一种六轴工业机器人码垛方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种工业机器人技术，特别是一种六轴工业机器人码垛方法。
【背景技术】
[0002] 码盘码垛是工业机器人的常规应用之一，通常出现在数控机床的自动上下料系统 中。由于数控机床加工工件的各异、加工节拍及工序要求不同等因素，码盘的种类也各不相 同。在此种情况下，如何简易、精确地寻求码盘上各孔位的位置是工业机器人码垛的重要前 提。目前，除使用工业机器人进行码盘逐点示教外，尚未有简易可行、定位精确的码盘码垛 方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种简易可行、精确的六轴工业机器人的码盘码垛方法， 能够快速的实现工业机器人在各种孔数码盘上的精确码垛。
[0004] 实现本发明的技术方案为：
[0005] 步骤1，于码盘上确定三个基准点〇口1、〇口2、〇口3，其中〇口1与〇口2间的连线1^口1-〇口2 垂直于cpl与cp3间的连线Lcpl-cp3，
[0006] 步骤2,六轴工业机器人分别于基准点cpl、cp2、cp3处示教基准点坐标，生成以cpl 为坐标原点、Lcpl-cp2和Lcpl-cp3为坐标轴的码盘坐标系，
[0007] 步骤3,在码盘坐标系中示教出三个顶点放料孔位置al(l，l)、a2(m，l)、a3(l，n#P 一个相对中心放料孔位置
，其中m为码盘放料孔的行数，η为码盘放料 孔的列数
[0008] 步骤4，推导位置计算公式，获取码盘坐标系下的任意一放料孔位置a( i，j )，其中i 是码盘上放料孔行的索引值，j e η是是码盘上放料孔列的索引值；
[0009] 其中a(i，j)在码盘坐标系中表示为
[0012] 其中，&(1，」_)^、&(1，」_).7、 &(1，」_).2为&(1，」_)在码盘坐标系中的父、￥、2轴的取值，
[0013] al.x、al.y、al .2、&2.叉、&2.；7、&2.2、&3.叉、&3.；7、&3.2、&0.叉、&0.；7、&0.2分别为步骤 3所示的三个顶点和相对中心点放料孔坐标在码盘坐标系中的X、Y、Z轴的取值，
[0014] a(i，j) .a、a(i，j) .b、a(i，j) .c为a(i，j)在码盘坐标系对X、Y、Z轴的角分量，al .a、 al · b、al · c、a2 .a、a2 · b、a2 · c、a3 .a、a3 .b、a3 · c、a0 .a、a0 .b、a0 · c分别为步骤3所不的三个顶 点和相对中心点放料孔在码盘坐标系对X、Y、Z轴的角分量。
[0015] 步骤5,机器人运行码盘坐标系，调用码盘任一放料孔位置进行放料。
[0016] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：（1)不需复杂的算法及工具，整个过程简 易可行，精确度高；（2)该方法不受码盘种类限制，可移植性强；（3)该方法可拓展至多关节 工业机器人的码盘码垛应用。
[0017] 下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。
【附图说明】
[0018] 图1是码盘的结构示意图。
[0019] 图2是码盘的基准点选择示意图。
[0020] 图3是码盘的码盘坐标系不意图。
[0021 ]图4是码盘的放料基准点示意图。
[0022]图5是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0023] 结合图5,一种六轴工业机器人的码盘码垛方法，包括以下步骤：
[0024]步骤1，利用直角三角板，在码盘上（如图1所示）确定三个基准点cpl、cp2、cp3，使 直线Lcpl_cp2垂直于直线Lcpl_cp3,且使直线Lcpl_cp2和直线Lcpl_cp3分别近似平行于机 器人的X轴和Y轴，如图2所示。
[0025]步骤2,利用三个基准点cpl、Cp2、cp3在机器人的示教器中建立码盘坐标系，如图3 所示：
[0026] 1)选择三点(含原点)示教法；
[0027] 2)首先示教原点cpl坐标；
[0028] 3)将机器人沿着X轴运动到基准点cp2,示教cp2坐标；
[0029] 4)将机器人沿着XY平面运动到基准点cp3,示教cp3坐标；
[0030] 5)生成码盘平面坐标系。
