專利名稱：控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及控制機器人沿著工作路徑的行動路線的一種方法，更詳細地說，涉及控制機器人沿著工作路徑的行動路線的一種方法，以便在工業(yè)機器人的操作工具沿著以恒定速度移動的工件的工作路徑移動的同時，完成所需的操作。
象工業(yè)機器人那樣的自動化裝置包括許多獨立地移動和轉動的部件和操作工具。生產線中使用的自動化系統(tǒng)包括機器人和把機器人安裝在其上面的移動車之類的其它外圍裝置，用來識別沿著傳送帶移動的工件是否到達預定位置的檢測裝置以及機器人的控制器。
控制操作工具沿著工作路徑的行動路線，使得安裝在機器人上面的操作工具在跟蹤工件運動的同時，能處理一項適當?shù)牟僮鳎糜谶@種控制的通用方法就是在利用實時檢測到的工件的定位數(shù)據(jù)，來校正操作工具的設置軌跡的同時，沿著要遵循的路線移動操作工具。也就是說，在控制工件的行動路線時使用了計算處理方法，在參照操作工具在與工件的運動軌跡對應的每個單位時間應跟蹤的存儲裝置的跟蹤數(shù)據(jù)表來移動操作工具的同時，這種方法能利用實時檢測到的工件的定位數(shù)據(jù)，校正操作工具的運動。為了上述路徑跟蹤控制方法，需要具有大容量的計算器，以便高速處理大量計算數(shù)據(jù)，使得能夠實時校正行動路線。但是，當施加于工件的操作工具的操作內容簡單，而且由于允許的跟蹤路徑的容差范圍，偏離設置的跟蹤路徑?jīng)]有意義時，采用上述常規(guī)方法的自動化系統(tǒng)就變得沒有必要而且實際上難予使用。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的就是提供控制機器人沿著工作路徑的行動路線的一種方法，它能容易地控制跟蹤工件的移動路徑，該工件具有相當簡單的工作程序。
為了達到上述目的，相應地提供了控制機器人沿著工作路徑的行動路線的一種方法，它包括以下步驟(S1)輸入數(shù)據(jù)信息，該信息包括由傳送裝置傳送的工件的移動方向和移動速度，(S2)計算出沿著傳送裝置的傳送路徑設置的初始停留位置和機器人的操作工具位置之間的直線距離，(S3)計算出操作工具以預定速度移動該直線距離所需的時間，(S4)計算出在步驟S3中計算出的所需時間內工件被傳送的距離，(S5)決定與從初始停留位置計算出的傳送距離對應的傳送路徑上的第一位置以及沿著傳送路徑位于在第一位置前面一個預定距離的第二位置，并把第一和第二位置轉換成與操作工具運動相應的座標數(shù)據(jù)，(S6)當被傳送的工件到達初始停留位置時，把操作工具移動到與轉換的座標數(shù)據(jù)相應的第一位置，以及(S7)把操作工具從第一位置向第二位置移動的同時，驅動操作工具，以便完成對工件的所需操作。
在本發(fā)明中最好為識別工件是否到達初始停留位置并輸出相應信號而設置第一傳感器，并且其中使利用第一傳感器的輸出信號把操作工具移動到第一位置的驅動同步。
通過參照附圖詳細描述其最佳實施例，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點將變得更為明顯，在附圖中

圖1是說明自動化生產系統(tǒng)的透視圖，該系統(tǒng)使用根據(jù)本發(fā)明的控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法；圖2是表示圖1所示的機器人控制器的配置的框圖；圖3是表示圖1所示的機器人的操作工具的運動路徑的視圖，以及圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例的機器人沿著工作路徑的行動路線的控制過程的流程圖。
參看圖1，使用根據(jù)本發(fā)明的控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法的自動化生產系統(tǒng)包括機器人10，用來傳送工件50的傳送帶20，用來識別工件50的進入、由互相離開放置的光源30和光電探測器31組成的第一傳感器，以及用來控制機器人10的操作的機器人控制器40。
