机器人折弯实时跟随方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种机器人折弯实时跟随方法，包括：步骤a，获取机器人末端在折弯开始点时处于折弯坐标系下的位姿值；步骤b，接收折弯刀位移检测装置的检测结果，并据此获得折弯刀在一个预定采样周期内的位移量，计算出折弯刀的移动速度；步骤c，确定机器人末端在折弯跟随过程中处于折弯坐标系下的实时位姿值；步骤d，将机器人末端在折弯坐标系下的实时位姿值转换成世界坐标系下的实时位姿值，根据该世界坐标系下的实时位姿值计算机器人的关节角度，将计算出的机器人关节角度发送给机器人驱动装置。本发明还公开了一种实现机器人折弯实时跟随的装置。本发明实现了机器人在折弯过程中的高精度实时跟随，从而提高了机器人的折弯质量，并提升了工作效率。
【专利说明】机器人折弯实时跟随方法及其装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人技术，尤其涉及机器人折弯实时跟随方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 采用人工折弯板材，工人需要在每次折弯的时候托着板材向上抬起，此动作非常 费力，劳动强度大、生产效率低，且人的托举运动轨迹并不能很好的跟踪板材移动，折弯效 果也难于保证。而机器人非常擅长重复的工作，将折弯路径做好后，让机器人根据指令运 动，实现自动化的无人作业，可提高生产效率。机器人折弯需根据折弯刀的移动托着板材同 步运动，避免折弯过程中由于重力作用导致的板材变形和折弯质量差的问题。在此过程中， 折弯机器人需要精确地实时跟随折弯机的折弯进给速度和轨迹，否则极小的跟随误差都会 使得折弯精度大大降低甚至会导致折弯工件变形，影响折弯质量和效率。因此机器人折弯 实时跟随技术是一项关键技术。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种机器人的折弯实时跟随方法，该方法具 有较高的跟随精度。
[0004] 本发明还提供了一种实现机器人的折弯实时跟随的装置。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种机器人折弯实时跟随方法，包括：
[0006] 步骤a，获取机器人末端在折弯开始点时处于折弯坐标系下的位姿值 PO (L2, Ytl, Ztl, Atl, 0, Ctl);所述的折弯坐标系以折弯机刀槽口部的纵向中心线的延伸方向作为 Y轴方向，以折弯刀的移动方向作为Z轴方向，X轴方向由Y轴方向和Z轴方向根据右手法 则确定；该折弯坐标系的原点为所述的折弯机刀槽口部的纵向中心线上的任意一点；L2为 机器人折弯开始点距折弯坐标系原点的距离；
[0007] 步骤b，接收折弯刀位移检测装置的检测结果，并据此获得折弯刀在一个预定采样 周期At内的位移量Λ1，计算出折弯刀的移动速度v〇 :v〇 = ΛΙ/At ;
[0008] 步骤C，确定机器人末端在折弯跟随过程中处于折弯坐标系下的实时位姿值 P(X，Y，Z，A，B，C)，其中：
【权利要求】
1. 一种机器人折弯实时跟随方法，其特征在于，包括： 步骤a，获取机器人末端在折弯开始点时处于折弯坐标系下的位姿值PO(L2,YyZyA& 0,Q);所述的折弯坐标系以折弯机刀槽口部的纵向中心线的延伸方向作为 Y轴方向，以折弯刀的移动方向作为Z轴方向，X轴方向由Y轴方向和Z轴方向根据右手法 则确定；该折弯坐标系的原点为所述的折弯机刀槽口部的纵向中心线上的任意一点；L2为 机器人折弯开始点距折弯坐标系原点的距离； 步骤b，接收折弯刀位移检测装置的检测结果，并据此获得折弯刀在一个预定采样周期At内的位移量A1，计算出折弯刀的移动速度v〇 :v〇 =Al/At; 步骤c，确定机器人末端在折弯跟随过程中处于折弯坐标系下的实时位姿值P(X，Y，Z，A，B，C)，其中：
