一種機器人折彎自由插補方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種機器人折彎自由插補方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著自動化技術(shù)普及，越來越多的機器人被投入生產(chǎn)應(yīng)用中。人工進行有模折彎 時，往往在將工件對位后，折彎過程中讓工件自由運動。而要實現(xiàn)機器人自主折彎，需要預(yù) 先編寫程序，讓機器人按程序運行。因此折彎過程中機器人不能放開工件，以免工件在自由 運動中偏移原來位置導(dǎo)致之前計算不準(zhǔn)確。因此機器人在折彎過程的中跟隨工件運動，然 而往往會出現(xiàn)機械臂運動軌跡不匹配的情況，造成機器人在折彎過程中對工件拉扯，造成 折彎工件的尺寸偏差。
[0003]目前的跟隨方法中，有模折彎可以使用示教方式實現(xiàn)，然而實際生產(chǎn)中由于工件 會頻繁更換，示教方式需對每一道工序進行，且每一道工序有多個示教點，顯然影響生產(chǎn)效 率，使用不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種，可在機器人不放開加工工件 的情況下完成折彎工藝過程的機器人折彎自由插補方法。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種機器人折彎自由插補方法，所述方法涉及機器人和上位機，機器人的信號輸 出端與上位機電連接，上位機監(jiān)測機器人，獲取參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后將結(jié)果數(shù)據(jù)傳給機器 人，所述方法具體包括以下步驟：
[0007] 1)以折彎機為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系：以折彎機的V型刀槽中間線作為X軸，折彎機朝 向機器人的機器臂的方向為y軸正方向，折彎機的V型刀槽朝向折彎刀方向為z軸正方向；
[0008] 2)上位機獲取機器人開始折彎時的折彎點P相對所述坐標(biāo)系中X軸的折彎半徑 R1 ;
[0009] 3)用戶根據(jù)實際情況向上位機輸入的基本參數(shù)，所述基本參數(shù)包括折彎刀上壓頭 圓弧半徑r、V型刀槽開口的一半寬度S1、下壓總行程S0、鈑金件厚度δ ;
[0010] 4)上位機根據(jù)步驟3)的基本參數(shù)計算出折彎后的鈑金件與水平方向的夾角β， 具體的公式如下：
[0012] 5)將折彎點Ρ折彎前后形成的運動軌跡依照相同的轉(zhuǎn)動角度作I等分，計算相鄰 兩個軌跡點之間的夾角Δ β :
[0014] 6)結(jié)合步驟5)的數(shù)據(jù)，上位機計算折彎點Ρ的運動軌跡上的第i個軌跡點Pi的 坐標(biāo)Yi坐標(biāo)、Zi坐標(biāo)以及經(jīng)過第i個軌跡點時夾爪轉(zhuǎn)動角度Ryi，
[0018] 其中，i表示折彎點P折彎過程中經(jīng)過的軌跡點次序，i為大于0且不大于I的正 整數(shù)，Yi表示折彎點P經(jīng)過的第i個軌跡點Pi對應(yīng)的y軸坐標(biāo)，Zi表示第i個軌跡點Pi 對應(yīng)的z軸坐標(biāo)，Ryi表示機器人的夾爪經(jīng)過的第i個軌跡點Pi時相對折彎開始位置的轉(zhuǎn) 動夾角；
[0019] 7)上位機將計算結(jié)果傳入機器人，機器人按指定變量進行自由插補運動，模擬折 彎路徑。
[0020] 所述步驟2)具體包括以下步驟：
[0021] 2. 1)將機器人移動到開始折彎時的折彎點P，機器人記錄該折彎點P在步驟1)的 坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，
[0022] 2. 2)機器人發(fā)送一個到位信號給上位機，
[0023] 2. 3)上位機偵測到到位信號從機器人讀取該折彎點P在步驟1)的坐標(biāo)系中的坐 標(biāo)，獲取折彎半徑R1。
