[发明专利]一种机器人安全工作控制方法

说明书

本发明涉及机器人安全工作控制技术领域，尤其涉及一种机器人安全工作控制方法。本发明提供的机器人安全工作控制方法，通过建立机器人的运动模型、操作人员的运动模型，获取二者运动过程中动态安全工作距离，在机器人工作过程中，采集操作人员的立体运动姿态，再获取操作人员与机器人之间的动态工作距离，判断该动态工作距离是否小于上述的动态安全工作距离，如果是，则控制机器人停止工作，以防止机器人和操作人员出现碰撞，可以大大降低安全事故的发生。

技术领域

本发明涉及机器人安全工作控制技术领域，尤其涉及一种机器人安全工作控制方法。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

随着制造业的转型升级，以及电子制造产业的发展，协作机器人成为热门话题。协作机器人指被设计成可以在协作区域内与直接进行交互的机器人，协作区域即为机器人与人类可以共同工作的区域。

2017年，协作机器人(cobots)开始引领机器人市场增长。根据BIS Research的研究数据显示，到2021年，协作机器人的市场销量将达到15万台，销售额有望增至20亿美元。一些产业开始将引入协作机器人作为寻求新的自动化未来的一种方式。

协作机器人可以用在很多场合，例如拾取和放置、设备看护、加工作业等。

对工人来说，手动拾取和放置应是当今重复性最高的任务之一了。枯燥乏味的操作很容易导致工人出错，而高度重复的肢体动作也容易导致身体的劳累和损伤。从拾取和放置任务开始应用协作型机器人对于减少工人的重复劳动是一个很好的开始。拾取和放置任务是指将工件拾取并放置在另一地点。实际生产中可以利用这项操作从托盘或传送带上拾取物品，用于包装或分拣。从传送带上拾取还需要先进的视觉系统支持。拾放类的协作机器人需要一个末端执行器来抓取物体，可以是夹具或真空吸盘装置。

产品的包装和码垛属于拾取和放置类别里的一个子类。产品离开工厂车间之前需要为运输进行适当准备，包括收缩包装、箱体装配和装载、箱体整理、放置托盘准备发运。这种类型的工作重复率高，且包含一些小型负载，十分适合用协作机器人取代人工作业。快速的产品更换是高低生产量混合的批量生产型企业的业务关键所在。这项应用要求利用传送带跟踪，以同步机器人和传送带的运动。对于外形不一致的产品，应用时还需要结合视觉系统。

加工作业是指任何需要利用工具操作工件的作业过程。协作机器人常用于胶合处理、分配和焊接过程。这其中的每种加工任务都要求使用工具重复完成固定路径。这些任务如果使用新员工需要投入大量时间进行训练，才能达到成品要求。而使用协作机器人后，可以通过在一台机器人上完成编程后复制给其他机器人。协作机器人同时还解决了工人完成的精度和重复操作的问题。传统的焊接机器人系统，通常需要操作人员具有非常专业的机器人编程和焊接知识。

在协作区域内，机器人和操作人员都处于动态运动过程中，机器人与操作人员容易出现碰撞现象，现有技术中，通常在机器人上设置近距离接触传感器，通过近距离接触传感器接触操作人员与机器人之间的静态距离，来控制机器人动作，防止机器人碰撞到操作人员，以免造成作业事故。但是由于操作人员和机器人都处于动态运动过程中，上述方案很难准确防止机器人碰撞到操作人员。

因此，在机器人与操作人员均在运动状态下，如何防止机器人碰撞到操作人员，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人安全工作控制方法，在机器人与操作人员均在运动状态下，如何防止机器人碰撞到操作人员。