一种机器人的示教方法、机器人的示教装置及机器人系统与流程

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的示教方法、机器人的示教装置及机器人系统。

背景技术：

搬运行业的工业机器人在基于其周边的待搬运物承载设备进行搬运操作(如从待搬运物承载设备上取待搬运物或将待搬运物放置在待搬运物承载设备上)前，首先需要对机器人基于其周边的各个待搬运物承载设备进行搬运操作的过程进行示教。示例的，如图1所示，当机器人周边有8个待搬运物承载设备1时，则需要对机器人分别基于8个待搬运物承载设备1进行搬运操作的过程进行示教。通过示教确认机器人基于每个待搬运物承载设备1进行搬运操作时各个示教点的位置，根据各个示教点的位置生成搬运待搬运物的运动轨迹。

以机器人2周边的一个待搬运物承载设备1为例，若待搬运物承载设备为单层设备，用于放置一个待搬运物如玻璃基板，如图2(a)和图2(b)所示为机器人2的机械手02从待搬运物承载设备1上进行玻璃10的取放动作。图2(a)为侧视图，图2(b)为主视图，图2(a)和图2(b)中的黑色原点表示取放玻璃10所需的示教点。机器人2的机械手02从待搬运物承载设备1上进行玻璃10的取放时一般需要3个示教点。图2(a)和图2(b)中的A是取玻璃10时机械手02进入待搬运物承载设备1前的位置(放玻璃10时机械手02退出待搬运物承载设备1后的位置)，B是取玻璃10时机械手02进入待搬运物承载设备1后抬起接触玻璃10的位置(放玻璃10时机械手02脱离玻璃10的位置)，C是取玻璃10时机械手02退出待搬运物承载设备1的位置(放玻璃10时机械手02进入待搬运物承载设备1前的位置)。图中的虚线表示由三个示教点生成的运动轨迹。对于一个待搬运物承载设备，且待搬运物承载设备为单层设备，现有技术需要对三个示教点分别进行示教得到三个示教点的示教坐标，在完成示教点的示教之后，机器人2运行程序，根据指令进行取放玻璃10的工作。若机器人周边有8个待搬运物承载设备1，且每个待搬运物承载设备1都为单层设备，由于每个待搬运物承载设备1需要3个示教点，则需要24个示教点。

由于现有技术中在对机器人示教时，需要对每个示教点都进行示教，因而导致了示教过程复杂。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种机器人的示教方法、机器人的示教装置及机器人系统，可解决现有技术中对机器人示教时，示教过程复杂的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种机器人的示教方法，包括：根据待搬运物承载设备的标识获取所述待搬运物承载设备的标识对应的设备信息，所述设备信息包括基于所述待搬运物承载设备进行搬运操作所需的示教点相对于所述待搬运物承载设备上的基准点的位置；获取示教所述基准点的过程中得到的所述基准点的示教坐标；根据所述基准点的示教坐标和所述示教点相对于所述待搬运物承载设备上的基准点的位置得到所述示教点的示教坐标。

优选的，根据待搬运物承载设备的标识获取所述待搬运物承载设备的标识对应的设备信息包括：根据所述待搬运物承载设备的标识从本地数据库和/或服务器的数据库中查找该标识对应的待搬运物承载设备的设备信息。

优选的，所述示教方法还包括：在未获取到所述待搬运物承载设备的标识对应的设备信息的情况下，提示用户导入所述标识对应的待搬运物承载设备的设备信息；将所述标识对应的待搬运物承载设备的设备信息导入本地数据库和/或上传至服务器的数据库。

优选的，在所述待搬运物承载设备为单层设备的情况下，所述设备信息包括三个示教点相对于所述待搬运物承载设备上的基准点的位置；或者，在所述待搬运物承载设备为多层设备的情况下，所述设备信息包括基于所述待搬运物承载设备的最顶层进行搬运操作所需的三个示教点相对于所述待搬运物承载设备上的基准点的位置以及基于所述待搬运物承载设备的最底层进行搬运操作所需的三个示教点相对于所述待搬运物承载设备上的基准点的位置。