[0024] 本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，通過建立合理的坐標(biāo)系，方便通過數(shù)學(xué)方式擬合機器 臂在折彎過程中的軌跡，為了便于機器人的機器臂貼合折彎的鈑金件的實際情況，通過獲 取鈑金件厚度、上壓頭圓弧半徑、折彎半徑、下壓槽開口寬度、壓頭下壓總行程的基本參數(shù) 計算鈑金件折彎前后的夾角β，再結(jié)合折彎半徑R1計算折彎軌跡點Pi的坐標(biāo)Yi、Zi和夾 爪繞折彎軸旋轉(zhuǎn)角度Ryi。將上述計算得到機器人在工件折彎過程中的運動路徑的參數(shù)存 入機器人的位置變量中，機器人折彎時，自動調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)，進行自由插補運動，可以走出 一條與實際軌跡十分接近的軌跡，從而避免了拉扯，提高折彎質(zhì)量。本發(fā)明在能夠?qū)崿F(xiàn)自動 化的情況下，能夠貼合工件運動路徑，不至于發(fā)生拉扯造成尺寸變化，同時避免了對每個點 示教的繁瑣。本發(fā)明的方法簡單實用，操作性強，實施方便，適用于工業(yè)生產(chǎn)，機器人根據(jù)加 工特征基本參數(shù)擬合運動軌跡，實現(xiàn)自動化的情況下，能夠貼合工件運動路徑，簡化了生產(chǎn) 操作，提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0025] 以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明；
[0026] 圖1本發(fā)明一種機器人折彎自由插補方法的流程實施示意圖；
[0027] 圖2本發(fā)明中鈑金件經(jīng)機器臂折彎前的狀態(tài)示意圖；
[0028] 圖3本發(fā)明中鈑金件經(jīng)機器臂折彎后的狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 如圖1至圖3之一所示，本發(fā)明的方法涉及機器人和上位機，機器人的信號輸出端 與上位機電連接，上位機監(jiān)測機器人，獲取參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后將結(jié)果數(shù)據(jù)傳給機器人，所 述方法具體包括以下步驟：
[0030] 1)以折彎機為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系：以折彎機的V型刀槽1中間線作為x軸，折彎機 朝向機器人的機器臂的方向為y軸正方向，折彎機的V型刀槽1朝向折彎刀方向為z軸正 方向；
[0031] 2)上位機獲取機器人開始折彎時的折彎點P相對所述坐標(biāo)系中X軸的折彎半徑 R1 ；
[0032] 3)用戶根據(jù)實際情況向上位機輸入的基本參數(shù)，所述基本參數(shù)包括折彎刀3上壓 頭圓弧半徑r、V型刀槽1開口的一半寬度S1、下壓總行程S0、鈑金件2厚度δ ;
[0033] 4)上位機根據(jù)步驟3)的基本參數(shù)計算出折彎后的鈑金件3與水平方向的夾角 β，具體的公式如下：
[0035] 5)將折彎點Ρ折彎前后形成的運動軌跡依照相同的轉(zhuǎn)動角度作I等分，計算相鄰 兩個軌跡點之間的夾角Δ β :
[0037] 6)結(jié)合步驟5)的數(shù)據(jù)，上位機折彎點Ρ的運動軌跡上的第i個軌跡點Pi的坐標(biāo) Yi坐標(biāo)、Zi坐標(biāo)以及經(jīng)過第i個軌跡點時夾爪轉(zhuǎn)動角度Ryi，
[0041] 其中，i表示折彎點P折彎過程中經(jīng)過的軌跡點次序，i為大于0且不大于I的正 整數(shù)，Yi表示折彎點P經(jīng)過的第i個軌跡點Pi對應(yīng)的y軸坐標(biāo)，Zi表示第i個軌跡點Pi 對應(yīng)的z軸坐標(biāo)，Ryi表示機器人的夾爪經(jīng)過的第i個軌跡點Pi時相對折彎開始位置的轉(zhuǎn) 動夾角；
[0042] 7)上位機將計算結(jié)果傳入機器人，機器人按指定變量進行自由插補運動，模擬折 彎路徑。
[0043] 所述步驟2)具體包括以下步驟：
[0044] 2. 1)將機器人移動到開始折彎時的折彎點P，機器人記錄該折彎點P在步驟1)的 坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，
[0045] 2. 2)機器人發(fā)送一個到位信號給上位機，
[0046] 2. 3)上位機偵測到到位信號從機器人讀取該折彎點P在步驟1)的坐標(biāo)系中的坐 標(biāo)，獲取折彎半徑R1。
