一種工業機器人附加軸功能的開發方法

2023-05-29 16:37:51 1

一種工業機器人附加軸功能的開發方法
【專利摘要】本發明公開了一種工業機器人附加軸功能的開發方法，其特徵在於：所述的開發方法預先建立一種一定數量的虛擬仿真軸，完成整個機器人及附加軸的軟體功能；在實際應用時，根據客戶的應用需要將相應數量的虛擬軸以實軸進行更換，從而實現附加軸的快速開發。由於採用上述的方法，本發明的優點在於：1、在不具備實際硬體的條件下，為附加軸功能的測試提供了必要的條件；2、附加軸的數量不會影響軟體的架構，增加物理附加軸後對軟體的修改量很小；3、程序移植性好，無需重複開發；4、縮短了向終端客戶的交貨時間。
【專利說明】一種工業機器人附加軸功能的開發方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業機器人的設計與製造，特別涉及一種工業機器人附加軸功能的開 發方法。
【背景技術】
[0002]目前現有工業機器人附加軸功能的開發步驟是:1、終端客戶根據實際的應用需求 向機器人製造商提出技術開發指標；2、機器人製造商根據客戶需要，為其定製相應的軟體 以滿足客戶的應用需要；3、機器人製造商對開發出的附加軸功能進行120h的在線測試，不 間斷地檢驗軟體功能的穩定性，根據測試結果對軟體進行修改完善；4、將完成測試的、滿足 客戶需求的工業機器人附加軸軟體交付客戶進行應用生產。
[0003]由於事先不知道終端客戶的應用需求，機器人製造商臨時根據特殊功能開發軟 件，造成軟體的一致性差，不易維護；並且終端客戶要求的交貨周期短，因此留給機器人制 造商的開發時間少。在軟體開發完成後，製造商還需要對開發的軟體進行120h的在線測 試，延長軟體的交付周期。
[0004]針對上述的問題，提供一種新型的開發方法，縮短工業機器人附加軸功能的開發周期。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是，提供一種工業機器人附加軸功能的開發方法，以 達到縮短工業機器人附加軸功能開發周期的目的。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是，一種工業機器人附加軸功能的開發方法， 其特徵在於:所述的開發方法預先建立一種一定數量的虛擬仿真軸，完成整個機器人及附 加軸的軟體功能；在實際應用時，根據客戶的應用需要將相應數量的虛擬軸以實軸進行更 換，從而實現附加軸的快速開發。
[0007]所述的開發方法將標準工業機器人在6個自由度上的關節軸建為實際軸，其硬 件的節點依次為IF6.ST2、IF6.ST3、IF6.ST4，同時將三個附加軸gAxisAuxl、gAxisAux2、 gAxisAux3建為虛擬軸，虛擬軸的虛擬節點為依次為SDC_IF1.ST7、SDC_IF1.ST8、SDC_IF1.ST9，建立的三個虛擬軸與實軸同時進行運動規劃，並同步到達目標點；建立虛擬的仿真軸， 在增加附加軸功能時根據終端客戶的需求，將虛擬軸更換為相應的實軸，並進行相應的配 置更改從而快速滿足客戶需要。
[0008]所述的仿真軸具備實軸相同的減速比、關節限位、關節的最大運動速度、最大加速度。
[0009]所述的開發方法在每個工業機器人中預先開發了 Simple類型、Robot類型、 External類型等三個附加軸功能。
[0010]所述的開發方法中工業機器人的位置數據為:
[0011]帶附加軸功能的機器人位置=機器人的位置(工具中心點的位置或6個關節位置)+附加軸的位置。
[0012]一種工業機器人附加軸功能的開發方法，由於採用上述的方法，本發明的優點在 於:1、在不具備實際硬體的條件下，為附加軸功能的測試提供了必要的條件；2、附加軸的 數量不會影響軟體的架構，增加物理附加軸後對軟體的修改量很小；3、程序移植性好，無需 重複開發；4、縮短了向終端客戶的交貨時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明；
[0014]圖1為本發明一種工業機器人附加軸功能的開發方法中附加軸功能的使用流程 圖。
【具體實施方式】
[0015]通過對附加軸現場應用的長期調研結果，附加軸一般可以分為以下三種類型:1、 Simple類型:與機器人獨立,其典型應用是伺服焊槍功能；2、Robot類型:與機器人一起構 成整體，其典型應用是滑動導軌；3、External類型:機器人的運動軌跡受外部附加軸影響， 其典型應用變位機。
[0016]本發明根據附加軸的應用情況，提前將以上三種類型的附加軸功能進行開發及 120h測試。首先在軟體功能開發時，通過建立虛擬軸(該虛擬軸具備實軸的特性)以滿足軟 件功能的開發及測試，從而減少終端客戶訂貨後的軟體開發及測試時間；接著在機器人軟 件功能開發完成以後，根據通常的應用情況(Simple類型、Robot類型、External類型)用 實際的電機軸代替相應的虛擬軸測試軟體功能；當終端客戶訂貨後，只需根據其需要開放 相應的軟體功能包交貨即可。
[0017]本發明的核心在於提供一種簡單高效、移植性好、維護簡單的附加軸開發方法。其 具體的技術方案如下:
