[发明专利]一种工业机器人控制器软件的实现方法和系统在审

专利信息
申请号: 202011183681.1 申请日: 2020-10-29
公开(公告)号: CN112356029A 公开(公告)日: 2021-02-12
发明(设计)人: 许中兴;武延军 申请(专利权)人: 中国科学院软件研究所
主分类号: B25J9/16 分类号: B25J9/16
代理公司: 北京君尚知识产权代理有限公司 11200 代理人: 邱晓锋
地址: 100190 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 工业 机器人 控制器 软件 实现 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种工业机器人控制器软件的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:

按照4个层次实现工业机器人控制器软件,所述4个层次包括:语言和API层,编译器和执行虚拟机层,指令实现层,运动控制层;

所述运动控制层包含3个子层,包括轨迹控制子层、机构控制子层、电机控制子层,所述3个子层将机器人的运动分成3个相对独立的控制领域。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述语言和API层中实现机器人编程语言以及编程接口,用户对机器人的编程完全通过所述语言和API层进行。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述编译器和执行虚拟机层实现编程语言的编译器和执行虚拟机,用于对用户程序进行执行。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述指令实现层实现编程语言提供的运动和控制指令所完成的具体行为。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所获是轨迹控制子层对每一条运动指令生成其对应的运动轨迹,由数学方法描述;生成的运动轨迹是操作空间中的轨迹,即是机器人工具中心点的运动轨迹。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,一条运动指令中规定的要素包括:目标点、速度、坐标系;需要生成的轨迹是一个由(时刻,位置,速度)三元组组成的序列,每隔1毫秒生成一个时刻t_i。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述机构控制子层将由数学方法描述的运动轨迹转化为机器人各个关节的角度的变化轨迹;每一个操作空间中的机器人工具中心点的位置都唯一转为一组机器人关节的角度值,机器人的关节处于该角度时,机器人工具中心点处于操作空间中的规定位置。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,利用机器人逆运动学将操作空间的位置和速度转化为关节空间中的位置和速度,利用逆动力学将操作空间中的速度和力转化为关节空间中的扭矩。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电机控制子层具体实现机器人各个关节的连续变化,运用各种控制算法控制机器人各个关节沿着规定的位置轨迹运动,从而实现机器人工具在操作空间的运动。

10.一种采用权利要求1~9中任一权利要求所述方法实现的工业机器人控制器软件系统,其特征在于,包括:语言和API层,编译器和执行虚拟机层,指令实现层,运动控制层;所述运动控制层包含3个子层,包括轨迹控制子层、机构控制子层、电机控制子层,所述3个子层将机器人的运动分成3个相对独立的控制领域。

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