本发明专利技术公开了一种具备运动规划功能的工业机器人示教规划器的控制方法。新建示教文件或者打开示教文件，设置机器人的系统参数和示教参数，在机器人任务空间中控制机器人进行手动示教，利用VAL-Ⅲ语言的编程指令进行示教编程；进行机器人运动学逆解，把三维空间轨迹转换成关节空间轨迹，在关节空间轨迹中插入轨迹中间点，规划轨迹方程，得到关节空间的轨迹方程；进行定时间间隔插值计算，得到机器人控制序列点；将得到的机器人控制序列点通过RS-485串口总线发送到机器人控制器中。本发明专利技术将示教系统和运动规划系统有机地组合，具备机器人运动规划的功能，示教工作效率高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。新建示教文件或者打开示教文件，设置机器人的系统参数和示教参数，在机器人任务空间中控制机器人进行手动示教，利用VAL-Ⅲ语言的编程指令进行示教编程；进行机器人运动学逆解，把三维空间轨迹转换成关节空间轨迹，在关节空间轨迹中插入轨迹中间点，规划轨迹方程，得到关节空间的轨迹方程；进行定时间间隔插值计算，得到机器人控制序列点；将得到的机器人控制序列点通过RS-485串口总线发送到机器人控制器中。本专利技术将示教系统和运动规划系统有机地组合，具备机器人运动规划的功能，示教工作效率高。【专利说明】本专利申请是申请号为201210161778.1，申请日为2012年5月23日，专利技术名称为《具备运动规划功能的工业机器人示教规划器及其控制方法》的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种示教规划器的控制方法，特别是涉及一种。
技术介绍
随着计算机集成制造技术从实验室阶段向工厂实用化阶段的迈近，对工业机器人的需求越来越大，机器人自动化生产的市场也越来越大，工业机器人的广泛应用，对人机交互提出了更高的要求，作为机器人控制器重要可选件的示教盒可以提供良好的人机接口界面，具有示教编程，现场监控功能，广泛应用于工业机器人的安全示教、生产操控上。不过目前现有示教盒大部分都是由控制面板和显示屏组成，体积较大，按键较多，示教操作不方便，工作效率不高。并且在与机器人控制器之间还需要通过一台规划控制器，例如工控机，示教盒与工控机连接通信，工控机再与机器人控制器相连，不仅成本较高，而且容易收到工控机带来的电磁干扰，且通信途径繁琐，容易造成系统通信故障，造成安全隐患。因此，设计一种低成本、体积小巧、简便高效、通信可靠、并集成运动规划功能控制方法的示教盒有着重大的经济价值和应用前景。
技术实现思路
针对现有机器人示教盒体积较大，按键较多，且需要与工控机相连操作不便的问题，本专利技术的目的在于提供一种。本专利技术采用的技术方案是包括以下步骤:S1、新建示教文件或者打开示教文件:如果新建示教文件，则进行步骤S2 ;如果打开示教文件，则进行步骤SlO ；S2、设置机器人的系统参数和示教参数，系统参数包括机器人结构的D-H参数，示教参数包括选择运动模式和速度模式；S3、在机器人任务空间中控制机器人进行手动示教，根据机器人手动示教的位姿确认任务空间关键点和运行时间，关键点包括指定起点、终点和抓手动作；S4、利用VAL-1II语言的编程指令进行不教编程；S5、进行机器人运动学逆解，把任务空间关键点转换成关节空间经过点，把三维空间轨迹转换成关节空间轨迹； S6、在关节空间轨迹中插入轨迹中间点，轨迹中间点包括起始点、提升点、下放点和终止点；S7、根据步骤S6得到的每个轨迹中间点规划轨迹方程，轨迹方程的规划方式为4-3-4多项式轨迹规划或3-5-3多项式轨迹规划，计算优化规划方程，得到关节空间的轨迹方程；S8、对步骤S7得到的轨迹方程进行定时间间隔插值计算，得到机器人控制序列占.S9、如果示教工作还没有结束，则回到S2步骤，重新设置系统参数和示教参数，重新进行示教工作；如果示教工作结束，则直接执行下一步骤；S10、将步骤S8得到的机器人控制序列点通过RS-485串口总线发送到机器人控制器中。所述的步骤S2中的系统参数的设置采用四关节示教操作，示教参数的运动模式选择为连续，速度模式选择为中等速度。所述的步骤S3具体是:手动示教机器人运动经过预期的任务空间关键点，再经过需要机器人操作动作的任务空间关键点，并记录上述两种的任务空间关键点坐标，确认示教运动的运行时间。所述的步骤S4中的VAL-1II语言编程指令由运动指令、操作指令和辅助指令组成；运动指令包括MOVJ、MOVL, MOVC, MOVS ;操作指令包括PICKUP、PUTDOffN ;辅助指令包括START、END、DELAY。所述的步骤S5具体通过机器人逆运动学把任务空间的关键点求解出4个关节中的各个关节空间的关键点，通过连续求解，可以把三维笛卡尔空间的连续轨迹转换成4个关节的关节空间连续轨迹。所述的步骤S7得到的关节空间的轨迹方程为加加速度连续轨迹方程、时间最优轨迹方程或最优平滑轨迹方程。所述的步骤S8中进行定时间间隔插值的定时间间隔为20ms，每20ms对轨迹方程进行求解，得到对应时间的轨迹点，即机器人关节空间的控制序列点。