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1. WO2017128029 - ROBOT CONTROL METHOD, CONTROL DEVICE AND SYSTEM

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

附图

0001   0002  

说明书

发明名称 : 一种机器人控制方法、控制设备及系统

技术领域

[0001]
本发明实施例涉及数据处理领域,尤其涉及一种机器人控制方法、控制设备及系统。

背景技术

[0002]
随着工业智能化程度的不断提高,机器人参与的机械加工过程也越来越多,为了使得机器人能够按照用户的需求完成相应的工作,需要由用户对机器人进行编程配置。
[0003]
机器人通常使用示教的方式进行搬运、加工等操作,一般用户在编程时很少使用专用工具进行标定,而是直接使用用户的工具进行工件的加工操作。因此程序中很少有工件坐标系,遇到机器人搬运、移动或者工件移动等情况时,常常需要重新对所有的点位进行示教。
[0004]
为了解决该问题,各大厂家如fanuc、kuka、ABB,在软件程序中可以建立工件坐标系,即在示教前,需要标定工件坐标系,之后如果出现变动,只需要改变工件坐标系,就能够在不改变原程序时直接使用。
[0005]
但是,工件坐标系的测量都是依赖于工具,必须在已知工具坐标系和工具中心点(英文缩写:TCP,英文全称:Tool Center Point)的情况下,才能够标定工件坐标系。然而一般用户很少有专用标定工具,所以增加了用户成本和操作难度。
[0006]
发明内容
[0007]
本发明实施例提供了一种机器人控制方法、控制设备及系统,能够降低用户成本和操作难度。
[0008]
本发明实施例的第一方面提供一种机器人控制方法,包括:
[0009]
确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点,该两个原始定位点位于同一平面内;使用用户工具,按照对该机器人在该第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将该机器人切换为第二状态;确定该机器人处于该第二状态下的两个目标定位点,该目标定位点与该原始定位点相对应;根据该原始定位点以及该目标定位点计算转换参数;根据该转换参数将该机器人处于该第一状态下的 各原始坐标点转换为该机器人处于该第二状态下的各目标坐标点;按照各目标坐标点对该机器人进行控制。
[0010]
结合本发明实施例的第一方面,在本发明实施例的第一方面的第一种实现方式中,该原始定位点的坐标值为原始坐标值,该原始坐标值为该机器人处于该第一状态下时,该原始定位点在法兰坐标系中的坐标值;该目标定位点的坐标值为目标坐标值,该目标坐标值为该机器人处于该第二状态下时,该目标定位点在法兰坐标系中的坐标值。
[0011]
结合本发明实施例的第一方面的第一种实现方式,本发明实施例的第一方面的第二种实现方式中,根据该原始定位点以及该目标定位点计算转换矩阵包括:
[0012]
确定第一原始定位点以及第二原始定位点、第一法向量、第一单位向量,并确定第一目标定位点以及第二目标定位点、第二法向量、第二单位向量;该第一法向量为该第一原始定位点与该第二原始定位点转化的原始齐次矩阵中的一组相同向量;该第二法向量为该第二目标定位点与该第二目标定位点转化的目标齐次矩阵中的一组相同向量;该第一单位向量为该第一原始定位点与该第二原始定位点确定的向量的单位向量;该第二单位向量为该第一目标定位点与该第二目标定位点确定的向量的单位向量;
[0013]
根据第一法向量以及该第一单位向量确定第一齐次矩阵,根据该第二法向量以及该第二单位向量确定第二齐次矩阵;
[0014]
根据该第一齐次矩阵以及该第二齐次矩阵按照第一关系式计算该转换矩阵。
[0015]
结合本发明实施例的第一方面的第二种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第三种实现方式中,
[0016]
该第一关系式为:T m=B·A -1
[0017]
该T m为该转换矩阵,该B为该第二齐次矩阵,该A为该第一齐次矩阵。
[0018]
结合本发明实施例的第一方面,第一方面的第一种实现方式至第三种实现方式的中任一种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第四种实现方式中,根据该转换矩阵将该机器人处于该第一状态下的各原始坐标点转换为该机器人处于该第二状态下的各目标坐标点之后,该方法还包括:
[0019]
根据各目标坐标点计算各目标坐标点的旋转角度集合。
[0020]
结合本发明实施例的第一方面的第四种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第五种实现方式中,按照各目标坐标点对该机器人进行控制包括:
[0021]
按照各目标坐标点以及各目标坐标点的旋转角度集合对该机器人进行控制。
[0022]
结合本发明实施例的第一方面,第一方面的第一种实现方式至第五种实现方式中,在本发明实施例的第六种实现方式中,该第一目标定位点与该第二目标定位点具有相同的俯仰和翻滚姿态。
[0023]
本发明实施例第二方面提供了一种控制设备,包括:
[0024]
第一确定模块,用于确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点,该两个原始定位点位于同一平面内;
[0025]
切换模块,用于使用用户工具,按照对该机器人在该第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将该机器人切换为第二状态;
