[发明专利]用于对工件进行操作的机器人系统和方法

摘要

本申请涉及用于对工件进行操作的机器人系统和方法。一种机器人系统包括机器人和处理器，该处理器被配置为自动地生成针对机器人的末端执行器的运动的总体规划以用于对物理环境中的工件的操作表面进行操作。总体规划基于工件的计算机辅助设计(CAD)模型并且基于机器人的机械臂距多个作业路径点中每一个处的到达距离来限定末端执行器的运动路径，该多个作业路径点在总体规划中限定并且对应于工件上的基准标记。处理器将机器人对准到工件，反复调整在全局图中的近似工件位置直到与物理环境中的实际工件位置相匹配，并且构建并执行机械臂轨迹从而使末端执行器沿总体规划中限定的运动路径对操作表面进行操作。

主权项

1.一种用于对工件(300)进行自动操作的机器人系统(100)，包括：至少一个机器人(102)，所述至少一个机器人通信地耦接至包括处理器(204)的数据处理系统(200)并且具有机械臂(106)和耦接至所述机械臂(106)的末端执行器(110)；处理器(204)，所述处理器被配置为针对所述末端执行器(110)的运动自动地生成总体规划(222)以用于对定位于物理环境(350)中的工件(300)的操作表面(308)进行操作，所述总体规划(222)是基于所述工件(300)的计算机辅助设计(CAD)模型(208)，并且所述总体规划至少部分基于所述机器人(102)的所述机械臂(106)距多个作业路径点(228)中的每一个处的到达距离来限定所述末端执行器(110)的运动路径(238)，所述多个作业路径点包含在所述总体规划(222)中、对应于安装在所述工件(300)上且以所述CAD模型(208)进行表示的多个基准标记(316)；所述处理器(204)被配置为针对所述基准标记(316)中的每一个自动执行以下顺序的步骤：当所述机器人(102)正在朝所述基准标记(316)前方的接近路径点(226)驱进和/或正处于所述接近路径点处时将所述机器人(102)对准到所述物理环境(350)中的所述工件(300)，并且反复地调整镶嵌工件碰撞几何体(218)在所述物理环境(350)的全局图(242)内的位置，除非或者直到所述镶嵌工件碰撞几何体(218)在所述全局图(242)内的近似工件位置(244)与当所述机器人(102)正在朝对应于所述基准标记(316)的作业路径点(228)驱进和/或正处于所述作业路径点处时所述物理环境(350)中的实际工件位置(306)基本匹配；在所述机器人(102)处于所述作业路径点(228)时构建机械臂轨迹(240)，以用于沿与所述作业路径点(228)相关联的所述运动路径(238)执行所述末端执行器(110)的一系列运动；并且执行所述机械臂轨迹(240)并使所述末端执行器(110)对所述工件(300)的所述操作表面(308)的一部分进行操作，所述工件的所述操作表面的一部分对应于在所述作业路径点(228)处针对所述机器人(102)限定的所述总体规划(222)中的部分。