一种工业机器人附加轴功能的开发方法
【专利摘要】本发明公开了一种工业机器人附加轴功能的开发方法，其特征在于：所述的开发方法预先建立一种一定数量的虚拟仿真轴，完成整个机器人及附加轴的软件功能；在实际应用时，根据客户的应用需要将相应数量的虚拟轴以实轴进行更换，从而实现附加轴的快速开发。由于采用上述的方法，本发明的优点在于：1、在不具备实际硬件的条件下，为附加轴功能的测试提供了必要的条件；2、附加轴的数量不会影响软件的架构，增加物理附加轴后对软件的修改量很小；3、程序移植性好，无需重复开发；4、缩短了向终端客户的交货时间。
【专利说明】一种工业机器人附加轴功能的开发方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业机器人的设计与制造，特别涉及一种工业机器人附加轴功能的开 发方法。
【背景技术】
[0002]目前现有工业机器人附加轴功能的开发步骤是:1、终端客户根据实际的应用需求 向机器人制造商提出技术开发指标；2、机器人制造商根据客户需要，为其定制相应的软件 以满足客户的应用需要；3、机器人制造商对开发出的附加轴功能进行120h的在线测试，不 间断地检验软件功能的稳定性，根据测试结果对软件进行修改完善；4、将完成测试的、满足 客户需求的工业机器人附加轴软件交付客户进行应用生产。
[0003]由于事先不知道终端客户的应用需求，机器人制造商临时根据特殊功能开发软 件，造成软件的一致性差，不易维护；并且终端客户要求的交货周期短，因此留给机器人制 造商的开发时间少。在软件开发完成后，制造商还需要对开发的软件进行120h的在线测 试，延长软件的交付周期。
[0004]针对上述的问题，提供一种新型的开发方法，缩短工业机器人附加轴功能的开发周期。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种工业机器人附加轴功能的开发方法，以 达到缩短工业机器人附加轴功能开发周期的目的。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种工业机器人附加轴功能的开发方法， 其特征在于:所述的开发方法预先建立一种一定数量的虚拟仿真轴，完成整个机器人及附 加轴的软件功能；在实际应用时，根据客户的应用需要将相应数量的虚拟轴以实轴进行更 换，从而实现附加轴的快速开发。
[0007]所述的开发方法将标准工业机器人在6个自由度上的关节轴建为实际轴，其硬 件的节点依次为IF6.ST2、IF6.ST3、IF6.ST4，同时将三个附加轴gAxisAuxl、gAxisAux2、 gAxisAux3建为虚拟轴，虚拟轴的虚拟节点为依次为SDC_IF1.ST7、SDC_IF1.ST8、SDC_IF1.ST9，建立的三个虚拟轴与实轴同时进行运动规划，并同步到达目标点；建立虚拟的仿真轴， 在增加附加轴功能时根据终端客户的需求，将虚拟轴更换为相应的实轴，并进行相应的配 置更改从而快速满足客户需要。
[0008]所述的仿真轴具备实轴相同的减速比、关节限位、关节的最大运动速度、最大加速度。
[0009]所述的开发方法在每个工业机器人中预先开发了 Simple类型、Robot类型、 External类型等三个附加轴功能。
[0010]所述的开发方法中工业机器人的位置数据为:
[0011]带附加轴功能的机器人位置=机器人的位置(工具中心点的位置或6个关节位置)+附加轴的位置。
[0012]一种工业机器人附加轴功能的开发方法，由于采用上述的方法，本发明的优点在 于:1、在不具备实际硬件的条件下，为附加轴功能的测试提供了必要的条件；2、附加轴的 数量不会影响软件的架构，增加物理附加轴后对软件的修改量很小；3、程序移植性好，无需 重复开发；4、缩短了向终端客户的交货时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明；
[0014]图1为本发明一种工业机器人附加轴功能的开发方法中附加轴功能的使用流程 图。
【具体实施方式】
[0015]通过对附加轴现场应用的长期调研结果，附加轴一般可以分为以下三种类型:1、 Simple类型:与机器人独立,其典型应用是伺服焊枪功能；2、Robot类型:与机器人一起构 成整体，其典型应用是滑动导轨；3、External类型:机器人的运动轨迹受外部附加轴影响， 其典型应用变位机。
[0016]本发明根据附加轴的应用情况，提前将以上三种类型的附加轴功能进行开发及 120h测试。首先在软件功能开发时，通过建立虚拟轴(该虚拟轴具备实轴的特性)以满足软 件功能的开发及测试，从而减少终端客户订货后的软件开发及测试时间；接着在机器人软 件功能开发完成以后，根据通常的应用情况(Simple类型、Robot类型、External类型)用 实际的电机轴代替相应的虚拟轴测试软件功能；当终端客户订货后，只需根据其需要开放 相应的软件功能包交货即可。
[0017]本发明的核心在于提供一种简单高效、移植性好、维护简单的附加轴开发方法。其 具体的技术方案如下:
[0018](I)预先建立一种一定数量的虚拟仿真轴，完成整个机器人及附加轴的软件功能。 在实际应用中，根据客户的应用需要将相应数量的虚拟轴以实轴进行更换，从而实现附加 轴的快速开发。
[0019]一般情况下，标准的机器人有6个自由度，故将6个关节轴建为实际轴，其硬件的 节点依次为 IF6.ST2、IF6.ST3、IF6.ST4。
[0020]将三个附加轴(gAxisAuxl、gAxisAux2、gAxisAux3)建为虚拟轴,虚拟轴的虚拟节 点为依次为SDC_IF1.ST7、SDC_IF1.ST8、SDC_IF1.ST9，建立的三个虚拟轴与实轴同时进行 运动规划，并同步到达目标点。
[0021](2)建立虚拟的仿真轴，该仿真轴具备实轴所具有的特性，例如减速比、关节限位、 关节的最大运动速度、最大加速度等属性。
[0022](3)根据终端客户的需求，例如附加轴的数量、附加轴的类型(伺服焊枪、滑轨、变 位机)，将虚拟轴更换为相应的实轴，并进行相应的配置更改从而快速满足客户需要。
[0023]本法的具体实施方法为:
[0024](I)进入附加轴的设定界面
[0025]在使用附加轴功能前，需要对附加轴进行相应的设置。为了方便客户的使用，开发了附加轴设定引导界面及附加轴详细参数设置页面。
[0026](2)客户根据应用需求确定相应数量的附加轴
[0027]通过对实际应用的调研，通常情况下附加轴的最大使用数量为3个，因此我们预 先开发了 3个附加轴功能。客户可以在3个附加轴以内(包括3个附加轴)进行任意数量的 使用。例如，在伺服焊钳应用中，通常使用伺服焊枪作为一个附加轴；在长距离搬运中，通常 设置滑轨作为机器人的一个附加轴功能。客户可以根据需要方便地设定附加轴的数量，客 户对附加轴数量的需求为2，并使用了两个附加轴，第一个附加轴为伺服焊钳，第二个附加 轴为行走轴。
[0028](3)设定附加轴的类型
[0029]通过对机器人附加好走市场应用的调研，附加轴的类型可以分为Simple类型、 Robot类型、External类型三种。
[0030](4)附加轴的点动功能
[0031]在附加轴点动页面中，可以点动的附加轴的数量及类型由客户在附加轴设置页面 中进行设置，客户定义了 3个附加轴依次为伺服焊枪、滑轨、变位机。通过点动按键Auxl， Aux2, Aux3就可以实现对附加轴的点动功能。
[0032](5)附加轴的示教及包含附加轴位置的机器人数据格式
[0033]完成附加轴的点动后，需要对机器人附加轴的位置进行示教，开发了附加轴的设 置窗口。机器人I?3号附加轴的位置显示分别为47.90，-72.81，-37.22，通过示教将机器 人及附加轴的位置记录在了点PT[494]中。增加附加轴后，机器人的位置数据格式为:带附 加轴功能的机器人位置=机器人的位置(工具中心点的位置或6个关节位置)+附加轴的位置。
[0034]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的， 均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种工业机器人附加轴功能的开发方法，其特征在于:所述的开发方法预先建立一 种一定数量的虚拟仿真轴，完成整个机器人及附加轴的软件功能；在实际应用时，根据客户 的应用需要将相应数量的虚拟轴以实轴进行更换，从而实现附加轴的快速开发。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人附加轴功能的开发方法，其特征在于:所述 的开发方法将标准工业机器人在6个自由度上的关节轴建为实际轴，其硬件的节点依次为 IF6.ST2、IF6.ST3、IF6.ST4,同时将三个附加轴 gAxisAuxl、gAxisAux2、gAxisAux3 建为虚 拟轴，虚拟轴的虚拟节点为依次为SDC_IF1.ST7、SDC_IF1.ST8、SDC_IF1.ST9，建立的三个虚 拟轴与实轴同时进行运动规划，并同步到达目标点；建立虚拟的仿真轴，在增加附加轴功能 时根据终端客户的需求，将虚拟轴更换为相应的实轴，并进行相应的配置更改从而快速满 足客户需要。
3.根据权利要求2所述的一种工业机器人附加轴功能的开发方法，其特征在于:所述 的仿真轴具备实轴相同的减速比、关节限位、关节的最大运动速度、最大加速度。
4.根据权利要求1所述的一种工业机器人附加轴功能的开发方法，其特征在于:所述 的开发方法在每个工业机器人中预先开发了 Simple类型、Robot类型、External类型等三 个附加轴功能。
5.根据权利要求1所述的一种工业机器人附加轴功能的开发方法，其特征在于:所述 的开发方法中工业机器人的位置数据为:带附加轴功能的机器人位置=机器人的位置(工具中心点的位置或6个关节位置)+附 加轴的位置。
【文档编号】G05B17/02GK103576559SQ201310507391
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】平国祥 申请人:安徽埃夫特智能装备有限公司