优选的，待搬运物承载设备上的基准点为设置在所述待搬运物承载设备上的标记。

第二方面，提供一种机器人的示教装置，包括：存储模块，所述存储模块用于存储计算机执行指令；处理模块，所述处理模块用于执行所述存储模块存储的所述计算机执行指令，以使所述机器人的示教装置执行如上述的机器人的示教方法。

优选的，所述示教装置还包括：示教器，所述示教器与所述处理模块连接，用于对基准点进行示教。

优选的，所述示教装置还包括：数据输入接口，用于接收待搬运物承载设备的标识对应的待搬运物承载设备的设备信息。

优选的，所述示教装置还包括：所述存储模块，还用于存储本地数据库；和/或，所述示教装置还包括：通信模块，所述通信模块与服务器通信连接，用于从服务器的数据库中获取待搬运物承载设备的标识对应的设备信息。

第三方面，提供一种机器人系统，包括机器人和上述的机器人的示教装置，所述机器人根据所述机器人的示教装置得到的示教点的示教坐标运动。

本发明实施例提供一种机器人的示教方法、机器人的示教装置及机器人系统，每个待搬运物承载设备的设备信息包括基于待搬运物承载设备进行搬运操作所需的示教点相对于待搬运物承载设备上的基准点的位置，由于在对机器人示教基准点的过程中可以得到基准点的示教坐标，因而根据基准点的示教坐标和示教点相对于待搬运物承载设备上的基准点的位置便可以得到基于待搬运物承载设备进行搬运操作所需的示教点的示教坐标。相对于现有技术中，需要对基于待搬运物承载设备进行搬运操作所需的多个示教点分别进行示教，由于本发明实施例仅需要对基准点进行示教，因而本发明实施例在对机器人示教时，简化了示教过程，减少了示教时间，降低了示教工作量和劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种机器人周边的待搬运物承载设备的分布示意图；

图2(a)为现有技术提供的一种机器人基于待搬运物承载设备为单层设备进行搬运操作所需的示教点分布的侧视结构示意图；

图2(b)为现有技术提供的一种机器人基于待搬运物承载设备为单层设备进行搬运操作所需的示教点分布的主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种机器人的示教方法的流程示意图；

图4(a)为本发明实施例提供的一种机器人基于待搬运物承载设备为多层设备进行搬运操作所需的示教点分布的侧视结构示意图；

图4(b)为本发明实施例提供的一种机器人基于待搬运物承载设备为多层设备进行搬运操作所需的示教点分布的主视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种待搬运物承载设备上的基准点的设置位置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种机器人的示教装置的组成示意图一；

图7为本发明实施例提供的一种机器人的示教装置的组成示意图二；

图8为本发明实施例提供的一种机器人的示教装置的组成示意图三。

附图标记：

1-待搬运物承载设备；2-机器人；02-机器人的机械手；3-机器人的示教装置；10-玻璃；20-标记；30-存储模块；40-处理模块；50-示教器；60-通信模块。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种机器人的示教方法，如图3所示，包括：

S100、根据待搬运物承载设备1的标识获取待搬运物承载设备1的标识对应的设备信息，设备信息包括基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置。

此处，待搬运物承载设备1可以为加工设备，也可以为存储设备，一般地，当待搬运物承载设备1为加工设备时，待搬运物承载设备1为单层设备，用于放置一个待搬运物；当搬运物承载设备1为存储设备时，待搬运物承载设备1为多层设备，每层都可放置一个待搬运物。

其中，对于待搬运物承载设备1的标识(也可称为ID号)不进行限定，可以是数字、字母或者数字与字母的组合。示例的，待搬运物承载设备1的标识可以是ID0000001。基于此，待搬运物承载设备1的标识中除包括编号外，还可以包括其它信息如待搬运物承载设备为单层设备还是多层设备，例如，待搬运物承载设备1的标识可以是ID0000001-sig，其中，ID0000001表示编号，sig表示待搬运物承载设备1为单层设备。又例如，待搬运物承载设备1的标识还可以是ID0000002-mul-32，其中，ID0000002表示编号，mul表示待搬运物承载设备1为多层设备，32表示待搬运物承载设备1的层数。此处，需要说明的是，每个待搬运物承载设备1具有一个标识。

