一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法与流程

1.本发明涉及机器人控制离线编程技术领域，特别是涉及一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法。


背景技术：

2.示教编程指由人工导引机器人末端执行器(安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪、喷枪等)，或由人工操作导引机械模拟装置，或用示教盒(与控制系统相连接的一种手持装置，用以对机器人进行编程或使之运动)完成程序的编制，来使机器人完成预期的动作。
3.传统的机器人示教器编程过程十分繁琐，示教过程时间长，有时候还有安全隐患，整个编程过程耗时耗力，大大地提高使用机器人成本和减低了机器人的工作效率，尤其是焊接机器人，多批次多品种且少数量的工作场景，示教器编程的耗时耗力极大地降低了用户使用机器人焊接的愿望，基于以上缺陷和不足，有必要对现有的技术予以改进，设计出一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，解决了示教器编程时操作机器人时间长的问题，缩短整个示教过程，同时消除了传统示教器编程过程中控制机器人运动和干涉引起的安全隐患。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，该种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法包括红外扫描示教传感器、高精度高敏感度照相机、图像跟踪处理计算机和机器人控制器，红外扫描示教传感器扫描检测机器人示教的工作轨迹，轨迹包括坐标和姿态信息，红外扫描示教传感器将工作轨迹无线发射到高精度高敏感度照相机，高精度高敏感度照相机进行记录形成文件并传输至图像跟踪处理计算机，图像跟踪处理计算机对所收到的三维轨迹信息进行处理和矫正，并与机器人基座标和工具坐标tcp进行匹配，匹配转换成机器人控制的轨迹文件，图像跟踪处理计算机处理完成后通过网络通信发送到机器人控制器，机器人控制器获得的轨迹文件与机器人的控制程序进行适当组合，自动完成编程，最终形成机器人的执行程序，机器人即可进行启动运。
6.优选的是，所述红外扫描示教传感器采用手持扫描枪，手持扫描枪本身坐标原点与机器人基坐标和工具坐标tcp进行匹配校准对应，建立照相机计算机虚拟坐标系统，与机器人基坐标和工具坐标tcp的坐标精确对应匹配关系，照相机计算机虚拟坐标系统的坐标系和姿态可以灵活进行修改和校准，达到与机器人系统的匹配对应。
7.优选的是，所述手持扫描枪的枪头对着测量路径轨迹，操作手持扫描枪开关，沿着路径走过，高精度高敏感度照相机记录手持扫描枪走过的三维空间轨迹信息。
8.优选的是，所述图像跟踪处理计算机上装载有离线编程软件，离线编程软件将三
维空间轨迹信息进行处理模拟再现机器人三维运动轨迹，根据需求进行修改生成新的修正轨迹，离线编程软件生成机器人轨迹控制代码，发送到机器人控制器进行控制机器人的轨迹。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
10.解决了示教器编程时操作机器人时间长的问题，整个编程过程用户只需使用手持扫描枪从轨迹路径划过，缩短整个示教过程，同时消除了传统示教器编程过程中控制机器人运动和干涉引起的安全隐患。
附图说明
11.图1为一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法的结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
13.请参阅图1，本发明实施例包括：
14.一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，该种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法包括红外扫描示教传感器1、高精度高敏感度照相机2、图像跟踪处理计算机3和机器人控制器4，红外扫描示教传感器1扫描检测机器人5示教的工作轨迹，轨迹包括坐标和姿态信息，红外扫描示教传感器1将工作轨迹无线发射到高精度高敏感度照相机2，高精度高敏感度照相机2进行记录形成文件并传输至图像跟踪处理计算机3，图像跟踪处理计算机3对所收到的三维轨迹信息进行处理和矫正，并与机器人基座标和工具坐标tcp进行匹配，匹配转换成机器人5控制的轨迹文件，图像跟踪处理计算机3处理完成后通过网络通信发送到机器人控制器4，机器人控制器4获得的轨迹文件与机器人的控制程序进行适当组合，自动完成编程，最终形成机器人5的执行程序，机器人即可进行启动运。
