本發(fā)明涉及機械人，特別涉及一種機器人系統(tǒng)及其控制方法、控制設備、可讀存儲介質。

背景技術：

1、scara機器人(selective?compliance?assembly?robot?arm，選擇順應性裝配機器手臂)一般具有四個軸和四個運動自由度(包括沿x，y，z方向的平移和繞z軸的旋轉自由度)。scara機器人在x，y方向上具有順從性，而在z軸方向具有良好的剛度，此特性特別適合于裝配工作。scara機器人可以應用在產線上以實現(xiàn)一些零部件的裝配、定位或者抓取等工作。一般在生產線上排列布置有多個scara機器人，由于常規(guī)的單臂scara機器人包括一個基座、通過驅動單元連接在基座上的第一機械臂和通過另一個驅動單元連接在第一機械臂上的第二機械臂，另外還包括實現(xiàn)移動和實現(xiàn)繞z軸的轉動的相關部件。

2、尤其是在一些特定的加工環(huán)節(jié)中，如果單臂scara機器人需要在距離較遠的兩區(qū)域之間進行循環(huán)作業(yè)，那么緊靠通過驅動單元將第一機械臂在兩區(qū)域之間移動需要花費大量時間，而且單臂scara機器人的尺寸規(guī)格也需要較大，這樣才能保證其具有足夠的運動自由度，但這樣無疑會大大增加成本。另外，在生產線上排列布置有多個scara機器人，如果每一個scara機器人都要在距離較遠的兩區(qū)域之間進行循環(huán)作業(yè)，將每一個scara機器人的尺寸規(guī)格均增大雖然能夠實現(xiàn)上述目標，但這樣花費在scara機器人上的成本過高，會導致生產成本增加。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明實施例所要解決的技術問題是提供了一種機器人系統(tǒng)及其控制方法、控制設備、可讀存儲介質，其能夠節(jié)約時間，提高生產效率，還能夠降低花費在機器人上的成本。

2、本發(fā)明實施例的具體技術方案是：

3、一種機器人系統(tǒng)，所述機器人系統(tǒng)包括：

4、基座機構，包括固定基座、基座旋轉件，所述基座旋轉件通過第一驅動單元驅動相對所述固定基座能以第一轉動軸進行轉動；

5、安裝在所述基座旋轉件上的第一機械臂機構；

6、安裝在所述基座旋轉件上的第二機械臂機構；

7、控制單元，所述控制單元用于控制所述機器人系統(tǒng)能具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式下，控制所述第一機械臂機構和所述第二機械臂機構處于能運行狀態(tài)，所述基座機構處于鎖定狀態(tài)；在第二工作模式下，控制所述第一機械臂機構和所述第二機械臂機構處于能運行狀態(tài)，所述基座機構處于能運行狀態(tài)。

8、優(yōu)選地，所述控制單元用于控制所述機器人系統(tǒng)能具有第三工作模式，在第三工作模式下，控制所述第一機械臂機構和所述第二機械臂機構處于鎖定狀態(tài)，所述基座機構能處于運行狀態(tài)。

9、優(yōu)選地，所述第一機械臂機構為至少四軸的scara機器人，其至少具有四個軸和四個運動自由度；

10、和/或，

11、所述第二機械臂機構為至少四軸的scara機器人，其至少具有四個軸和四個運動自由度。

12、優(yōu)選地，所述控制單元包括：

13、切換單元，所述切換單元用于將機器人系統(tǒng)在所述第一工作模式、所述第二工作模式和所述第三工作模式之間進行切換；

14、所述控制單元用于接收指令信號，并對所述指令信號進行處理以形成工作模式指令，并將所述工作模式指令發(fā)送給所述切換單元，所述指令信號中包括所述機器人系統(tǒng)的所需工作模式信息，所述切換單元用于接收所述工作模式指令并根據所述工作模式指令對所述機器人系統(tǒng)在所述第一工作模式、所述第二工作模式和所述第三工作模式之間進行切換。

15、優(yōu)選地，所述控制單元包括：

16、基座機構指令運算單元，所述基座機構指令運算單元用于當所述機器人系統(tǒng)切換至所述第二工作模式或第三工作模式時，接收指令信號，并對所述指令信號進行處理以形成所述基座機構中第一驅動單元的指令位置，所述指令信號包括所述基座機構中第一驅動單元的指令速度。

17、優(yōu)選地，所述控制單元包括：

18、第一機械臂機構指令運算單元和補償單元；

19、所述補償單元用于接收指令信號，根據所述指令信號判斷是否需要進行補償運算，若是，則將所述基座機構中第一驅動單元的指令位置發(fā)送給所述第一機械臂機構指令運算單元；