[0047] 本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，通過建立合理的坐標(biāo)系，方便通過數(shù)學(xué)方式擬合機器 臂在折彎過程中的軌跡，為了便于機器人的機器臂貼合折彎的鈑金件的實際情況，通過獲 取鈑金件厚度、上壓頭圓弧半徑、折彎半徑、下壓槽開口寬度、壓頭下壓總行程的基本參數(shù) 計算鈑金件折彎前后的夾角β，再結(jié)合折彎半徑R1折彎軌跡點Pi的坐標(biāo)Yi、Zi和夾爪繞 折彎軸旋轉(zhuǎn)角度Ryi。將上述計算得到機器人在工件折彎過程中的運動路徑的參數(shù)存入機 器人的位置變量中，機器人折彎時，自動調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)，進行自由插補運動，可以走出一條 與實際軌跡十分接近的軌跡，從而避免了拉扯，提高折彎質(zhì)量。本發(fā)明在能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的 情況下，能夠貼合工件運動路徑，不至于發(fā)生拉扯造成尺寸變化，同時避免了對每個點示教 的繁瑣。本發(fā)明的方法簡單實用，操作性強，實施方便，適用于工業(yè)生產(chǎn)，機器人根據(jù)加工 特征基本參數(shù)擬合運動軌跡，實現(xiàn)自動化的情況下，能夠貼合工件運動路徑，簡化了生產(chǎn)操 作，提高了生產(chǎn)效率。
【主權(quán)項】
1. 一種機器人折彎自由插補方法，其特征在于：所述方法設(shè)及機器人和上位機，機器 人的信號輸出端與上位機電連接，上位機監(jiān)測機器人，獲取參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后將結(jié)果數(shù)據(jù) 傳給機器人，所述方法具體包括W下步驟： 1. W折彎機為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系：W折彎機的V型刀槽中間線作為X軸，折彎機朝向機 器人的機器臂的方向為y軸正方向，折彎機的V型刀槽朝向折彎刀方向為Z軸正方向； 2) 上位機獲取機器人開始折彎時的折彎點P相對所述坐標(biāo)系中X軸的折彎半徑R1 ; 3) 用戶根據(jù)實際情況向上位機輸入的基本參數(shù)，所述基本參數(shù)包括折彎刀上壓頭圓弧 半徑r、V型刀槽開口的一半寬度S1、下壓總行程SO、飯金件厚度δ; 4) 上位機根據(jù)步驟3)的基本參數(shù)計算出折彎后的飯金件與水平方向的夾角β，具體 的公式如下：…； 5) 將折彎點Ρ折彎前后形成的運動軌跡依照相同的轉(zhuǎn)動角度作I等分，計算相鄰兩個 軌跡點之間的夾角Aβ:(2); 6) 結(jié)合步驟5)的數(shù)據(jù)，上位機計算折彎點Ρ的運動軌跡上的第i個軌跡點Pi的Yi坐 標(biāo)、Zi坐標(biāo)W及經(jīng)過第i個軌跡點時夾爪轉(zhuǎn)動角度Ryi， Yi=R1 ·cos(i·Δβ)； 做 Zi=R1 ·sin(i·Δβ)-Sl·tg(i*Aβ) ; (4)(尿）； 其中，i表示折彎點Ρ折彎過程中經(jīng)過的軌跡點次序，i為大于0且不大于I的正整數(shù)，Yi表示第i個軌跡點Pi對應(yīng)的y軸坐標(biāo)，Zi表示第i個軌跡點Pi對應(yīng)的Z軸坐標(biāo)，Ryi 表示機器人的夾爪經(jīng)過的第i個軌跡點Pi時相對折彎開始位置的轉(zhuǎn)動夾角； 7) 上位機將計算結(jié)果傳入機器人，機器人按指定變量進行自由插補運動，模擬折彎路 徑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種機器人折彎自由插補方法，其特征在于：所述步驟2)具體 包括W下步驟： 2. 1)將機器人移動到開始折彎時的折彎點P，機器人記錄該折彎點P在步驟1)的坐標(biāo) 系中的坐標(biāo)， 2. 2)機器人發(fā)送一個到位信號給上位機， 2. 3)上位機偵測到到位信號從機器人讀取該折彎點P在步驟1)的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，獲 取折彎半徑R1。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種機器人折彎自由插補方法，所述方法涉及機器人和上位機，機器人的信號輸出端與上位機電連接，上位機監(jiān)測機器人，獲取參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后將結(jié)果數(shù)據(jù)傳給機器人。本發(fā)明根據(jù)加工特征的基本參數(shù)計算出機器人的機器臂夾爪在折彎過程中經(jīng)過的軌跡點，機器臂通過對計算出來的軌跡點進行自由插補運動，進而運行一條與實際軌跡十分接近的軌跡，避免了對鈑金件的拉扯，提高鈑金件的折彎質(zhì)量。
【IPC分類】B25J11/00, B21D5/06
【公開號】CN105234213
【申請?zhí)枴緾N201510831153
【發(fā)明人】翁偉, 陳喆, 卓樹峰, 蔡海波
【申請人】福建駿鵬通信科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月25日