機器人10具有能通過許多接頭各自獨立轉動的臂11，12和13。操作工具15被固定在機器人10的臂13的末端。操作工具15是用來夾緊工件50的夾具，并具有可轉動地安裝在臂13上的支承板16以及安裝在支承板16上的能直線滑動以便調節(jié)其間的距離的兩塊夾板17和18。在相對的夾板17和18上面分別安裝了光源33和光檢測器34。光源33和光檢測器34是第二傳感器，用來識別在兩塊夾板17和18之間是否有工件50。
如圖所示，在跟蹤沿著傳送帶20傳送的工件50同時，機器人10用安裝在臂13上的操作工具完成夾緊工件50的操作，以便把工件50移動到適當位置，這里，操作工具15的跟蹤路徑包括驅動機器人10的相應的臂11，12和13，如果需要時，還驅動機器人10安裝在其上面的移動車60。
參看圖2，機器人控制器40具有主控制器41，那位置控制器42和機器人驅動裝置43。
機器人驅動裝置43驅動機器人10，而位置控制器.42則控制構成機器人驅動裝置43的象電機那樣的驅動器的位置。用來控制機器人系統(tǒng)全部操作的主控制器41由為機器人10存儲操作系統(tǒng)的只讀存儲器(ROM)，隨機存取存儲器(RAM)及中央處理器(CPU)組成。主控制器41在與象第一和第二傳感器那樣的外部裝置45對接的同時，執(zhí)行機器人操作系統(tǒng)。
將參照圖1到圖4來描述根據(jù)本發(fā)明的控制機器人沿看工作路徑的行動路線的方法。
在步驟100中使機器人10初始化，步驟101確定是否輸入了程序執(zhí)行命令。如果沒有程序執(zhí)行命令，在步驟102中就執(zhí)行其它操作。如果有程序執(zhí)行命令，在步驟103中確定，程序執(zhí)行命令是否為用于夾住工件50的操作命令。如果程序執(zhí)行命令是用來輸入控制操作所需信息的命令，就在步驟108中輸入象工件50的移動方向“X”和移動速度“V”樣的信息。否則，在步驟105中就執(zhí)行其它程序代碼。
如果在步驟103中確定程序執(zhí)行命令是夾住工件50的工件命令，在步驟110中就計算出預置的初始停留位置“A”和操作工具15相對于傳送帶20的當前位置“P”之間的直線距離“L”(參看圖3)。然后，在步驟111計算出操作工具15以預定速度移動直線距離L所需的時間“T”。這里，采用與操作工具15的可能速度范圍內的中間值對應的移動速度計算出所需的時間T。
其次，在步驟112中，用D＝V×T計算出移動距離“D”，它就是在算出的所需時間T內工件50的移動距離。這里，“V”代表工件50的移動速度，與傳送帶20的移動速度相同。
然后，在步驟113中，決定沿著傳送帶20的進行方向“X”從初始停留位置A對應移動距離D的第一位置“B”，沿著傳送帶20的進行方向X位于在第一位置B前面一個預定距離的第二位置“C”，以及操作工具15夾緊并把工件50提升到預定高度的目標位置即第三位置″F″。接著，在步驟114中，把決定的第一，第二和第三位置B，C和F轉換為操作工具15順序移動的目標移動座標的數(shù)據(jù)。這里，座標的轉換是用座標轉換矩陣來實現(xiàn)的，該矩陣把第一，第二和第三位置的座標值轉換為以機器人10的某一位置為基準而設置的機器人座標系統(tǒng)的座標。
在步驟115，通過檢驗第一傳感器的信號輸出，即來自光檢測器31的信號輸出的變化，確定工件50是否到達初始停留位置A。換句話說，當移動的工件50擋住光源30和光檢測器31之間的光路時，與上述光干擾對應的電信號即由光檢測器31輸出并被用作驅動機器人10的同步信號，以便把操作工具15移動到第一位置B。這樣，在步驟116，根據(jù)來自光檢測器31的信號輸出確定工件50到達初始位置A的時間，并根據(jù)轉換的和輸入的座標數(shù)據(jù)，驅動機器人10，以便把操作工具15移動到第一位置B。以工件50到達初始位置A的時刻為基準，驅動機器人10，使得操作工具15能在時間T內到達第一位置B。
在步驟200，在沿著傳送帶20從第一位置B移動到第二位置C的同時，操作工具15夾緊工件50并把它傳送到預定位置F。
步驟200由步驟201到204組成。在步驟201，當操作工具到達第一位置B時，確定工件50是否位于操作工具15能操作的范圍內。也就是說，根據(jù)來自光檢測器34的信號輸出確定，安裝在操作工具15上的光源33和光檢測器34之間的光路是否被工件50擋住。
