[发明专利]一种基于三维鼠标的协作机器人引导示教方法

摘要

本发明公开了一种基于三维鼠标的协作机器人引导示教方法,包括以下步骤:在上位机上安装人机交互软件,在机器人控制器中添加引导示教程序；将上位机与机器人控制系统连接,三维鼠标与上位机通讯,三维鼠标安装在机器人本体末端执行器上；人工在三维鼠标上施加不同大小和方向的力,引导机器人在相应的方向进行动作,机器人控制器将动作过程中的机器人的位姿、速度和加速度信息上传至上位机，上位机人机交互软件生成机器人动作程序文件；机器人运行生成的机器人动作程序文件，实现机器人动作的复现。采用本发明的引导示教方法能够使机器人示教更易操作、成本更低、通用性更强，而且可遥控操作。

主权项

1.一种基于三维鼠标的协作机器人引导示教方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、在上位机上安装人机交互软件，在机器人控制器中添加引导示教程序：在所述的人机交互软件的界面上设置有辅助按钮，通过单击辅助按钮可以选择引导示教过程中的示教模式、引导模式、机器人动作参考坐标系、进行机器人关节电机上电、断电、记录示教信息和生成机器人动作程序文件；所述的人机交互软件的内部程序包括两个线程，线程A用来接收三维鼠标的数据和向机器人控制器发送数据，具体步骤为：调用Windows API函数读取三维鼠标实时发送给上位机的数据和读取软件界面上被触发的辅助按钮数据，并将数据转化成与控制机器人动作相关的参量，以数组的形式通过socket通信，发送给机器人控制器；线程B用来接收机器人控制器传来的数据和生成机器人动作程序文件，具体步骤为：通过socket通信,接收机器人控制器上传的引导过程中机器人的位姿、速度、加速度信息，并以数组的形式保存，待引导结束后，软件自动对数据分析处理，去除冗余示教点，分段得出机器人在运行过程中的最大速度和最大加速度，并自动生成机器人动作程序文件；所述的引导示教程序利用与机器人控制器配套的开发环境软件，在机器人控制器原工程项目中编写添加引导示教工程项目，并下载到机器人控制器中；所述的引导示教工程项目包括三个部分：通信程序1、通信程序2和主程序，通信程序1利用socket通信接收上位机人机交互软件的线程A发来的数据，通信程序2利用socket通信向上位机发送数据，由人机交互软件的线程B接收；主程序对通信程序1接收的数组形式的数据进行处理，调用机器人控制器内部函数根据处理后的数据控制机器人实时动作，同时读取引导过程中机器人的位姿、速度和加速度信息，以数组形式通过通信程序2发送给上位机人机交互软件；步骤二、上位机与机器人控制系统中的机器人控制器通过网线相连接，机器人控制器与伺服驱动器相连，伺服驱动器与机器人本体的关节电机相连，与机器人控制器配套的机器人示教器与机器人控制器相连，三维鼠标的无线接收器连接到上位机的USB接口，根据工作任务需要将三维鼠标安装在机器人本体末端执行器上或者将三维鼠标脱离机器人，遥控引导机器人动作；步骤三、在上位机上运行人机交互软件；通过机器人示教器上的钥匙开关将机器人控制器切换到外部自动模式；点击三维鼠标按键设定示教模式、引导模式和机器人动作参考坐标系；点击三维鼠标按键给机器人关节电机上电，按照工作任务操纵三维鼠标，引导机器人本体末端执行器进行平移或旋转，到达特定的示教点或移动特定的轨迹，同时通过点击三维鼠标按键记录引导过程中机器人在特定示教点处的位姿或在特定轨迹中的位姿、速度和加速度信息，点击按键断电停止引导，引导结束后，点击按键，上位机人机交互软件对数据进行分析处理，去除冗余示教点、分段得出机器人在运行过程中的最大速度和最大加速度，并生成复现引导过程中机器人动作的机器人动作程序文件，保存在上位机D盘根目录下。步骤四、在上位机的D盘根目录下查看人机交互软件生成的机器人动作程序文件，通过U盘将程序文件拷贝到机器人控制器中，将机器人控制器切换到手动模式，在管理员权限下加载机器人程序并运行；将机器人控制器切换到自动模式，运行机器人程序，从而实现引导过程中机器人动作的复现；步骤五、若机器人复现动作平稳，复现轨迹满足工作要求，则断开上位机与三维鼠标、机器人控制器的连接，收起三维鼠标；若复现效果不满足工作要求，则重复步骤三到步骤五，直到满足要求为止。