[发明专利]基于RoboDK的多机械臂协同离线编程方法

摘要

一种基于RoboDK的多机械臂协同离线编程方法，在RoboDK可视化界面中搭建多机械臂协同加工工作环境，根据实际工件处理需要确定协同运动类型并分配主从机工作任务，完成机械臂运动学分析并对指定的协同运动类型规划运动路径，结合RoboDK‑API接口函数和规划好的运动路径编写协同工作程序，运行程序并检测碰撞与路径偏差情况输出相应数据，根据输出的数据处理碰撞和路径偏差从而调整规划的运动路径达到最优运行效果，最后编写后置处理器程序，生成多机械臂协同实际可执行代码。本发明大幅度拓展了RoboDK的功能，为机械臂离线编程领域的发展提供了新的技术方案，缩短了多机械臂协同加工的研发周期，极大提高了生产加工效率。

主权项

一种基于RoboDK的多机械臂协同离线编程方法，具体步骤如下：步骤1：导入模型，建立坐标系，完成平台搭建；在RoboDK可视化界面中导入机械臂，末端执行器，加工工件的3D模型，配置机械臂的DH参数来建立完整的机械臂仿真模型，对各模型建立基坐标系并搭建父/子坐标系树，完成多机械臂协同仿真工作站搭建；步骤2：确定协同运动类型，规定主/从机数量，分配主/从机任务；首先根据实际的加工处理需要分析任务需求，根据单个机械臂末端执行器的相对运动把多机械臂协同运动分为三种类型，并行协同，耦合同步协同和组合同步协同；根据以上协同运动定义，结合任务要求来分配主机械臂和从机械臂的相应工作任务；步骤3：完成机械臂运动学分析，根据协同运动类型规划运行路径；根据机械臂固有参数，完成各机械臂运动学分析，依据机器人运动学的正解方程求出机械臂末端坐标系到基坐标系的变换关系，对耦合同步协同和组合同步协同类型规划运动轨迹；步骤4：利用步骤3的路径规划策略规划协同路径并结合RoboDK‑API函数编写协同控制程序，为各机械臂的运行程序开辟控制线程，实现同步协同控制；首先调用RoboDK‑API接口函数，获取各机械臂和工件的基坐标和末端执行器的姿态信息；完成机械臂相关运动学求解；设定各类协同任务开始执行的坐标点M；根据加工需要编并结合步骤3的协同路径规划策略编写主/从机械臂的运行代码；完成多机械臂仿真程序运行多线程时各机械臂间通信数据的互锁函数和同一时间轴下各机械臂同步等待函数的编写；为每个机械臂运行程序开辟独立线程；编写协同任务完成后的退出程序，设置停止信号；步骤5：运行机械臂协同控制程序，根据仿真界面检测碰撞和各机器人运行路径偏差情况；在运行仿真程序时，通过RoboDK可视化界面显示机械臂协同运行时出现的碰撞区域，输出碰撞区域的位置信息；显示各机械臂仿真运行路径，输出各机械臂运行时的完整运行曲线段；步骤6：根据步骤5运行情况调整步骤3的规划路径并在步骤4中完成相应的代码修改，最终实现较好的运行效果；根据步骤5中输出的碰撞区域位置信息和运行路径的位置信息，确定机械臂之间的碰撞程度；对碰撞程度较严重的区域重新规划该段路径；对碰撞程度较轻的区域,通过对该段路径上的离散点加权的方式修改运行路径；步骤7：编写并运行后置处理器脚本，把多机械臂协同控制的仿真程序转化为机械臂实际可执行代码并输出；编写后置处理器程序，完成RoboDK与实际机器人的通讯程序；调用实际机器人运行命令库和RoboDK‑API函数库，根据实际机械臂控制命令与仿真程序的控制命令之间的对应关系，结合实际机器人和RoboDK中仿真机器人之间的比例关系，把两者的控制命令整理成完整的对应关系；根据编写的后置处理器程序把完成步骤6后得到的仿真程序输出为实际机械臂可执行程序，通过此功能可以直接把仿真实验成果投入到实际机械臂操作中。