基于力传感器的机器人控制装置及示教方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于工业机器人技术领域，特别涉及一种基于力传感器的机器人控制装置及示教方法。该装置包括机器人、示教操作部、示教盒及机器人控制器，其中机器人的末端设有末端执行器，机器人用于执行示教操作；示教操作部与机器人独立设置，示教操作部用于操作者进行示教操作；示教盒与示教操作部通讯，示教盒用于存储示教操作部的姿态变化信息和受力信息，且获取机器人移动方向示教信息；机器人控制器与示教盒和机器人连接，机器人控制器根据示教盒获取的机器人移动方向示教信息，对机器人进行示教控制。本发明专利技术无需工作人员手动拖拽示教机器人进行移动,示教操作简单方便,适用于对结构复杂或者体积庞大工件进行处理的示教场景,提高了示教效率。高了示教效率。高了示教效率。

【技术实现步骤摘要】
基于力传感器的机器人控制装置及示教方法


[0001]本专利技术属于工业机器人
，特别涉及一种基于力传感器的机器人控制装置及示教方法。

技术介绍

[0002]对应于机器人弧焊应用，尤接是在狭小的空间进行空间曲线精密操作，需要很多经验和保证焊接工艺角度。目前，传统工业机器人的示教工作有通过示教盒操作、离线编程、在线编程、机器人视觉、焊缝跟踪和拖拽示教等方式，考虑到焊接工件的多样性、复杂性和安全性，人工拖拽示教的方式更加有优越性。
[0003]申请号为201810514806.0，名称为一种基于力传感器的直接拖动示教系统及方法的中国专利技术专利，其中记载的技术中，六维力传感器用于在医生拖动末端执行器进行运动的过程中采集末端执行器的受力信息；工控机对六维力传感器采集的末端执行器的受力信息进行重力补偿，获取医生拖动末端执行器进行运动时的外力信息；工控机根据医生拖动末端执行器进行运动时的外力信息生成机器人运动指令，机器人控制器根据运动指令控制机器人进行运动。在焊接应用过程中不同于牙科医生做手术，焊接机器人末端执行器是焊枪，首先，机器人的末端执行器焊枪一般有送丝机连接的送丝线缆，所以末端执行器焊枪不但含有重力负载的重力载荷，还有送丝系统的送丝电缆的弹性力载荷和送丝系统的阻尼载荷。其次，该专利文献的方式一台机器人需要一个力传感器，因为六维力传感器串联于机器人和末端执行器之间的构型限制，不能一个力传感器对应于多个机器人。最后，机器人弧焊应用工作范围奇异解较多，不适用于重力补偿。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于力传感器的机器人控制装置及示教方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术一实施例提供一种基于力传感器的机器人控制装置，包括
[0007]机器人，机器人末端设有末端执行器，机器人用于执行示教操作；
[0008]示教操作部，与机器人相对独立设置，示教操作部用于操作者进行示教操作；
[0009]示教盒，与示教操作部通讯，示教盒用于存储示教操作部的受力信息和姿态变化信息，且获得机器人移动方向示教信息；
[0010]机器人控制器，与示教盒和机器人连接，机器人控制器根据示教盒获取的机器人移动方向示教信息，对机器人进行示教控制。
[0011]在一种可能实现的方式中，所述示教操作部包括操控把手固定座及活动设置于所述操控把手固定座上的操控把手；操控把手和操控把手固定座之间设有六维力传感器，六维力传感器用于采集操控把手的三维空间受力信息且输出；操控把手上设有安全按钮，安全按钮用于感知操作者对操控把手的握持状态。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述安全按钮设置于所述操控把手的顶部；当操作者按紧或松开所述安全按钮时，所述安全按钮发出暂停信号。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述操控把手上沿高度方向依次设有确认按钮、取消按钮及灵敏度调节按钮。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述操控把手固定座包括固定装置、下连接件及上连接件，其中下连接件连接在上连接件的底部，下连接件通过固定装置与所述固定物连接；所述六维力传感器设置于上连接件上。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述机器人与所述操作部之间设有隔离装置。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述隔离装置为滤光玻璃。
[0017]本专利技术另一实施例提供一种利用如上所述的基于力传感器的机器人控制装置的示教方法，所述示教方法包括以下步骤：
[0018]1)将机器人和示教操作部分别设置于相对独立的空间；