需要说明的是，基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点是指机器人2的机械手02从待搬运物承载设备1上取待搬运物或将待搬运物放置在待搬运物承载设备1上所需的示教点。具体的，当待搬运物承载设备1为单层设备时，如图2(a)和图2(b)所示，从该待搬运物承载设备1上取待搬运物或将待搬运物放置在待搬运物承载设备1上需要3个示教点；当待搬运物承载设备1为多层设备，每层用于放置一个待搬运物时，从该待搬运物承载设备1上取待搬运物或将待搬运物放置在待搬运物承载设备1上需要6个示教点，如图4(a)和图4(b)所示，图4(a)为侧视图，图4(b)为主视图，图4(a)和图4(b)中的黑点代表示教点，6个示教点分别为从待搬运物承载设备1的最顶层取待搬运物或将待搬运物放置在待搬运物承载设备1的最顶层所需的3个示教点以及从待搬运物承载设备1的最底层取待搬运物或将待搬运物放置在搬运物承载设备1的最底层所需的3个示教点。根据待搬运物承载设备1的层数以及6个示教点便可以计算得到基于待搬运物承载设备1的中间各层进行搬运操作所需的示教点。其中，以从待搬运物承载设备1的最顶层取待搬运物或将待搬运物放置在待搬运物承载设备1的最顶层为例，所需的3个示教点分别为D是取玻璃10时机械手02进入待搬运物承载设备1前的位置(放玻璃10时机械手02退出待搬运物承载设备1后的位置)，E是取玻璃10时机械手02进入待搬运物承载设备1后抬起接触玻璃10的位置(放玻璃10时机械手02脱离玻璃10的位置)，F是取玻璃10时机械手02退出待搬运物承载设备1的位置(放玻璃10时机械手02进入待搬运物承载设备1前的位置)。

在此基础上，示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置是以待搬运物承载设备1上的基准点为原点得到示教点相对于基准点的位置。当待搬运物承载设备1为单层设备时，如图2(a)和图2(b)所示，三个示教点相对于基准点的位置可以分别为PosA(x1，y1，z1)，PosB(x2，y2，z2)，PosC(x3，y3，z3)，其中，PosA表示A点相对基准点的位置，x1表示笛卡尔坐标系中PosA相对于基准点在X方向的距离，y1表示笛卡尔坐标系中PosA相对于基准点在Y方向的距离，z1表示笛卡尔坐标系中PosA相对于基准点在Z方向的距离；PosB表示B点相对于基准点的位置，x2表示笛卡尔坐标系中PosB相对于基准点在X方向的距离，y2表示笛卡尔坐标系中PosB相对于基准点在Y方向的距离，z2表示笛卡尔坐标系中PosB相对于基准点在Z方向的距离；PosC表示C点相对于基准点的位置，x3表示笛卡尔坐标系中PosC相对于基准点在X方向的距离，y3表示笛卡尔坐标系中PosC相对于基准点在Y方向的距离，z3表示笛卡尔坐标系中PosC相对于基准点在Z方向的距离。当待搬运物承载设备1为多层设备时，如图4(a)和图4(b)所示，6个示教点相对于基准点的位置可以分别表示为PosD(x4，y4，z4)，PosE(x5，y5，z5)，PosF(x6，y6，z6)，PosG(x7，y7，z7)，PosH(x8，y8，z8)，PosI(x9，y9，z9)。此处，Pos点的具体含义与上述PosA、PosB和PosC的含义类似，此处不再一一赘述。

此外，待搬运物承载设备1上的基准点，如图5所示，可以是在待搬运物承载设备1上设置的一个标记20，此处，对于标记20的类型不进行限定，可以是数字，图案或字母等，也可以是将待搬运物承载设备1上的一个固定位置作为基准点，例如将待搬运物承载设备1的左上角或右下角视为基准点。

基于上述，基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置可以是在生产设计待搬运物承载设备1的过程中确定的；也可以是在对机器人示教前，人工测量得到的。

S101、获取示教基准点的过程中得到的基准点的示教坐标。

此处本领域技术人员应该明白，对于每个机器人2都有对应该机器人2的坐标系，该坐标系的原点固定在机器人2的一预定位置，根据该坐标系，机器人2或机器人2的机械手02运动到任一位置都可以得到一个坐标，因此在对机器人2示教基准点的过程中，便可以得到基准点的示教坐标。