20、所述第一機械臂機構指令運算單元用于當所述機器人系統(tǒng)切換至所述第二工作模式時接收指令信號，對所述指令信號進行處理以形成所述第一機械臂機構坐標系下的指令位置，根據所述第一機械臂機構坐標系下的指令位置計算得到所述基座機構坐標系下的指令位置，根據所述基座機構坐標系下的指令位置和所述基座機構中第一驅動單元的指令位置計算得到補償后的所述第一機械臂機構中各個驅動單元的指令位置。

21、優(yōu)選地，根據所述基座機構坐標系下的指令位置和所述基座機構中第一驅動單元的指令位置進行補償計算得到補償后的所述第一機械臂機構中各個驅動單元的指令位置，具體計算過程如下：

22、r1(n+1)＝inv_j1w×r1_w(n+1)

23、＝(xr1(n+1),yr1(n+1),zr1(n+1),θr1(n+1))，

24、其中，

25、r1_w(n+1)＝(xb(n+1),yb(n+1),zb(n+1),θb(n+1))；

26、xr1(n+1)＝cos(θs)×xb(n+1)+sin(θs)×yb(n+1)；

27、yr1(n+1)＝-sin(θs)×xb(n+1)+cos(θs)×yb(n+1)–rb；

28、zr1(n+1)＝zb(n+1)；

29、θr1(n+1)＝θb(n+1)-θs；

30、r1(n+1)表示補償后的所述第一機械臂機構中各個驅動單元的指令位置，

31、(xr1(n+1),yr1(n+1),zr1(n+1),θr1(n+1))依次分別表示第一機械臂機構坐標系下的x軸坐標、y軸坐標、z軸坐標和繞z軸的旋轉角度，r1_w(n+1)表示所述基座機構坐標系下的指令位置，(xb(n+1),yb(n+1),zb(n+1),θb(n+1))依次分別表示基座機構坐標系下x軸坐標、y軸坐標、z軸坐標和繞z軸的旋轉角度，rb表示基座機構坐標系的原點與第一機械臂機構坐標系的原點之間的距離，θs表示所述基座旋轉件的旋轉角度，具體為基座旋轉件的第一驅動單元的角度與所述基座機構中第一驅動單元的指令位置s1(n+1)的差分。

32、優(yōu)選地，所述控制單元包括：

33、第二機械臂機構指令運算單元和補償單元；

34、所述補償單元用于接收指令信號，根據所述指令信號判斷是否需要進行補償運行，若是，則將所述基座機構中第二驅動單元的指令位置發(fā)送給所述第二機械臂機構指令運算單元；

35、所述第二機械臂機構指令運算單元用于當所述機器人系統(tǒng)切換至所述第二工作模式時接收指令信號，對所述指令信號進行處理以形成所述第二機械臂機構坐標系下的指令位置，根據所述第二機械臂機構坐標系下的指令位置計算得到所述基座機構坐標系下的指令位置，根據所述基座機構坐標系下的指令位置和所述基座機構中第二驅動單元的指令位置計算得到補償后的所述第二機械臂機構中各個驅動單元的指令位置。

36、一種機器人系統(tǒng)的控制方法，所述機器人系統(tǒng)包括：

37、基座機構，包括固定基座、基座旋轉件，所述基座旋轉件通過第一驅動單元驅動相對所述固定基座能以第一轉動軸進行轉動；

38、安裝在所述基座旋轉件上的第一機械臂機構；

39、安裝在所述基座旋轉件上的第二機械臂機構；

40、所述控制方法包括以下步驟：

41、接收指令信號，所述指令信號包括所述機器人系統(tǒng)的所需工作模式信息；

42、根據所述指令信號將所述機器人系統(tǒng)切換至第一工作模式，所述第一機械臂機構和所述第二機械臂機構處于能運行狀態(tài)，所述基座機構處于鎖定狀態(tài)；

43、根據所述指令信號在所述第一工作模式結束時或之后將所述機器人系統(tǒng)切換至第二工作模式，所述第一機械臂機構和所述第二機械臂機構處于能運行狀態(tài)，所述基座機構處于運行狀態(tài)。

44、優(yōu)選地，所述控制方法還包括：

45、根據所述指令信號在所述第二工作模式結束時或之后將所述機器人系統(tǒng)切換至第三工作模式，所述第一機械臂機構和所述第二機械臂機構處于鎖定狀態(tài)，所述基座機構處于能運行狀態(tài)。

46、優(yōu)選地，所述控制方法還包括：

47、根據所述指令信號在所述第三工作模式結束時或之后將所述機器人系統(tǒng)切換至所述第二工作模式，所述第一機械臂機構和所述第二機械臂機構處于能運行狀態(tài)，所述基座機構處于運行狀態(tài)；