[0031]步骤3,在码盘平面坐标系中，精确的示教出码盘上三个顶点放料孔位置al(l，l)、 &2(111，1)、&3(1，11)和一个相对中心放料孔位置〇0([_/?/2」+1，[/；/2」+丨)，如图4所示，其中111为 码盘放料孔的行数，η为码盘放料孔的列数。
[0032]步骤4,推导码盘放料孔a(i，j)位置计算公式如下：
[0034] 其中，&(1，]_)^、&(1，]_).7、 &(1，]_).2为&(1，]_)在码盘坐标系中的父、￥、2轴的取值，
[0035] al.x、al.y、al .2、&2.叉、&2.；7、&2.2、&3.叉、&3.；7、&3.2、&0.叉、&0.；7、&0.2分别为步骤 3所示的三个顶点和相对中心点放料孔在码盘坐标系中的X、Y、Z轴的取值，
[0036] a(i，j) .a、a(i，j) .b、a(i，j) .c为a(i，j)在码盘坐标系对X、Y、Z轴的角分量，al .a、 al · b、al · c、a2 .a、a2 · b、a2 · c、a3 .a、a3 .b、a3 · c、a0 .a、a0 .b、a0 · c分别为步骤3所不的三个顶 点和相对中心点放料孔在码盘坐标系对X、Y、Z轴的角分量。
[0037] 步骤5,机器人运行码盘坐标系，输入码盘放料孔行数m和列数n、索引值i和j，调用 码盘任一放料孔a (i，j)位置进行放料。
【主权项】
1. 一种六轴工业机器人码垛方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，于码盘上确定三个基准点cpl、cp2、cp3,其中cpl与cp2间的连线Lcpl-cp2垂直 于cpl与cp3间的连线Lcpl_cp3; 步骤2,六轴工业机器人分别于基准点cpl、cp2、cp3处示教基准点坐标，生成以cpl为坐 标原点、Lcpl-cp2和Lcpl-cp3为坐标轴的码盘坐标系； 步骤3，在码盘坐标系中示教出三个顶点放料孔位置al (1，1)、a2(m，1)、a3( 1，n)和一个 相对中心放料孔位置《0(1^/2」+1扣/2」+ 1)，其中!11为码盘放料孔的行数，11为码盘放料孔的 列数； 步骤4,推导位置计算公式，获取码盘坐标系下的任意一放料孔位置a(i，j)，其中iem 是码盘上放料孔行的索引值，j e η是是码盘上放料孔列的索引值； 其中a (i，j)在码盘坐标系中表示为^ ~|~，d \ 丄，j y · Λ·、cx \ 丄，jy·)、cx \ 丄，j y ·乙 j cx \ 丄，j y 'j ι · 'ι i r. ~|~yv、丄、111_| 11-i.， al · x、al · y、al · z、a2 · x、a2 · y、a2 · z、a3 · x、a3 · y、a3 · z、aO · x、aO · y、aO · z分别为步骤3所 示的三个顶点和相对中心点放料孔在码盘坐标系中的X、Y、Z轴的取值， a(i，j) .a、a(i，j) .b、a(i，j) .c为a(i，j)在码盘坐标系对X、Y、Z轴的角分量， al · a、al · b、al · c、a2 .a、a2 · b、a2 · c、a3 · a、a3 · b、a3 · c、aO · a、aO · b、aO · c分别为步骤3所 示的三个顶点和相对中心点放料孔在码盘坐标系对X、Y、Z轴的角分量。 步骤5，机器人运行码盘坐标系，调用码盘任一放料孔位置进行放料。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述六轴工业机器人示教基准点坐标顺序 为： 首先示教cpl; 然后沿Lcpl-cp2移动至cp2处进行示教； 最后沿XY平面移动至cp3处进行示教。
【专利摘要】本发明提供一种六轴工业机器人码垛方法，包括：于码盘上确定三个基准点；六轴工业机器人分别于基准点处示教基准点坐标，生成码盘坐标系；在码盘坐标系中示教出三个顶点放料孔位置和一个相对中心放料孔位置；获取码盘坐标系中任意一放料孔位置；机器人运行码盘坐标系，调用任一放料孔位置进行放料。本发明简易可行、精确性高，能够快速的实现工业机器人在各种孔数码盘上的精确码垛。
【IPC分类】B25J9/16
【公开号】CN105619411
【申请号】CN201610166333
【发明人】李阳, 顾欢, 徐鹏, 郭旭东, 洪元, 李爱英, 王晶
【申请人】中国船舶重工集团公司第七一六研究所, 江苏杰瑞科技集团有限责任公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月22日