需要说明的是，对于如何对机器人示教基准点不进行限定，可以与现有技术相同。例如，可以是人通过示教器控制机器人运动到基准点，以得到基准点的示教坐标；也可以是人工引导机器人运动到基准点，从而得到基准点的示教坐标；当然还可以是通过离线示教的方式得到基准点的示教坐标。

S102、根据基准点的示教坐标和示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置得到示教点的示教坐标。

此处，若对机器人示教基准点的过程中得到的基准点的示教坐标为(x′0，y′0，z′0)，第一示教点相对待搬运物承载设备1上的基准点的位置为(x〞0，y〞0，z〞0)，根据基准点的示教坐标(x′0，y′0，z′0)和(x〞0，y〞0，z〞0)便可以得到第一示教点的示教坐标(x0，y0，z0)，其中，x0＝x′0+x〞0，y0＝y′0+y〞0，z0＝z′0+z〞0。

需要说明的是，根据基准点的示教坐标和基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置便可以得到基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点的示教坐标。此处，得到基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点的示教坐标后示教过程完成，其它过程如根据示教点的示教坐标生成取放待搬运物的运动轨迹，并控制机器人执行取放待搬运物的命令与现有技术相同，此处不再赘述。

基于上述步骤S100-步骤S102，若机器人周边有多个待搬运物承载设备时，当需要基于机器人周边的任一待搬运物承载设备进行搬运操作时，首先可以先通过该待搬运物承载设备的标识得到该标识对应的待搬运物承载设备的设备信息。

参考图1，若左右的两个待搬运物承载设备为单层设备，上下的六个待搬运物承载设备为多层设备，如图2(a)和图2(b)所示，基于单层设备进行搬运操作需要三个示教点，如图4(a)和图4(b)所示，基于多层设备进行搬运操作需要六个示教点，则机器人基于周边的待搬运设备进行搬运操作时需要2*3+6*6＝42个示教点，若机器人采用现有的示教方法，则需要对42个示教点分别进行示教，若采用本发明实施例提供的示教方法，由于针对每个待搬运物承载设备，只需要对机器人2示教基准点，因此机器人基于周边的待搬运设备进行搬运操作时只需要对机器人2示教八个待搬运设备的基准点即可。

本发明实施例提供一种机器人的示教方法，每个待搬运物承载设备1的设备信息包括基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置，由于在对机器人2示教基准点的过程中可以得到基准点的示教坐标，因而根据基准点的示教坐标和示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置便可以得到基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点的示教坐标。相对于现有技术中，需要对基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的多个示教点分别进行示教，由于本发明实施例仅需要对基准点进行示教，因而本发明实施例在对机器人示教时，简化了示教过程，减少了示教时间，降低了示教工作量和劳动强度。

基于上述，若机器人周边有多个待搬运物承载设备时，当需要基于机器人周边的任一待搬运物承载设备进行搬运操作时，可以先通过该待搬运物承载设备的标识得到该标识对应的待搬运物承载设备的设备信息。

优选的，根据待搬运物承载设备1的标识获取待搬运物承载设备1的标识对应的设备信息包括：根据待搬运物承载设备1的标识从本地数据库和/或服务器的数据库中查找该标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息。

需要说明的是，所有的联网控制器都可以从服务器的数据库中查找待搬运物承载设备1的标识对应的设备信息。

此处，每个待搬运物承载设备1在本地数据库或服务器的数据库中有唯一的标识。在根据待搬运物承载设备1的标识获取待搬运物承载设备1的标识对应的设备信息时，可以仅在本地数据库中查找该标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息；也可以仅在服务器的数据库中查找该标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息；当然还可以在本地数据库和服务器的数据库中均查找该标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息。当在本地数据库和服务器的数据库中均查找该标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息时，对于查找的顺序不进行限定，可以先在本地数据库中查找，也可以先在服务器数据库中查找。

本发明实施例，可以在得到待搬运物承载设备1的信息后，将待搬运物承载设备1的信息存入本地数据库或服务器的数据库，这样一来，在对任意机器人基于一待搬运物承载设备1进行示教时，都可以从本地数据库或服务器中获取该待搬运物承载设备1的设备信息，从而实现了数据共享。