48、重復上述所有步驟不斷循環(huán)。

49、優(yōu)選地，所述控制方法還包括：

50、接收指令信號，并對所述指令信號進行處理以形成所述基座機構中第一驅動單元的指令位置，所述指令信號包括所述基座機構中第一驅動單元的指令速度；

51、基于所述指令信號對所述第一機械臂機構中各個驅動單元進行控制，所述指令信號包括第一機械臂機構中各個驅動單元的指令速度，具體包括：對所述指令信號進行處理以形成所述第一機械臂機構下的指令位置；若根據所述指令信號判斷需要進行補償運行，則根據所述第一機械臂機構坐標系下的指令位置計算得到所述基座機構坐標系下的指令位置；根據所述基座機構坐標系下的指令位置和所述基座機構中第一驅動單元的指令位置計算得到補償后的所述第一機械臂機構中各個驅動單元的指令位置。

52、優(yōu)選地，根據所述基座機構坐標系下的指令位置和所述基座機構中第一驅動單元的指令位置計算得到補償后的所述第一機械臂機構中各個驅動單元的指令位置，具體計算過程如下：

53、r1(n+1)＝inv_j1w×r1_w(n+1)

54、＝(xr1(n+1),yr1(n+1),zr1(n+1),θr1(n+1))，

55、其中，

56、r1_w(n+1)＝(xb(n+1),yb(n+1),zb(n+1),θb(n+1))；

57、xr1(n+1)＝cos(θs)×xb(n+1)+sin(θs)×yb(n+1)；

58、yr1(n+1)＝-sin(θs)×xb(n+1)+cos(θs)×yb(n+1)–rb；

59、zr1(n+1)＝zb(n+1)；

60、θr1(n+1)＝θb(n+1)-θs；

61、r1(n+1)表示補償后的所述第一機械臂機構中各個驅動單元的指令位置，

62、(xr1(n+1),yr1(n+1),zr1(n+1),θr1(n+1))依次分別表示第一機械臂機構坐標系下的x軸坐標、y軸坐標、z軸坐標和繞z軸的旋轉角度，r1_w(n+1)表示所述基座機構坐標系下的指令位置，(xb(n+1),yb(n+1),zb(n+1),θb(n+1))依次分別表示基座機構坐標系下x軸坐標、y軸坐標、z軸坐標和繞z軸的旋轉角度，rb表示基座機構坐標系的原點與第一機械臂機構坐標系的原點之間的距離，θs表示所述基座旋轉件的旋轉角度，具體為基座旋轉件的第一驅動單元的角度與所述基座機構中第一驅動單元的指令位置s1(n+1)的差分。

63、一種機器人系統(tǒng)的控制設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述任意一項所述的控制方法。

64、一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有執(zhí)行上述任一項所述的控制方法的計算機程序。

65、本發(fā)明的技術方案具有以下顯著有益效果：

66、1、在本技術中依次通過第二運行模式下基座機構中第一驅動單元運行、第三運行模式下基座機構中第一驅動單元運行和第二運行模式下基座機構中第一驅動單元運行可以實現(xiàn)第一機械臂機構和第二機械臂機構的位置同時發(fā)生大幅改變，在兩個區(qū)域之間進行移動。通過一個基座機構的轉動就可以實現(xiàn)對至少2個機械臂機構的位置進行大幅改變，所以采用該機器人系統(tǒng)可以降低花費在機器人上的成本。

67、2、通過控制機器人系統(tǒng)依次在第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式、第二工作模式、第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式和第二工作模式之間的循環(huán)切換，可以實現(xiàn)機器人系統(tǒng)在生產加工中在兩個相距較遠區(qū)域之間的循環(huán)作業(yè)。在利用驅動第一轉動軸轉動基座旋轉件對第一機械臂機構和第二機械臂機構進行大幅度的移動的過程中，經歷了兩次第二工作模式。在第一機械臂機構進行第一作業(yè)未結束時、第二機械臂機構進行第二作業(yè)未結束時，就開始驅動第一轉動軸轉動基座旋轉件對第一機械臂機構和第二機械臂機構開始進行移動。在驅動第一轉動軸轉動基座旋轉件對第一機械臂機構和第二機械臂機構進行移動未完全完成時，第一機械臂機構就已經開始進行第二作業(yè)、第二機械臂機構就已經開始進行第一作業(yè)。通過上述過程就可以使得完成一個完整作業(yè)流程的時間得到縮短，從而有處于提高作業(yè)效率。

68、參照后文的說明和附圖，詳細公開了本發(fā)明的特定實施方式，指明了本發(fā)明的原理可以被采用的方式。應該理解，本發(fā)明的實施方式在范圍上并不因而受到限制。針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。