[发明专利]用于确定多机器人的运动链序列的方法和系统

说明书

一种用于确定多机器人沿位置序列的运动链序列的系统和方法。接收关于机器人工具要到达的位置的输入。通过将一个链设置为在使用中来单独地考虑每个链，并且针对在使用中的每个链确定针对每个位置的可用配置。可用配置表示为图表的节点，该图表表示用于利用工具到达位置的可用机器人路径，同时允许在相同机器人路径内的不同链之间的切换。在考虑到位置的工作模态约束的同时，通过模拟无碰撞机器人轨迹来确定有效连接器。向连接器分配用于表示机器人在后续配置之间运动时的工作量的权重因子。通过考虑权重因子来确定有效路径中的最短机器人路径。根据最短路径来确定链序列。

技术领域

本公开内容一般地涉及管理用于产品和其他项目的数据的计算机辅助设计、可视化以及制造(“CAD”)系统、产品生命周期管理(“PLM”)系统、产品数据管理(“PDM”)系统和类似的系统(统称为“产品数据管理”系统或PDM系统)。更具体地，本公开内容涉及生产环境模拟。

背景技术

如今，工业机器人大多是单臂机器人。典型的单臂机器人具有多个关节(例如六个或更多个关节)但仅有一个单个运动链。在机器人运动链上，通常在机器人运动链的末端处，安装有用于执行机器人任务的工业工具。由工具执行的机器人任务的示例包括但不限于焊接、点焊、电弧焊、涂漆、涂覆、钻孔和铆接、激光切割、卷边以及由工具执行的其他类型的制造操作任务。机器人运动链的末端也可以称为工具中心点框架(“TCPF”)或工具中心点(“TCP”)。

属于新一代工业机器人的机器人称为双机器人。双机器人具有多个关节(例如八个或更多个关节)并且具有两个运动链。在每个运动链的末端处都安装有工业工具。

双机器人在本领域中还称为双TCP分支机器人、双TCP机器人、双臂机器人、双头机器人、双运动链机器人等。在本文中使用术语双机器人。具有三个运动链的工业机器人称为三重机器人。具有N个(其中，N≥2)运动链的工业机器人在本文中称为多机器人。在前述内容中讨论了双机器人，但技术人员容易理解，类似的考虑适用于具有三个或更多个运动链的机器人。

对于传统的“单臂”机器人，为了增加生产量需要制造设施：购买两个或更多个机器人；使用两个或更多个机器人控制器用于在两个或更多个机器人之间进行同步以免受碰撞并且维护两个或更多个机器人。

因此，为了在保持相同的工厂生产水平的同时降低成本，越来越多地使用双机器人以及更一般地多机器人替换两个或更多个传统的单臂机器人。

此外，可以有利地使用一个双机器人用于替换一个传统的单臂机器人。实际上，双机器人通过具有两个臂可以以较自由且更灵活的方式工作。此外，与一个具有工具更换器的单臂机器人相比，安装有两个工具而非一个工具的事实节省了周期时间。

用于离线验证和虚拟3D环境模拟的技术以及用于确定用于工业任务的最佳机器人配置的技术是已知的。

然而，这样的技术针对仅具有一个单个运动链的机器人场景，并且不适用于其中复杂性较高的具有两个或更多个运动链的机器人。因此，期望改进的技术。

发明内容