明公开了一种机器人与变位机协调运动的控制方法，在协调运动插补控制前，通过机器人手动示教方式建立起机器人基坐标系和变位机工作台坐标系之间的坐标变换关系，并将其保存，在联合轨迹插补时利用坐标变换关系，协调机器人和变位机之间的协调运动问题。采用本发明的控制方法，既能满足机器人通用性的要求,而且也方便了用户的使用。可大大简化重新定位设定坐标变换关系的过程，可以极大的提高生产效率。

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，特别涉及一种机器人与变位机协调运动的控制方法。

背景技术

在工业机器人进行焊接或切割等作业下，对于复杂的空间轨迹，需要保证工业机器人在进行轨迹插补的时候同时满足轨迹和姿态的要求。现有技术中较佳的方法是引入变位机系统，将工件放在变位机上，配合工业机器人系统进行协调运动。对于工业机器人和变位机组成的同步工作站，现有技术常用的做法是固定机器人和变位机的安装位置，使机器人在焊接或者切割过程中变位机能够通过旋转协同运动，完成复杂的焊接或者切割作业。但是对于一些复杂的曲线焊缝/切割，以及工业流水线上的曲线焊缝/切割，必须使用不固定变位机位置的同步工作站，使机器人和变位机在焊接或切割过程中协调共同运动，才能完成焊接/切割作业，但现有技术一般的处理是对于机器人和变位机的相对位置变化，重新计算变换矩阵，这样不但计算上相对复杂，并且在位置过渡时的运动难以做到快速同步协调。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于机器人运动插补算法控制的机器人与变位机协调运动的控制方法，在协调运动过程前，建立变位机各个轴与机器人基坐标系的变换矩阵以及变位机的运动学正解矩阵，实现变位机可以移动的目的。避免了机器人和变位机的相对位置发生变化，需重新计算变换矩阵；在协调运动过程中，利用各轴的运动增量和速度信息，以匀速离散规划取得最长时间轴为基准时间轴，再以基准时间轴做离散规划得到离散运动时间，将其余的轴以此离散运动时间做同步协调运动。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种机器人与变位机协调运动的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：建立变位机各轴与机器人基坐标系的变换矩阵及变位机运动学的正解矩阵；

步骤2：将示教点信息转换到变位机工作台坐标系；

步骤3：由上述变位机工作台坐标系下的信息确定工艺过程时间，分别对工艺轨迹坐标点进行离散，获得中间离散工艺轨迹坐标点信息，以及一系列变位机信息；

步骤4：将中间离散工艺轨迹坐标点信息转换到机器人基坐标系，重复步骤3完成机器人和变位机的联合轨迹插补。

优选的，所述步骤1中的建立变位机各轴与机器人基坐标系的变换矩阵及变位机运动学的正解矩阵，具体为：

步骤11：机器人和变位机工作站安装完毕后，在变位机上设置一个标志点P，使变位机各个轴处于零位，通过示教，让机器人运动到标志点P，记该标志点P相对于机器人基座标系的位置矢量为P1；

步骤12：设定变位机有n个轴，对于变位机的第i(i∈(1…n))个轴，如果是旋转轴，旋转一个角度θ,其它轴处于零位，通过示教,让机器人运动到标志点P,记该标志点P相对于机器人基座标系的位置矢量为P2；如果是平动轴，平移一个距离L1,其它轴处于零位，通过示教,让机器人运动到标志点P,记该标志点P相对于机器人基座标系的位置矢量为P2；

步骤13：再驱动变位机的第i(i∈(1…n))个轴旋转一个角度φ或者平移一个距离L2,其它轴处于零位，通过示教,让机器人运动到标志点P,记该点相对于机器人基座标系的位置矢量为P3；

步骤14：重复步骤11-13使i从1到n，以建立变位机n个轴的坐标系,并确定他们相对于机器人基坐标系的变换关系，以此建立变位机各轴与机器人基坐标系的变换矩阵及变位机运动学的正解矩阵。