[发明专利]一种工业机械臂智能化路径规划装置及方法

说明书

本发明涉及工业机械臂领域，具体涉及一种工业机械臂智能化路径规划装置及方法，包括加工工件、视觉系统、智能控制系统、机械臂、工作站，所述视觉系统包括视觉模块、A/D转换器和快速标定模块；所述智能控制系统包括图像学习模块、路径规划模块、坐标转换模块、逆运动学模块、电机控制模块，所述工作站模块包括工作服务器和显示器；所述机械臂模块包括基座、N个关节、与所述关节匹配的N个电机，以及加工装置。所述视觉系统被配置为通过视觉模块采集加工工件表面信息，通过三维视觉技术将加工工件的型面三维信息形成点云，再形成三维型面数据；所述智能控制系统被配置为基于所述视觉系统采集的信息控制机械臂的动作；所述工作服务器被配置用于机械臂参数调节，其内置机械臂控制平台软件，用于控制机械平台，显示器用于显示可控参数；该工业机械臂提高了现有机器人工作的自动化与加工效率、精度，实现了机械臂路径规划的智能化。

技术领域

本发明涉及工业机械臂领域，具体涉及一种工业机械臂智能化路径规划装置及方法。

背景技术

工业机械臂定义为“其操作机是自动控制的，可重复编程、多用途，并可以对3个以上轴进行编程。它可以是固定式或者移动式。在工业自动化应用中使用”。操作机又定义为“是一种机器，其机构通常由一系列相互铰接或相对滑动的构件所组成。它通常有几个自由度，用以抓取或移动物体(工具或工件)。目前，工业机械臂在机械加工领域应用越来越广泛，尤其是在汽车加工行业。目前，工业机械臂路径规划基本采取人工调试方式，在确定加工路径之后，对机械臂进行逆运动学分析，将加工工步分解到各环节中，进而对运动路径进行更改。然而人工调试带来的结果是工业生产效率降低、运动精度降低，甚至在调试过程中，带来加工误差的叠加，导致出现次品、废品，从而影响加工精度、效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业机械臂智能化路径规划装置及方法，该工业机械臂能够提高现有机器人工作的自动化与加工效率、精度，实现了机械臂路径规划的智能化。

本发明具体采用以下技术方案来实现上述技术目的：

一种工业机械臂智能化路径规划装置，包括加工工件、视觉系统、智能控制系统、机械臂、工作站；

所述视觉系统包括视觉模块、A/D转换器和快速标定模块；

所述智能控制系统包括图像学习模块、路径规划模块、坐标转换模块、逆运动学模块、电机控制模块，

所述工作站包括工作服务器和显示器；

所述机械臂包括基座、N个关节、与所述关节匹配的N个电机，以及加工装置；

所述视觉系统被配置为通过视觉模块采集加工工件表面信息，通过三维视觉技术将加工工件的型面三维信息形成点云，再形成三维型面数据；具体的，通过A/D转化器将所述三维型面数据传输至快速标定模块，所述快速标定模块将所述三维型面数据与预先存储的加工模型型面数据进行对比，并将所述三维型面数据与该预先存储的加工模型型面数据之差转换为预处理的样本集；

所述智能控制系统被配置为基于所述视觉系统采集的信息控制机械臂的动作，具体的，所述快速标定模块的输出端连接所述图像学习模块输入端，将所述样本集作为输入至所述图像学习模块，通过所述图像学习模块内置的图像识别模型对所述样本集做出判断；所述图像学习模块的输出端连接所述路径规划模块的输入端，所述路径规划模块基于上述判断的信息形成新的运动路径，并将所述新的运动路径输出至所述坐标转换模块，所述坐标转换模块将所述新的运动路径与上次加工的运动路径作比较，并计算出加工曲线的补偿值，所述补偿值被传输至所述逆运动学模块，形成关节运动补偿量；所述关节运动补偿量被传输至电机控制模块，通过所述电机控制模块形成补偿控制信号；

所述工作服务器被配置用于机械臂参数调节，其内置机械臂控制平台软件，用于控制机械平台，显示器用于显示可控参数；