[0018](I)預先建立一種一定數量的虛擬仿真軸，完成整個機器人及附加軸的軟體功能。 在實際應用中，根據客戶的應用需要將相應數量的虛擬軸以實軸進行更換，從而實現附加 軸的快速開發。
[0019]一般情況下，標準的機器人有6個自由度，故將6個關節軸建為實際軸，其硬體的 節點依次為 IF6.ST2、IF6.ST3、IF6.ST4。
[0020]將三個附加軸(gAxisAuxl、gAxisAux2、gAxisAux3)建為虛擬軸,虛擬軸的虛擬節 點為依次為SDC_IF1.ST7、SDC_IF1.ST8、SDC_IF1.ST9，建立的三個虛擬軸與實軸同時進行 運動規劃，並同步到達目標點。
[0021](2)建立虛擬的仿真軸，該仿真軸具備實軸所具有的特性，例如減速比、關節限位、 關節的最大運動速度、最大加速度等屬性。
[0022](3)根據終端客戶的需求，例如附加軸的數量、附加軸的類型(伺服焊槍、滑軌、變 位機)，將虛擬軸更換為相應的實軸，並進行相應的配置更改從而快速滿足客戶需要。
[0023]本法的具體實施方法為:
[0024](I)進入附加軸的設定界面
[0025]在使用附加軸功能前，需要對附加軸進行相應的設置。為了方便客戶的使用，開發了附加軸設定引導界面及附加軸詳細參數設置頁面。
[0026](2)客戶根據應用需求確定相應數量的附加軸
[0027]通過對實際應用的調研，通常情況下附加軸的最大使用數量為3個，因此我們預 先開發了 3個附加軸功能。客戶可以在3個附加軸以內(包括3個附加軸)進行任意數量的 使用。例如，在伺服焊鉗應用中，通常使用伺服焊槍作為一個附加軸；在長距離搬運中，通常 設置滑軌作為機器人的一個附加軸功能。客戶可以根據需要方便地設定附加軸的數量，客 戶對附加軸數量的需求為2，並使用了兩個附加軸，第一個附加軸為伺服焊鉗，第二個附加 軸為行走軸。
[0028](3)設定附加軸的類型
[0029]通過對機器人附加好走市場應用的調研，附加軸的類型可以分為Simple類型、 Robot類型、External類型三種。
[0030](4)附加軸的點動功能
[0031]在附加軸點動頁面中，可以點動的附加軸的數量及類型由客戶在附加軸設置頁面 中進行設置，客戶定義了 3個附加軸依次為伺服焊槍、滑軌、變位機。通過點動按鍵Auxl， Aux2, Aux3就可以實現對附加軸的點動功能。
[0032](5)附加軸的示教及包含附加軸位置的機器人數據格式
[0033]完成附加軸的點動後，需要對機器人附加軸的位置進行示教，開發了附加軸的設 置窗口。機器人I?3號附加軸的位置顯示分別為47.90，-72.81，-37.22，通過示教將機器 人及附加軸的位置記錄在了點PT[494]中。增加附加軸後，機器人的位置數據格式為:帶附 加軸功能的機器人位置=機器人的位置(工具中心點的位置或6個關節位置)+附加軸的位置。
[0034]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式 的限制，只要採用了本發明技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其它場合的， 均在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種工業機器人附加軸功能的開發方法，其特徵在於:所述的開發方法預先建立一 種一定數量的虛擬仿真軸，完成整個機器人及附加軸的軟體功能；在實際應用時，根據客戶 的應用需要將相應數量的虛擬軸以實軸進行更換，從而實現附加軸的快速開發。
2.根據權利要求1所述的一種工業機器人附加軸功能的開發方法，其特徵在於:所述 的開發方法將標準工業機器人在6個自由度上的關節軸建為實際軸，其硬體的節點依次為 IF6.ST2、IF6.ST3、IF6.ST4,同時將三個附加軸 gAxisAuxl、gAxisAux2、gAxisAux3 建為虛 擬軸，虛擬軸的虛擬節點為依次為SDC_IF1.ST7、SDC_IF1.ST8、SDC_IF1.ST9，建立的三個虛 擬軸與實軸同時進行運動規劃，並同步到達目標點；建立虛擬的仿真軸，在增加附加軸功能 時根據終端客戶的需求，將虛擬軸更換為相應的實軸，並進行相應的配置更改從而快速滿 足客戶需要。
3.根據權利要求2所述的一種工業機器人附加軸功能的開發方法，其特徵在於:所述 的仿真軸具備實軸相同的減速比、關節限位、關節的最大運動速度、最大加速度。
4.根據權利要求1所述的一種工業機器人附加軸功能的開發方法，其特徵在於:所述 的開發方法在每個工業機器人中預先開發了 Simple類型、Robot類型、External類型等三 個附加軸功能。
5.根據權利要求1所述的一種工業機器人附加軸功能的開發方法，其特徵在於:所述 的開發方法中工業機器人的位置數據為:帶附加軸功能的機器人位置=機器人的位置(工具中心點的位置或6個關節位置)+附 加軸的位置。
【文檔編號】G05B17/02GK103576559SQ201310507391
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月24日 優先權日:2013年10月24日
【發明者】平國祥 申請人:安徽埃夫特智能裝備有限公司