當在步驟201中確定工件50位于上述可操作的范圍之內時，在步驟202，驅動操作工具15，以便夾緊工件50。此后，在步驟300，把操作工具15移動到選定的下一個位置F。
當在步驟201中確定工件50不在可操作的范圍之內時，即重復上述步驟，以便把操作工具15沿著傳送帶20移動到第二位置C(步驟203)，并確定操作工具15是否到達第二位置C(步驟204)。
當操作工具15到達第二位置C時，并不認為應結束工作，因此在步驟300，操作工具15被提升并移動到選定的下一個位置F。當操作工具15到達第一位置B之后計算的時間等于操作工具15以預定的移動速度從第一位置B移動到第二位置C所需的時間時，可以判定，操作工具15到達第二位置C。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法中，可容易地控制移動的工件的行動路線，因而可完成所需的操作。
權利要求
1.控制機器人沿著工作路徑的行動路線的一種方法，包括以下步驟(S1)輸入數(shù)據(jù)信息，該信息包括由傳送裝置傳送的工件的傳送方向和傳送速度；(S2)計算出沿著所述傳送裝置的傳送路徑設置的初始停留位置和所述機器人的操作工具位置之間的直線距離；(S3)計算出所述操作工具以預定速度移動該直線距離所需的時間；(S4)計算出在所述步驟S3中計算出的所需時間內所述工件被傳送的距離；(S5)決定與從初始停留位置計算出的傳送距離對應的傳送路徑上的第一位置，以及沿著傳送路徑位于第一位置前面一個預定距離的第二位置，并把該第一和第二位置轉換成與所述操作工具移動相應的座標數(shù)據(jù)；(S6)當所述被傳送的工件到達初始停留位置時，根據(jù)轉換的座標數(shù)據(jù)把所述操作工具移動到第一位置；以及(S7)在把所述操作工具從第一位置移向第二位置的同時，驅動所述操作工具，以便對所述工件完成所需操作。
2.如權利要求1中所述的控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法，其中備有第一傳感器，以便識別所述工件是否到達所述初始停留位置并輸出相應信號，其中使利用所述第一傳感器的輸出信號把所述操作工具移動到所述第一位置的驅動同步。
3.如權利要求1中所述的控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法，其中所述步驟S7包括以下子步驟(S7-1)在所述操作工具到達所述第一位置之后，確定所述工件是否位于所述操作工具能進行操作的范圍之內；(S7-2)當在所述步驟S7-1中確定所述工件在可操作的范圍之內時，驅動所述操作工具，以便完成預定操作，并把所述操作工具移動到所述決定的下一個位置；以及(S7-3)當確定所述工件不在可操作范圍之內時，直到所述操作工具到達所述第二位置為止，把所述操作工具從所述第二位置移動到所述決定的下一個位置。
4.如權利要求3中所述的控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法，其中所述操作工具是用來夾住并把所述工件傳送到預定位置的夾具。
5.如權利要求4中所述的控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法，其中在所述夾具上安裝著用來識別所述工件是否位于所述可操作范圍內并輸出相應信號的第二傳感器，根據(jù)來自所述第二傳感器的輸出信號驅動所述夾具。
全文摘要
一種控制機器人沿著工作路徑的行動路線的方法,包括步驟:輸入傳送工件的傳送方向和速度的數(shù)據(jù);計算工件初始停留位置和機器人的操作工具間的直線距離;計算操作工具移動該距離所需時間及在該時間內工件傳送的距離;決定傳送路徑上的第一位置及位于第一位置前的第二位置,并把兩位置轉換成座標數(shù)據(jù);當工件到初始停留位置,把操作工具移到第一位置;在操作工具從第一位置移向第二位置同時,驅動操作工具完成對工件的所需操作。
文檔編號B25J13/08GK1203141SQ9811486
公開日1998年12月30日 申請日期1998年6月16日 優(yōu)先權日1997年6月19日
發(fā)明者洪庸俊 申請人:三星電子株式會社