[0026]
第二确定模块,用于确定该机器人处于该第二状态下的两个目标定位点,该目标定位点与该第一确定模块确定的该原始定位点相对应;
[0027]
计算模块,用于根据该第一确定模块确定的该原始定位点以及该第二确定模块确定的该目标定位点计算转换参数;
[0028]
转换模块,用于根据该计算模块计算得到的该转换参数将该机器人处于该第一状态下的各原始坐标点转换为该机器人处于该第二状态下的各目标坐标点;
[0029]
控制模块,用于按照该转换模块转换得到的该各目标坐标点对该机器人进行控制。
[0030]
结合本发明实施例的第二方面,在本发明实施例的第二方面的第一种实现方式中,该原始定位点的坐标值为原始坐标值,该原始坐标值为该机器人处于该第一状态下时,该原始定位点在法兰坐标系中的坐标值;
[0031]
该目标定位点的坐标值为目标坐标值,该目标坐标值为该机器人处于该第二状态下时,该目标定位点在法兰坐标系中的坐标值。
[0032]
结合本发明实施例的第二方面的第一种实现方式,在本发明实施例的第二方面的第二种实现方式中,该计算模块包括:
[0033]
第一确定单元,用于确定第一原始定位点以及第二原始定位点、第一法向量、第一单位向量,并确定第一目标定位点以及第二目标定位点、第二法向量、第二单位向量;该第一法向量为该第一原始定位点与该第二原始定位点转化的原始齐次矩阵中的一组相同向量;该第二法向量为该第二目标定位点与该第二目标定位点转化的目标齐次矩阵中的一组相同向量;该第一单位向量为该第一原始定位点与该第二原始定位点确定的向量的单位向量;该第二单位向量为该第一目标定位点与该第二目标定位点确定的向量的单位向量;
[0034]
第二确定单元,用于根据该第一确定单元确定的该第一法向量以及该第一单位向量确定第一齐次矩阵,根据该第一确定单元确定的该第二法向量以及该第二单位向量确定第二齐次矩阵;
[0035]
计算单元,用于根据该第二确定单元确定的该第一齐次矩阵以及该第二齐次矩阵按照第一关系式计算该转换矩阵。
[0036]
结合本发明实施例的第二方面的第二种实现方式,在本发明实施的第三种实现方式中,该第一关系式为:T m=B·A -1
[0037]
该T m为该转换矩阵,该B为该第二齐次矩阵,该A为该第一齐次矩阵。
[0038]
结合本发明实施例的第二方面,第二方面的第一种实现方式至第三种实现方式中的任一面实现方式,在本发明实施例的第四种实现方式中,该控制设备还包括:
[0039]
处理模块,用于根据该计算模块计算得到的各目标坐标点计算该各目标坐标点的旋转角度集合。
[0040]
结合本发明实施例的第二方面的第四种实现方式,在本发明实施例的第五种实现方式中,该控制模块包括:
[0041]
控制单元,用于按照该转换模块得到的该各目标坐标点以及该处理模块得到的各目标坐标点的旋转角度集合对该机器人进行控制。
[0042]
本发明第三方面提供一种控制设备,包括处理器和存储器,该处理器用于执行如下控制方法:
[0043]
确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点;
[0044]
使用用户工具,按照对该机器人在该第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将该机器人切换为第二状态;
[0045]
确定该机器人处于该第二状态下的目标定位点,该目标定位点与该原始定位点相对应;
[0046]
根据该原始定位点以及该目标定位点计算转换参数;
[0047]
根据该转换参数将该机器人处于该第一状态下的各原始坐标点转换为该机器人处于该第二状态下的各目标坐标点;
[0048]
按照该各目标坐标点对该机器人进行控制。
[0049]
本发明第四方面提供一种机器人系统,包括机器人和用于控制所述机器人的控制设备,其中,所述控制设备包括:
[0050]
第一确定模块,用于确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点,所述两个原始定位点位于同一平面内;
[0051]
切换模块,用于使用用户工具,按照对所述机器人在所述第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将所述机器人切换为第二状态;
[0052]
第二确定模块,用于确定所述机器人处于所述第二状态下的两个目标定位点,所述目标定位点与所述第一确定模块确定的所述原始定位点相对应;
[0053]
计算模块,用于根据所述第一确定模块确定的所述原始定位点以及所述第二确定模块确定的所述目标定位点计算转换参数;
[0054]
转换模块,用于根据所述计算模块计算得到的所述转换参数将所述机器人处于所述第一状态下的各原始坐标点转换为所述机器人处于所述第二状态下的各目标坐标点;
[0055]
控制模块,用于按照所述转换模块转换得到的所述各目标坐标点对所述机器人进行控制。
[0056]
在本发明实施例的第四方面的第一种实现方式中,所述机器人为六轴工业机器人。
[0057]
本发明实施例提供的技术方案中,当需要对机器人进行搬运或加工,或是工件发生变化时,机器人会从第一状态变为第二状态,此时控制设备可以使用用户工具,按照对该机器人在该第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将该机器人切换为第二状态,由此确定第一状态下的两个原始定位点对应的第二状态下的两个目标定位点,并根据这些点确定原始工件坐标系和目标工件坐标系,并计算转换矩阵,从而使用转换矩阵确定机器人在第二状态下的各目标坐 标点,由于本发明实施例无需借助专用标定工具,而可以使用用户工具进行坐标点的标定,因此可以降低用户成本和操作难度。

