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专利号: 2021102745216
申请人: 安徽工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2023-07-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于虚拟仿真体验的机器人示教方法,包括示教前准备、机器人手爪选择、示教及示教点记录、示教轨迹规划作业避障评判、示教轨迹规划路径距离合理性评价、机器人示教虚拟仿真系统开始操作、虚拟示教参数信息显示;机器人示教记录示教点,示教点包括机器人原点(21),作业临近点(22),作业开始点(23),作业结束点(24),作业规避点(25),其特征在于,虚拟机器人示教操作以生产齿轮泵为加工对象,布置3个加工工位,分别为轴加工、齿轮加工和泵体加工,1个装配工位,轴加工完毕放置到周转箱,齿轮和泵体加工完毕后,由输送线传输至齿轮泵装配工位,最后齿轮泵码放至仓储货架上,整个虚拟自动化生产过程中每个工位布置了2台机器人,需要完成机器人虚拟示教,基于虚拟仿真体验的机器人示教方法及系统,具体流程如下:

步骤一:开始,根据实际生产需求进行虚拟场景、加工机床装置、输送线及周转装置、操作工作台、仓储货架、机器人本体、机器人手爪和示教器建模、参数设置和工位布置,搭建有机器人作业的虚拟自动化生产现场;

步骤二:示教前准备,示教器认知,示教器又叫示教编程器,是人机交互接口,由电缆与机器人控制系统相连的手持式操作设备;示教器具有机器人手动操纵、编辑和运行程序、参数配置以及监控功能,是最常用的机器人控制装置;在示教过程中示教器将控制机器人的全部动作,并将示教器全部信息送入控制器的存储器中,是一个专用的智能终端;检查示教器各个按键是否正常;

步骤三:机器人手爪选择,根据机器人作业对象,选择机器人手爪并安装至机器人本体的作业前端;

步骤四:示教及示教点记录,机器人示教器选择示教模式,利用机器人示教器手动操作机器人各关节运动,使机器人末端工具中心点分别运动至各示教点,示教点包括机器人原点(21),作业临近点(22),作业开始点(23),作业结束点(24),作业规避点(25),并调整末端执行器的姿态至所需姿态,记录各程序点位姿,根据加工工艺要求选择相邻两点之间的插补形式,编制机器人运动程序并设置运动参数,示教器记录示教点;

步骤五:示教轨迹规划作业避障评判,机器人示教器选择回放模式,按动启动按钮,利用虚拟现实碰撞原理,若机器人示教回放过程中未产生碰撞,满足示教轨迹规划作业避障要求,继续往下执行,否则示教轨迹规划作业避障达不到要求,跳转至步骤四;

步骤六:示教轨迹规划路径距离合理性评价,对比系统中存储的参考示教轨迹规划路径距离,若示教轨迹规划路径距离大于系统中存储的参考示教轨迹规划路径距离,则跳转至步骤四,否则继续往下执行;

步骤七:机器人示教虚拟仿真系统开始操作,依次完成自动化生产线中每台机器人的虚拟示教,满足整个虚拟自动化生产线中机器人作业需求,在整个虚拟自动化生产开始时,机器人示教虚拟仿真系统开始操作,周而复始工作,使用虚拟现实技术下虚拟仿真系统的头盔、手柄控制器,漫游、交互体验在整个虚拟自动化生产环境中;

步骤八:虚拟示教参数信息显示,机器人示教的结果不唯一,作业过程显示机器人的关节和记录点位姿信息、末端工具中心运动速度;

步骤九:结束,整个虚拟自动化生产完成任务时,基于虚拟仿真体验的机器人示教系统停止运行。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟仿真体验的机器人示教方法,其特征在于,所述示教轨迹规划路径距离是机器人末端工具中心经过机器人原点(21)、作业临近点(22)、作业开始点(23)、作业结束点(24)、作业规避点(25),回到机器人原点(21)的封闭实际作业轨迹路径总和。