[发明专利]一种适用于双机器人系统的防碰撞方法

说明书

本发明公开了一种适用于双机器人系统的防碰撞方法，构建机器人各连杆在同一坐标系下的连杆模型，通过控制系统实时采集工业机器人各关节角度，通过连杆模型实时计算出工业机器人各连杆在空间内的位置，实时检测两台工业机器人连杆之间的最小距离，当最小距离小于或等于设定的阈值时，则控制系统发出碰撞警示信号，并控制工业机器人停止运动。本发明构建了关于工业机器人的数学模型，通过控制系统实时采集机器人各关节角度，实时计算出工业机器人各连杆在空间内的位置，进而实现实时检测两台工业机器人连杆之间的最小距离，然后将该最小距离与设定阈值进行比较，实现实时的对工业机器人进行防碰撞控制，具有较好的实用性。

技术领域

本发明属于机器人自动控制的技术领域，具体涉及一种适用于双机器人系统的防碰撞方法。

背景技术

伴随着技术的不断发展，工业4.0以及中国智能制造2025的不断推进，机器人在各行各业得到了广泛的应用。随着机器人应用的不断深入，单台机器人在某些特性场景下无法满足使用需求，在此情景下双机器人乃至多机器人系统应运而生。双机器人系统具有比单机器人系统更大的承载能力以及更多的应用场景。在双机器人系统运行过程中，机器人之间不仅要按照各自设定好的运行轨迹进行运动，同时还需要实现机器人之间的位置感知和安全识别，尤其是机器人之间不能发生运动碰撞。因此，本发明提出了一种适用于双机器人系统的防碰撞控制方法，用以实现双机器人系统机器人之间的防碰撞控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于双机器人系统的防碰撞方法，旨在解决双机器人系统机器人之间的位置感知和防碰撞控制。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种适用于双机器人系统的防碰撞方法，构建机器人各连杆在同一坐标系下的连杆模型，通过控制系统实时采集工业机器人各关节角度，通过连杆模型实时计算出工业机器人各连杆在空间内的位置，实时检测两台工业机器人连杆之间的最小距离，当最小距离小于或等于设定的阈值时，则控制系统发出碰撞警示信号，并控制工业机器人停止运动。

为了更好地实现本发明，进一步地，包括工业机器人A和工业机器人B，所述工业机器人A和工业机器人B分别设置有第一转轴至第六转轴，且第一转轴轴线、第二转轴轴线、第三转轴轴线、第五转轴轴线分别与X轴重合，第四转轴轴线、第六转轴轴线分别与Y轴重合，在第二转轴至第六转轴处分别建立坐标系，且各坐标系的坐标轴之间相互平行，工业机器人A和工业机器人B的基坐标系的Z轴与第一转轴轴线重合；包括以下步骤：

步骤S100：建立工业机器人A各连杆在工业机器人A基坐标系的模型；

步骤S200：建立工业机器人B各连杆在工业机器人B基坐标系的模型；

步骤S300：通过现场标定求解出工业机器人A与工业机器人B的基坐标系之间的转换关系为，因此，建立工业机器人B各连杆在工业机器人A基坐标系下的模型；

步骤S400：根据步骤S100和步骤300的模型，实时计算出工业机器人A与工业机器人B各连杆在空间内的位置，对工业机器人A和工业机器人B的连杆之间的最小距离进行求解，当最小距离小于设定阈值时，则认定工业机器人A和工业机器人B的距离过近，进行防碰撞控制。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤S100包括以下步骤：

步骤S101：建立工业机器人A的第一连杆模型：

工业机器人A的第一连杆轴线在基坐标系下的方程如下：

步骤S102：建立工业机器人A的第二连杆模型：

工业机器人A的第二连杆轴线在第二转轴坐标系下的方程如下：

将其转换到基坐标系下，方程为：