附图说明

[0058]
图1为本发明实施例中机器人控制方法的一个实施例示意图;
[0059]
图2为本发明实施例中控制设备的一个实施例示意图。

具体实施方式

[0060]
本发明实施例提供了一种机器人控制方法、控制设备及系统,能够降低用户成本和操作难度。
[0061]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0062]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0063]
目前机器人通常使用示教的方式进行搬运、加工等操作,一般用户在编程时很少使用专用工具进行标定,而是直接使用用户的工具进行工件的加工操作。因此程序中很少有工件坐标系,遇到机器人搬运、移动或者工件移动等情况时,常常需要重新对所有的点位进行示教。
[0064]
为了解决该问题,各大厂家如fanuc、kuka、ABB,在软件程序中可以建立工件坐标系,即在示教前,需要标定工件坐标系,之后如果出现变动,只需要改变工件坐标系,就能够在不改变原程序时直接使用。
[0065]
但是,工件坐标系的测量都是依赖于工具,必须在已知工具坐标系和工具 中心点的情况下,才能够标定工件坐标系。然而一般用户很少有专用标定工具,所以增加了用户成本和操作难度。
[0066]
为了解决用户成本高和操作难的问题,本发明实施例提供了如下方法:当需要对机器人进行搬运或加工,或是工件发生变化时,机器人会从第一状态变为第二状态,此时控制设备可以使用用户工具,按照对所述机器人在所述第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将所述机器人切换为第二状态,由此确定第一状态下的两个原始定位点对应的第二状态下的两个目标定位点,并根据这些点确定原始工件坐标系和目标工件坐标系,并计算转换矩阵,从而使用转换矩阵确定机器人在第二状态下的各目标坐标点,由于本发明实施例无需借助专用标定工具,而可以使用用户工具进行坐标点的标定,因此可以降低用户成本和操作难度。
[0067]
为便于理解,下面对本发明实施例中的具体流程进行描述,请参阅图1,本发明实施例中机器人控制方法的一个实施例包括:
[0068]
101、控制设备确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点。
[0069]
控制设备确定机器人在第一状态下的两个原始定位点P 1、P 2且该两点的俯仰和翻滚动作应一致,并确定该两点在法兰坐标系中的坐标值。
[0070]
可选的,该原始定位点可以选择两个姿态要求较高的点,比如机器人在该点动作中需要各轴进行多次的旋转,具体情况此处不做限定。
[0071]
102、控制设备使用用户工具将机器人切换为第二状态。
[0072]
控制设备在机器人进行移动或者是工件位置发生变化之后,该控制设备按照对该机器人在该第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将该机器人切换为第二状态。
[0073]
103、控制设备确定机器人处于第二状态下的目标定位点。
[0074]
控制设备确定该机器人在第二状态下的目标定位点P 1'、P 2',并确定该点在法兰坐标系中的坐标值以及该机器人在该点的各轴的第二旋转角度集合,同时该目标定位点与该原始定位点为相互对应的关系。
[0075]
104、控制设备根据原始定位点以及目标定位点计算转换参数。
[0076]
该控制设备确定第一原始定位点以及第二原始定位点、第一法向量、第一单位向量,该第一法向量为该第一原始定位点与该第二原始定位点转化的原始 齐次矩阵中的一组相同向量,该第一单位向量为该第一原始定位点与该第二原始定位点确定的向量的单位向量。同时该控制设备确定第一目标定位点以及第二目标定位点、第二法向量、第二单位向量,该第二法向量为该第二目标定位点与该第二目标定位点转化的目标齐次矩阵中的一组相同向量,该第二单位向量为该第一目标定位点与该第二目标定位点确定的向量的单位向量。该控制设备根据第一法向量以及该第一单位向量确定第一齐次矩阵,根据该第二法向量以及该第二单位向量确定第二齐次矩阵;该控制设备根据该第一齐次矩阵以及该第二齐次矩阵按照第一关系式计算该转换矩阵。假设
[0077]
原始齐次矩阵为: [数0001]