基于上述，上述示教方法还包括：在从本地数据库中未查找到待搬运物承载设备1的标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息，或者在从服务器的数据库中未查找到待搬运物承载设备1的标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息；或者，在从本地数据库和服务器的数据库中均未查找到待搬运物承载设备1的标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息的情况下，第一次在基于该待搬运物承载设备1进行搬运操作时，提示用户导入标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息；将标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息导入本地数据库和/或上传至服务器的数据库，这样一来，便可以从本地数据库和/或服务器的数据库中获取待搬运物承载设备1的设备信息。

此处，对于将标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息导入本地数据库和/或上传至服务器的数据库的方式不进行限定，例如可以采用USB接口存储设备或者蓝牙等。

其中，可以将标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息导入本地数据库；也可以上传至服务器的数据库；当然还可以既导入本地数据库，又上传至服务器的数据库。

需要说明的是，可以通过对话框的方式或者发出警报的方式提示用户导入标识对应的待搬运物承载设备1的设备信息。

本发明实施例还提供一种机器人的示教装置3，如图6所示，包括：存储模块30，存储模块30用于存储计算机执行指令；处理模块40，处理模块40用于执行存储模块存储的计算机执行指令，以使机器人的示教装置执行如上述的机器人的示教方法。

处理模块40用于对机器人的示教装置的动作进行控制管理，例如处理模块40用于支持示教装置执行上述机器人的示教方法中的步骤S100、S101以及步骤S102。具体的。各个步骤之间的执行顺序详见上述实施例，本申请在此不再赘述。

其中，处理模块40可以是处理器或控制器，例如可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)，现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。

在此基础上，存储模块30例如可以为存储器。

此处，存储模块30存储的计算机执行指令至少包含有上述机器人的示教方法中执行步骤S100-步骤S102的指令。

本发明实施例提供一种机器人的示教装置3，每个待搬运物承载设备1的设备信息包括基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置，由于在对机器人示教基准点的过程中处理模块40可以得到基准点的示教坐标，因而处理模块40根据基准点的示教坐标和示教点相对于待搬运物承载设备1上的基准点的位置便可以得到基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的示教点的示教坐标。相对于现有技术中，需要对基于待搬运物承载设备1进行搬运操作所需的多个示教点分别进行示教，由于本发明实施例仅需要对基准点进行示教，因而本发明实施例在对机器人示教时，简化了示教过程，减少了示教时间，降低了示教工作量和劳动强度。

优选的，如图7所示，上述示教装置还包括：示教器50，示教器50与处理模块40连接，用于对基准点进行示教。

此处，通过示教器50在对机器人示教基准点的过程中便可以得到基准点的示教坐标。

优选的，上述示教装置还包括：数据输入接口，用于接收待搬运物承载设备的标识对应的待搬运物承载设备的设备信息。

其中，对于数据输入接口的类型不进行限定，例如可以是USB数据输入接口。

本发明实施例，由于机器人2的示教装置包括数据输入接口，这样便可以将移动存储设备插入数据输入接口，通过数据输入接口导入待搬运物承载设备的标识对应的待搬运物承载设备的设备信息。

优选的，上述示教装置还包括：存储模块30，还用于存储本地数据库；和/或，如图8所示，上述示教装置还包括：通信模块60，通信模块60与服务器通信连接，用于从服务器的数据库中获取待搬运物承载设备的标识对应的设备信息。

其中，通信模块60可以是收发器、收发电路或通信接口等。

本发明实施例，当机器人的示教装置还包括通信模块60，和/或，存储模块30还用于存储本地数据库时，可以从本地数据库和/或服务器的数据库中获取待搬运物承载设备1的标识对应的设备信息。

本发明实施例还提供一种机器人系统，包括：机器人和如上所述的机器人的示教装置3，机器人根据机器人的示教装置3得到的示教点的示教坐标运动。

其中，机器人的示教装置3可以集成在机器人上，也可以和机器人分开独立设置，对此不进行限定。

本发明实施例提供的机器人系统具有与本发明前述实施例提供的机器人的示教装置3相同的有益效果，由于机器人的示教装置3在前述实施例中已经进行了详细说明，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。