15.所述红外扫描示教传感器1采用手持扫描枪，手持扫描枪本身坐标原点与机器人基坐标和工具坐标tcp进行匹配校准对应，建立照相机计算机虚拟坐标系统，与机器人基坐标和工具坐标tcp的坐标精确对应匹配关系，照相机计算机虚拟坐标系统的坐标系和姿态可以灵活进行修改和校准，达到与机器人系统的匹配对应。
16.所述手持扫描枪的枪头对着测量路径轨迹，操作手持扫描枪开关，沿着路径走过，高精度高敏感度照相机2记录手持扫描枪走过的三维空间轨迹信息。
17.所述图像跟踪处理计算机3上装载有离线编程软件，离线编程软件将三维空间轨迹信息进行处理模拟再现机器人三维运动轨迹，根据需求进行修改生成新的修正轨迹，离线编程软件生成机器人轨迹控制代码，发送到机器人控制器4进行控制机器5人的轨迹。
18.本发明一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，解决了示教器编程时操作机器人时间长的问题，整个编程过程用户只需使用手持扫描枪从轨迹路径划过，缩短整个示教过程，同时消除了传统示教器编程过程中控制机器人运动和干涉引起的安全隐患。
19.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，其特征在于：该种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法包括红外扫描示教传感器、高精度高敏感度照相机、图像跟踪处理计算机和机器人控制器，红外扫描示教传感器扫描检测机器人示教的工作轨迹，轨迹包括坐标和姿态信息，红外扫描示教传感器将工作轨迹无线发射到高精度高敏感度照相机，高精度高敏感度照相机进行记录形成文件并传输至图像跟踪处理计算机，图像跟踪处理计算机对所收到的三维轨迹信息进行处理和矫正，并与机器人基座标和工具坐标tcp进行匹配，匹配转换成机器人控制的轨迹文件，图像跟踪处理计算机处理完成后通过网络通信发送到机器人控制器，机器人控制器获得的轨迹文件与机器人的控制程序进行适当组合，自动完成编程，最终形成机器人的执行程序，机器人即可进行启动运。2.根据权利要求1所述的一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，其特征在于：所述红外扫描示教传感器采用手持扫描枪，手持扫描枪本身坐标原点与机器人基坐标和工具坐标tcp进行匹配校准对应，建立照相机计算机虚拟坐标系统，与机器人基坐标和工具坐标tcp的坐标精确对应匹配关系，照相机计算机虚拟坐标系统的坐标系和姿态可以灵活进行修改和校准，达到与机器人系统的匹配对应。3.据权利要求2所述的一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，其特征在于：所述手持扫描枪的枪头对着测量路径轨迹，操作手持扫描枪开关，沿着路径走过，高精度高敏感度照相机记录手持扫描枪走过的三维空间轨迹信息。4.据权利要求1所述的一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，其特征在于：所述图像跟踪处理计算机上装载有离线编程软件，离线编程软件将三维空间轨迹信息进行处理模拟再现机器人三维运动轨迹，根据需求进行修改生成新的修正轨迹，离线编程软件生成机器人轨迹控制代码，发送到机器人控制器进行控制机器人的轨迹。

技术总结
本发明公开了一种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法，该种基于红外扫描跟踪的机器人离线虚拟示教编程的方法包括红外扫描示教传感器、高精度高敏感度照相机、图像跟踪处理计算机和机器人控制器，红外扫描示教传感器将机器人示教的工作轨迹无线发射到高精度高敏感度照相机，高精度高敏感度照相机进行记录形成文件传输至图像跟踪处理计算机进行处理和矫正，并与机器人基座标和工具坐标TCP进行匹配，匹配转换成机器人控制的轨迹文件，机器人控制器获得的轨迹文件与机器人的控制程序进行适当组合，自动完成编程，形成机器人的执行程序。通过上述方式，本发明缩短示教过程，消除传统示教器编程过程中运动和干涉引起的安全隐患。引起的安全隐患。引起的安全隐患。


技术研发人员：王伟栋
受保护的技术使用者：苏州东控自动化科技有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/3/25