其中所述第一法向量为:
[0078]
目标齐次矩阵为: [数0002]


其中所述第二法向量为:
[0079]
第一单位向量为:
[0080]
第二单位向量为:
[0081]
则得到
[0082]
第一齐次矩阵为: [数0003]


[0083]
第二齐次矩阵为: [数0004]


[0084]
其中
[0085]
而转换矩阵T m=B·A -1
[0086]
其中,F为原始定位点转换的齐次矩阵,F'为目标定位点转换的齐次矩阵X x,X y,X z,Y x,Y y,Y z,Z x,Z y,Z z,X 1,Y 1,以及Z 1为原始定位点转换的齐次矩阵的各向量值;X' x,X' y,X' z,Y x',Y y',Y z',Z' x,Z' y,Z' z,X 1', Y 1',Z 1'为目标定位点转换的齐次矩阵的各向量值;a x,a y,a z为第一原始定位点与该第二原始定位点确定的向量的单位向量的向量值;b x,b y,b z为该第一目标定位点与该第二目标定位点确定的向量的单位向量的向量值。
[0087]
105、控制设备根据转换矩阵将各原始坐标点转换各目标坐标点。
[0088]
控制设备根据关系式P n'=T m·P n以及转换矩阵T m将第一状态下的各原始坐标点转换为第二状态下的各目标坐标点。
[0089]
106、控制设备按照各目标坐标点对机器人进行控制。
[0090]
该控制设备在得到各目标坐标点的法兰系坐标值之后,利用已知公式计算出该各目标坐标点的旋转角度集合,并根据该各目标坐标点的法兰系坐标值和该旋转角度集合对该机器人进行控制。
[0091]
为了便于理解,下面提供实际应用场景对本发明实施例提供的控制方法进行描述。
[0092]
假设工具在P 1点的法兰坐标值为(10,10,10,-0.0866,0.1509,-1.0405),在P 2点的法兰坐标值为(-65.69,52.47,59.68,-1.1338,0.1509,-1.0405),工具在P 1'点的法兰坐标值为(-50,-50,0,-1.3011,-0.8748,-0.7984),在P 2'点的法兰坐标值为(-113.7472,-112.1271,45.5717,-2.9138,-0.8748,-0.7984),根据欧拉角转齐次矩阵得到各点的齐次矩阵如下:
[0093]
P 1点的齐次矩阵为: [数0005]


[0094]
P 2点的齐次矩阵为: [数0006]


[0095]
P 1'点的齐次矩阵为: [数0007]


[0096]
P 2'点的齐次矩阵为: [数0008]


[0097]
由此对比得到第一法向量为 第二法向量为
[0098]
第一单位向量为 第二单位向量为
[0099]
其中
[0100]
构建的第一齐次矩阵为 [数0009]


[0101]
构建的第二齐次矩阵为 [数0010]


[0102]
根据关系式T m=B·A -1可得到 [数0011]