0为当前折弯角的一半，
；L1为折弯机刀槽口部的宽度的一半；h为 当前折弯深度，满足〇 <h<H;H为待折弯板材的最终折弯深度，h是基于上述的折弯刀移 动速度v0通过迭代算法计算获得； 步骤d，将机器人末端在折弯坐标系下的实时位姿值转换成世界坐标系下的实时位姿 值，根据该世界坐标系下的实时位姿值计算机器人的关节角度，将计算出的机器人关节角 度发送给机器人驱动装置。
2. 如权利要求1所述的机器人折弯实时跟随方法，其特征在于，所述的当前折弯深度h 通过迭代启发式算法获得，具体包括以下步骤： 由剩余路程量Si获得偏差速度
其中，Si=L- 1pL为折 弯刀在整个折弯过程中的总位移量，^为折弯刀当前已走过的当前位移量；a为预设的加速 度，k为调整比例系数，k= 1?2 ; 根据上一步骤计算出的偏差速度Av求出机器人的理论跟随速度Vs:Vs=vO+Av; 获得机器人的实际跟随速度vi+1:
根据机器人的实际跟随速度获得当前折弯深度h:
3. 如权利要求1所述的机器人折弯实时跟随方法，其特征在于，所述的折弯刀位移检 测装置为光栅尺。
4. 一种实现机器人折弯实时跟随的装置，其特征在于，包括： 起始位姿获取单元，用于获取机器人末端在折弯开始点时处于折弯坐标系下的位姿值PO(L2,YyZyA& 0,Q);所述的折弯坐标系以折弯机刀槽口部的纵向中心线的延伸方向作为 Y轴方向，以折弯刀的移动方向作为Z轴方向，X轴方向由Y轴方向和Z轴方向根据右手法 则确定；该折弯坐标系的原点为所述的折弯机刀槽口部的纵向中心线上的任意一点；L2为 机器人折弯开始点距折弯坐标系原点的距离； 折弯刀速度计算单元，用于接收折弯刀位移检测装置的检测结果，并据此获得折弯刀 在一个预定采样周期At内的位移量A1，计算出折弯刀的移动速度v0 :v0 =A1/At; 实时位姿确定单元，用于确定机器人末端在折弯跟随过程中处于折弯坐标系下的实时 位姿值？(父八，2^，8,〇，其中：
9为当前折弯角的一半，9zatar^O^h) ;L1为折弯机刀槽口部的宽度的一半；h为 当前折弯深度，满足〇 <h<H;H为待折弯板材的最终折弯深度，h是基于上述的折弯刀移 动速度v0通过迭代算法计算获得； 转换单元，用于将机器人末端在折弯坐标系下的实时位姿值转换成世界坐标系下的实 时位姿值，根据该世界坐标系下的实时位姿值计算机器人的关节角度，将计算出的机器人 关节角度发送给机器人驱动装置。
5. 如权利要求4所述的实现机器人折弯实时跟随的装置，其特征在于，所述的实时位 姿确定单元进一步包括： 偏差速度获取子单元，用于由剩余路程量Si获得偏差速度Av:
其中，Si=L- 1 ,，L为折弯刀在整个折弯过程中的总位移量，^为 折弯刀当前已走过的当前位移量；a为预设的加速度，k为调整比例系数，k= 1?2 ; 理论跟随速度获取子单元，用于根据上一步骤计算出的偏差速度Av求出机器人的理 论跟随速度
实际跟随速度获取子单元，用于获得机器人的实际跟随速度vi+1:
当前折弯深度获取子单元，用于根据机器人的实际跟随速度获得当前折弯深度h:
实时位姿值获取子单元，用于确定机器人末端在折弯跟随过程中处于折弯坐标系下的 实时位姿值？(乂，￥，2，八，8,〇，其中：
0为当前折弯角的一半，
；L1为折弯机刀槽口部的宽度的一半。
6.如权利要求4所述的实现机器人折弯实时跟随的装置，其特征在于，所述的折弯刀 位移检测装置为光栅尺。
【文档编号】B25J11/00GK104475504SQ201410614071
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】周朔鹏, 熊圆圆, 邓洪洁, 乔正, 卢晓荣 申请人:上海新时达电气股份有限公司, 上海新时达机器人有限公司