与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是:不仅提供高效实用的示教系统，而且还具备机器人运动轨迹规划的功能，并将轨迹规划的指令结果直接通过RS-485串口通信发送到机器人控制器。这样的控制策略可以将示教系统和运动规划系统有机地组合，节省轨迹规划工控机的使用，不仅可以减少成本，而且还减少了复杂的通信环节，降低了系统通信故障的概率，提高了数据传输的稳定性，同时避免了 PC机带来的电磁干扰，提高了现场操作的安全性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术示教规划器的整体结构图。图2是本专利技术示教规划器控制方法的软件结构图。图3是示教规划器示教流程图。图4是串口通信协议结构图。图5是轨迹方程的规划趋势图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1所示，本专利技术包括核心处理器、程序数据存储器、USB扩展接口、RS-485串口通信接口、以太网通信接口、电源及复位电路和液晶触摸屏；核心处理器分别与程序数据存储器、USB扩展接口、RS-485串口通信接口、以太网通信接口、电源及复位电路和液晶触摸屏连接，核心处理器采用ARM9嵌入式核心处理芯片，以太网通信接口与PC机连接，RS-485串口通信接口与机器人控制器连接。所述的核心处理芯片采用嵌入式操作系统。本专利技术的示教规划器的主要部件描述如下:核心处理器采用SAMSUNG公司的S3C2240A微处理器，基于ARM920T内核，具有低功耗、高集成度的特点，集成了丰富的内部资源，提供了强大的外部存储控制器。程序数据存储器主要有Nor Flash接口、Nand Flash接口和SDRAM接口电路，NorFlash和Nand Flash具有掉电保护的功能，SDRAM中存储的是执行中的程序和产生的数据，用于动态存储，SDRAM运行速度快、容量大、成本低，本实施例选用两片16位32MB(4BanksX4MX 16位)的K4S561632作为系统的SDRAM，考虑到后期移植Linux系统和QT图形界面的需要，本系统选用K9F1208作为Nand Flash存储器，其容量为64M。USB扩展接口用于扩展移动储存设备，可实现对示教数据的保存及转移，包括示教文件的存储和读取管理，示教文件中指令字符和数据字符的提取，系统参数文件的存储和读取。液晶触摸屏采用CHILIN公司的TFT IXD TOUCH Module型号，无其他控制面板按键，体积小巧，操作简便，提供很好的人机交互界面。以太网通信接口采用Cirrus Logic公司的16位以太网控制器CS8900A，提供IOM的以太网接入带宽，以太网控制器可以与PC机连接，用于定制与移植嵌入式Linux操作系统，在其移植操作系统过程中，嵌入式系统需要从PC机下载几十兆的镜像数据，同时需要建立NFS网络文件系统，使用ztelnet登陆来传送文件等本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具备运动规划功能的工业机器人示教规划器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：S1、新建示教文件或者打开示教文件：如果新建示教文件，则进行步骤S2；如果打开示教文件，则进行步骤S10；S2、设置机器人的系统参数和示教参数，系统参数包括机器人结构的D?H参数，示教参数包括选择运动模式和速度模式；S3、在机器人任务空间中控制机器人进行手动示教，根据机器人手动示教的位姿确认任务空间关键点和运行时间，关键点包括指定起点、终点和抓手动作；S4、利用VAL?Ⅲ语言的编程指令进行示教编程；S5、进行机器人运动学逆解，把任务空间关键点转换成关节空间经过点，把三维空间轨迹转换成关节空间轨迹；S6、在关节空间轨迹中插入轨迹中间点，轨迹中间点包括起始点、提升点、下放点和终止点；S7、根据步骤S6得到的每个轨迹中间点规划轨迹方程，轨迹方程的规划方式为4?3?4多项式轨迹规划或3?5?3多项式轨迹规划，计算优化规划方程，得到关节空间的轨迹方程；S8、对步骤S7得到的轨迹方程进行定时间间隔插值计算，得到机器人控制序列点；S9、如果示教工作还没有结束，则回到S2步骤，重新设置系统参数和示教参数，重新进行示教工作；如果示教工作结束，则直接执行下一步骤；S10、将步骤S8得到的机器人控制序列点通过RS?485串口总线发送到机器人控制器中。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱世强，陈庆诚，郑东鑫，吴文祥，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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