[0103]
再根据关系式P n'=T m·P n得到P 1'点的实际法兰坐标值为(-50,-50,0,-0.8927,-0.8748,-0.7984),P 2'点的实际法兰坐标值为(-113.7472,-112.1271,45.5717,-1.9399,-0.8748,-0.7984)。
[0104]
本发明实施例提供的技术方案中,当需要对机器人进行搬运或加工,或是工件发生变化时,机器人会从第一状态变为第二状态,此时控制设备可以使用用户工具,按照对所述机器人在所述第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将所述机器人切换为第二状态,由此确定第一状态下的两个原始定位点对应的第二状态下的两个目标定位点,并根据这些点确定原始工件坐标系和目标工件 坐标系,并计算转换矩阵,从而使用转换矩阵确定机器人在第二状态下的各目标坐标点,由于本发明实施例无需借助专用标定工具,而可以使用用户工具进行坐标点的标定,因此可以降低用户成本和操作难度。
[0105]
上面对本发明实施例中的机器人控制方法进行了描述,下面对本发明实施例中的控制设备进行描述,请参阅图2,本发明实施例中控制设备的一个实施例包括:
[0106]
第一确定模块201,用于确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点;
[0107]
切换模块202,用于使用用户工具,按照对该机器人在该第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将该机器人切换为第二状态;
[0108]
第二确定模块203,用于确定该机器人处于该切换模块切换得到的该第二状态下的两个目标定位点,该目标定位点与该第一确定模块确定的该原始定位点相对应;
[0109]
计算模块204,用于根据该第一确定模块确定的该原始定位点,该第二确定模块确定的该目标定位点计算转换参数;
[0110]
转换模块205,用于根据该计算模块计算得到的该转换参数将该机器人处于该第一状态下的各原始坐标点转换为该机器人处于该第二状态下的各目标坐标点;
[0111]
控制模块206,用于按照该转换模块得到的该各目标坐标点对该机器人进行控制。
[0112]
可选的,该计算模块204包括:
[0113]
第一确定单元,用于确定第一原始定位点以及第二原始定位点、第一法向量、第一单位向量,并确定第一目标定位点以及第二目标定位点、第二法向量、第二单位向量;该第一法向量为该第一原始定位点与该第二原始定位点转化的原始齐次矩阵中的一组相同向量;该第二法向量为该第二目标定位点与该第二目标定位点转化的目标齐次矩阵中的一组相同向量;该第一单位向量为该第一原始定位点与该第二原始定位点确定的向量的单位向量;该第二单位向量为该第一目标定位点与该第二目标定位点确定的向量的单位向量;
[0114]
第二确定单元,用于根据该第一确定单元确定的该第一法向量以及该第一单位向量确定第一齐次矩阵,根据该第一确定单元确定的该第二法向量以及该 第二单位向量确定第二齐次矩阵;
[0115]
计算单元,用于根据该第二确定单元确定的该第一齐次矩阵以及该第二齐次矩阵按照第一关系式计算该转换矩阵。
[0116]
可选的,该控制设备还包括:
[0117]
处理模块207,用于根据该计算模块计算得到的各目标坐标点计算该各目标坐标点的旋转角度集合。
[0118]
可选的,该控制模块206包括:
[0119]
控制单元,用于按照该转换模块得到的该各目标坐标点以及该处理模块得到的各目标坐标点的旋转角度集合对该机器人进行控制。
[0120]
本发明实施例提供的技术方案中,当需要对机器人进行搬运或加工,或是工件发生变化时,机器人会从第一状态变为第二状态,此时通过切换模块202可以使用用户工具,按照对所述机器人在所述第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将所述机器人切换为第二状态,由此第二确定模块203确定与由第一确定模块201确定得到的第一状态下的两个原始定位点对应的第二状态下的两个目标定位点,计算模块204根据第一确定模块201确定的原始定位点以及第二确定模块确定203确定的目标定位点计算转换矩阵,从而使得转换模块205利用计算模块204计算得到的转换矩阵确定机器人在第二状态下的各目标坐标点,由于本发明实施例无需借助专用标定工具,而可以使用用户工具进行坐标点的标定,因此可以降低用户成本和操作难度。
[0121]
本发明还提供一种控制设备,该控制设备包括处理器和存储器,处理器和存储器可通过总线连接,该存储器存储有可执行程序,该处理器用于执行存储器存储的程序以运行如下控制方法:
[0122]
确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点;
[0123]
