[发明专利]用于工业机器人调试的方法、使用该方法的工业机器人系统和控制系统

说明书

本公开涉及一种用于工业机器人调试的方法、使用该方法的工业机器人系统和控制系统。该方法包括：将末端执行器附接至工业机器人；以柔顺的方式使工业机器人移动，直到末端执行器的触笔接触触摸屏上的点；当末端执行器的触笔接触触摸屏的点时，记录末端执行器的触笔在工业机器人坐标系中的位置；记录触摸屏上的接触点在触摸屏坐标系中的位置；重复上述步骤以用于触摸屏上的至少另两次接触；以及基于末端执行器触笔的至少三个位置和接触点的至少三个位置来计算工业机器人坐标系与触摸屏坐标系之间的关系。经校准的触摸屏适合用作多功能工具以用于各种类型的工业机器人调试、例如绝对准确度校准、手眼校准和路径生成与修正。

技术领域

本发明涉及程序控制的工业机器人，并且特别地涉及用于工业机器人调试的方法、使用该方法的工业机器人系统和控制系统。

背景技术

工业机器人调试在当前的机器人应用中是枯燥乏味的、重复的、依赖于操作者的。特别地，在机器人单元搭建、恢复和复制上花费相当多的工程时间和精力。已提出用于工业机器人调试的很多解决方案，并且为各种调试任务设计了各种解决方案，诸如工具中心点(TCP)校准、工作对象校准、机器人运动学校准、手眼校准和路径生成与修正。

专利WO 2006079617 A1公开一种用于具有工具的机器人的TCP校准装置，其具有基于确定的位置来计算机器人工具的中心点的位置的计算模块。装置具有用于捕获机器人工具的针对多个不同工具取向的图像的照相机，和用于基于图像来确定机器人工具在取向上的位置的图像处理单元。计算模块基于所确定的位置来计算机器人工具的中心点的位置。

为了执行绝对准确度校准的不同任务，例如优化工业机器人的运动学参数，专利EP 1120204 A2教导工业机器人校准涉及使用被相对于机器人基座校准的测量触笔将机器人移动到具有已知绝对坐标的三个或更多参考标记和使用参考标记来确定机器人的姿态。机器人的针对参考标记的相对坐标通过坐标变换被变换成绝对坐标。

进一步的不同任务是关于在机器人单元中手眼校准固定照相机配置。目的是算出照相机与工业机器人基座之间的位置和取向关系。专利WO 2014161603 A1在其发明背景部分中描述了用以确定照相机的外在参数的传统途径是将照相机朝向2D(二维)棋盘校准。接着通过首先限定机器人TCP(工具中心点)并接着将指向工具轻推至棋盘的限定工作对象的点而手动地指明对应的框架。接着照相机的坐标系与机器人的坐标系之间的关系可以被确定。

又另一不同任务涉及通过工业机器人编程进行的路径生成和修正。WO2004108363 A1谈到了用于例如工业机器人的、基于运行程序指令之后获得的姿态与期望的姿态之间的差异，通过调整微调坐标系来进行的微调。在针对微调坐标系中的选定的姿态产生指令之前，在该系统中计算出选定的姿态。在确定运行程序指令之后所获得的姿态与期望的姿态之间的差异之前，由机器人运行程序指令。基于差异来调整微调坐标系。

期望一种用于多个任务的工业机器人调试系统。例如，调试工程师希望看到用于各种调试任务的功能在一个工业机器人单元中实施，例如TCP校准、绝对精度校准、手眼校准和路径生成与修正。然而，在一个机器人单元中将用于各种调试任务的各种系统单纯地并置具有缺点，例如相对高的系统复杂性和成本。另外，将各种调试系统放到一起使得机器人单元占据相对大的空间。

发明内容