[0019]2)操作者通过示教操作部进行示教操作，在操作过程中，通过六维力传感器采集操控把手的三维受力信息且输出；通过安全按钮感知操作者对操控把手握持状态；
[0020]3)示教盒与示教操作部通讯，示教盒通过操控把手的三维受力信息获得示教操作部的姿态变化信息，进而获得机器人移动方向示教信息；
[0021]4)机器人控制器接收示教盒输出的机器人移动方向示教信息，且根据该机器人移动方向示教信息向机器人发送示教控制指令；
[0022]5)机器人执行机器人控制器发送的示教控制指令，进行示教操作。
[0023]在一种可能的实现方式中，当操作者紧握或松开所述安全按钮时，所述安全按钮发出暂停信号，机器人控制器控制所述机器人暂停。
[0024]在一种可能的实现方式中，通过操控把手上设置的确认按钮进行示教意图快捷在线存储；通过操控把手上设置的取消按钮进行后悔从来。
[0025]本专利技术的优点及有益效果是：本专利技术提供的基于力传感器的机器人控制装置，只需通过控制操控把手的移动方向以及按压信息,就可以实现机器人的示教操作,简化了机器人的控制，以使得操控把手可以在任意方向、任意位置完成示教动作,再通过示教盒获取机器人的移动方向示教信息,这样使得机器人的操作自由度大大加强。
[0026]本专利技术将示教操作部与机器人相对独立设置，且通过隔离装置在有害环境中实现人机分离，根据示教盒生成的工作路径来为机器人进行示教,无需工作人员手动拖拽示教机器人进行移动,示教操作简单方便,可适用于对结构复杂或者体积庞大工件进行处理的示教场景,提高了示教效率。
[0027]本专利技术可以应用于有毒、有害、有细菌、有病毒等微生物环境；可以通过弧光在线焊接微调，优化焊接专家库数据；可以通过等离子火焰，在热切割接微调，优化热切割专家库数据；可以通过喷涂飞溅效果，在线喷涂微调，优化喷涂专家库数据；可以通过打磨效果，例如打磨火花，在线打磨微调，优化打磨专家库数据。
[0028]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0029]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0030]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0031]图1为本专利技术基于力传感器的机器人控制装置的等轴测图；
[0032]图2为图1中A处放大图；
[0033]图3为本专利技术中操控把手的后视图；
[0034]图中：1为机器人，2为机器人控制器，3为末端执行器，4为固定装置，5为下连接件，6为上连接件，7为六维力传感器，8为操控把手，9为安全按钮，10为确认按钮，11为取消按钮，12为灵敏度调节按钮，13为固定物，14为隔离装置，15为示教盒，16为力控电缆，17为示教盒电缆，18为本体互联电缆。
具体实施方式
[0035]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于力传感器的机器人控制装置，其特征在于，包括机器人(1)，机器人(1)末端设有末端执行器(3)，机器人(1)用于执行示教操作；示教操作部，与机器人(1)相对独立设置，示教操作部用于操作者进行示教操作；示教盒(15)，与示教操作部通讯，示教盒(15)用于存储示教操作部的受力信息和姿态变化信息，且获得机器人(1)移动方向示教信息；机器人控制器(2)，与示教盒(15)和机器人(1)连接，机器人控制器(2)根据示教盒(15)获取的机器人(1)移动方向示教信息，对机器人(1)进行示教控制。2.根据权利要求1所述的基于力传感器的机器人控制装置，其特征在于，所述示教操作部包括操控把手固定座及活动设置于所述操控把手固定座上的操控把手(8)；操控把手(8)和操控把手固定座之间设有六维力传感器(7)，六维力传感器(7)用于采集操控把手(8)的三维空间受力信息且输出；操控把手(8)上设有安全按钮(9)，安全按钮(9)用于感知操作者对操控把手(8)的握持状态。3.根据权利要求2所述的基于力传感器的机器人控制装置，其特征在于，所述安全按钮(9)设置于所述操控把手(8)的顶部；当操作者按紧或松开所述安全按钮(9)时，所述安全按钮(9)发出暂停信号。4.根据权利要求2所述的基于力传感器的机器人控制装置，其特征在于，所述操控把手(8)上沿高度方向依次设有确认按钮(10)、取消按钮(11)及灵敏度调节按钮(12)。5.根据权利要求2所述的基于力传感器的机器人控制装置，其特征在于，所述操控把手固定座包括固定装置(4)、下连接件(5)及上连接件(6)，其中下连接件(5)连接在上连接件(6)的底部，下连接件...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕忠伟，苗利，田子阳，冯静怡，朱维金，
申请(专利权)人：天津新松机器人自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：