使用用户工具,按照对该机器人在该第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将该机器人切换为第二状态;
[0124]
确定该机器人处于该第二状态下的目标定位点,该目标定位点与该原始定位点相对应;
[0125]
根据该原始定位点以及该目标定位点计算转换参数;
[0126]
根据该转换参数将该机器人处于该第一状态下的各原始坐标点转换为该 机器人处于该第二状态下的各目标坐标点;
[0127]
按照该各目标坐标点对该机器人进行控制。
[0128]
本发明还提供一种机器人系统,包括机器人和用于控制所述机器人的控制设备,其中,所述控制设备可以是前述实施例所描述的控制设备,该控制设备的具体结构和运行原理可参考前述实施例的描述,在此不再赘述。
[0129]
举例来说,该机器人可以是六轴工业机器人。
[0130]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0131]
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0132]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0133]
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0134]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器, 或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0135]
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种机器人控制方法,其特征在于,包括: 确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点,所述两个原始定位点位于同一平面内; 使用用户工具,按照对所述机器人在所述第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将所述机器人切换为第二状态; 确定所述机器人处于所述第二状态下的两个目标定位点,所述目标定位点与所述原始定位点相对应; 根据所述原始定位点以及所述目标定位点计算转换参数; 根据所述转换参数将所述机器人处于所述第一状态下的各原始坐标点转换为所述机器人处于所述第二状态下的各目标坐标点; 按照所述各目标坐标点对所述机器人进行控制。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的机器人控制方法,其特征在于,所述原始定位点的坐标值为原始坐标值,所述原始坐标值为所述机器人处于所述第一状态下时,所述原始定位点在法兰坐标系中的坐标值; 所述目标定位点的坐标值为目标坐标值,所述目标坐标值为所述机器人处于所述第二状态下时,所述目标定位点在法兰坐标系中的坐标值。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的机器人控制方法,其特征在于,根据所述原始定位点以及所述目标定位点计算转换参数包括: 确定第一原始定位点以及第二原始定位点、第一法向量、第一单位向量,并确定第一目标定位点以及第二目标定位点、第二法向量、第二单位向量;所述第一法向量为所述第一原始定位点与所述第二原始定位点转化的原始齐次矩阵中的一组相同向量;所述第二法向量为所述第二目标定位点与所述第二目标定位点转化的目标齐次矩阵中的一组相同向量;所述第一单位向量为所述第一原始定位点与所述第二原始定位点确定的向量的单位向量;所述第二单位向量为所述第一目标定位点与所述第二目标定位点确定的向量的单位向量; 根据第一法向量以及所述第一单位向量确定第一齐次矩阵,根据所述第二法向量以及所述第二单位向量确定第二齐次矩阵; 根据所述第一齐次矩阵以及所述第二齐次矩阵按照第一关系式计算转换 矩阵。
[权利要求 4]
根据权利要求3所述的机器人控制方法,其特征在于, 所述第一关系式为:T m=B·A -1; 所述T m为所述转换矩阵,所述B为所述第二齐次矩阵,所述A为所述第一齐次矩阵。
[权利要求 5]
根据权利要求1至4中任一项所述的机器人控制方法,其特征在于,根据所述转换矩阵将所述机器人处于所述第一状态下的各原始坐标点转换为所述机器人处于所述第二状态下的各目标坐标点之后,所述方法还包括: 根据所述各目标坐标点计算所述各目标坐标点的旋转角度集合。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的机器人控制方法,其特征在于,按照所述各目标坐标点对所述机器人进行控制包括: 按照所述各目标坐标点以及各目标坐标点的旋转角度集合对所述机器人进行控制。
[权利要求 7]
根据权利要求1至4中任一项所述的机器人控制方法,其特征在于,所述第一目标定位点与所述第二目标定位点具有相同的俯仰和翻滚姿态。
[权利要求 8]
一种控制设备,其特征在于,包括: 第一确定模块,用于确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点,所述两个原始定位点位于同一平面内; 切换模块,用于使用用户工具,按照对所述机器人在所述第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将所述机器人切换为第二状态; 第二确定模块,用于确定所述机器人处于所述第二状态下的两个目标定位点,所述目标定位点与所述第一确定模块确定的所述原始定位点相对应; 计算模块,用于根据所述第一确定模块确定的所述原始定位点以及所述第二确定模块确定的所述目标定位点计算转换参数; 转换模块,用于根据所述计算模块计算得到的所述转换参数将所述机器人处于所述第一状态下的各原始坐标点转换为所述机器人处于所述第二状态下的各目标坐标点; 控制模块,用于按照所述转换模块转换得到的所述各目标坐标点对所述机器人进行控制。
[权利要求 9]
根据权利要求8所述的控制设备,其特征在于,所述原始定位点的坐 标值为原始坐标值,所述原始坐标值为所述机器人处于所述第一状态下时,所述原始定位点在法兰坐标系中的坐标值; 所述目标定位点的坐标值为目标坐标值,所述目标坐标值为所述机器人处于所述第二状态下时,所述目标定位点在法兰坐标系中的坐标值。
[权利要求 10]
根据权利要求9所述的控制设备,其特征在于,所述计算模块包括: 第一确定单元,用于确定第一原始定位点以及第二原始定位点、第一法向量、第一单位向量,并确定第一目标定位点以及第二目标定位点、第二法向量、第二单位向量;所述第一法向量为所述第一原始定位点与所述第二原始定位点转化的原始齐次矩阵中的一组相同向量;所述第二法向量为所述第二目标定位点与所述第二目标定位点转化的目标齐次矩阵中的一组相同向量;所述第一单位向量为所述第一原始定位点与所述第二原始定位点确定的向量的单位向量;所述第二单位向量为所述第一目标定位点与所述第二目标定位点确定的向量的单位向量; 第二确定单元,用于根据所述第一确定单元确定的所述第一法向量以及所述第一单位向量确定第一齐次矩阵,根据所述第一确定单元确定的所述第二法向量以及所述第二单位向量确定第二齐次矩阵; 计算单元,用于根据所述第二确定单元确定的所述第一齐次矩阵以及所述第二齐次矩阵按照第一关系式计算所述转换矩阵。
[权利要求 11]
根据权利要求10所述的控制设备,其特征在于, 所述第一关系式为:T m=B·A -1; 所述T m为所述转换矩阵,所述B为所述第二齐次矩阵,所述A为所述第一齐次矩阵。
[权利要求 12]
根据权利要求8至11所述的控制设备,其特征在于,所述控制设备还包括: 处理模块,用于根据所述计算模块计算得到的各目标坐标点计算所述各目标坐标点的旋转角度集合。
[权利要求 13]
根据权利要求12所述的控制设备,其特征在于,所述控制模块包括: 控制单元,用于按照所述转换模块得到的所述各目标坐标点以及所述处理模块得到的各目标坐标点的旋转角度集合对所述机器人进行控制。
[权利要求 14]
一种控制设备,其特征在于,包括: 处理器和存储器,所述处理器用于执行如下控制方法: 确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点; 使用用户工具,按照对所述机器人在所述第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将所述机器人切换为第二状态; 确定所述机器人处于所述第二状态下的目标定位点,所述目标定位点与所述原始定位点相对应; 根据所述原始定位点以及所述目标定位点计算转换参数; 根据所述转换参数将所述机器人处于所述第一状态下的各原始坐标点转换为所述机器人处于所述第二状态下的各目标坐标点; 按照所述各目标坐标点对所述机器人进行控制。
[权利要求 15]
一种机器人系统,其特征在于,包括机器人和用于控制所述机器人的控制设备,其中,所述控制设备包括: 第一确定模块,用于确定机器人处于第一状态下的两个原始定位点,所述两个原始定位点位于同一平面内; 切换模块,用于使用用户工具,按照对所述机器人在所述第一状态下进行首次示教时相同的姿态,将所述机器人切换为第二状态; 第二确定模块,用于确定所述机器人处于所述第二状态下的两个目标定位点,所述目标定位点与所述第一确定模块确定的所述原始定位点相对应; 计算模块,用于根据所述第一确定模块确定的所述原始定位点以及所述第二确定模块确定的所述目标定位点计算转换参数; 转换模块,用于根据所述计算模块计算得到的所述转换参数将所述机器人处于所述第一状态下的各原始坐标点转换为所述机器人处于所述第二状态下的各目标坐标点; 控制模块,用于按照所述转换模块转换得到的所述各目标坐标点对所述机器人进行控制。
[权利要求 16]
根据权利要求15所述的系统,其特征在于,所述机器人为六轴工业机器人。

附图

[ 图 0001]  
[ 图 0002]