CN107414837A - 工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法及其*** - Google Patents

工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法及其*** Download PDF

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Abstract

一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法，包括：调用各工作路径程序控制机器人从原位开始依次行动至各工位，工作路径程序中具有相应子工作路径的路径编号；收到回原位指令后，从当前工作路径程序获取当前子工作路径的路径编号，通过路径编号确定作为当前子工作路径终点的工位，该工位为返回路径的起点；通过当前工作路径程序控制机器人在当前子工作路径继续行动；当机器人行动至当前子工作路径的终点后，通过对应该终点的工位，调用对应该工位的返回路径程序控制机器人返回原位。本发明对操作人员要求低，安全、可靠，快速，不会发生意外的碰撞，兼容性强，更为柔性。

Description

工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法及其***
技术领域
本发明属于工业机器人技术领域，尤其涉及一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法及其***。
背景技术
随着工厂自动化设备的改良更新和普及，工业机器人开始越来越多地应用于工业领域的日常生产制造中，由此产生的工业机器人在日常生产制造中的安全问题日益受到工程师以及工厂管理人员的重视，如何解决工业机器人在发生报警、碰撞或者人为介入而造成的停机之后能够安全回到机器人原位再启动的问题尤为突出。国内大部分工厂的安全控制规范都要求机器人在非正常停机后都必须让机器人回到事先设定好的安全位置，简称原位，才能够再次启动循环。
目前大部分工厂采用如下两种方法：
一种是通过机器人示教器手动示教机器人回原位，这种方法对机器人编程要求相对较低，但是一旦机器人停机就需要具有相关资质的机器人工程师人工介入来示教机器人，这样不仅响应慢延长了停机时间，还会大大增加工程师的工时成本。
另一种方式为采用机器人生产商开发的归位程序，如ABB公司自己开发的PathRecovery程序，用来记录机器人路径中的每一步程序，发生机器人停机后，可以通过之前记录的路径程序来让机器人一步步自动倒退回去，这种方式存在几点不足：1、生产商开发的归位程序需要单独购买授权；2、在机器人路径特别多的情况下，机器人需要一步步倒退回原位会走很多没必要的路径，浪费时间；3、在机器人直线运动、弧线运动以及圆周运动相互交叉的程序中，机器人正向运行的路径行走方式和倒退运行的路径行走方式是不一样的，这样就会造成机器人和工位内其他三方设备的碰撞风险，不受人为控制，这是这种方式的最大缺陷所在。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法及其***。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法，包括：
将机器人从原位开始依次行动至各工位的工作路径分为多条子工作路径，第一条子工作路径的起点和终点为原位和第一个工位，之后的每条子工作路径的起点和终点均分别为前后两个工位，预设每条子工作路径的工作路径程序、与每条子工作路径一一对应的路径编号、从每个工位返回所述原位的返回路径以及与作为每条返回路径起点的所述工位一一对应的返回路径程序，调用各工作路径程序控制所述机器人从原位开始依次行动至各工位，所述工作路径程序中具有相应子工作路径的路径编号；
收到回原位指令后，从当前工作路径程序获取当前子工作路径的路径编号，通过所述路径编号确定作为当前子工作路径终点的工位，该工位为返回路径的起点；
通过所述当前工作路径程序控制机器人在当前子工作路径继续行动；
当所述机器人行动至所述当前子工作路径的终点后，通过对应该终点的工位，调用对应该工位的返回路径程序控制机器人返回原位。
所述回原位指令由归位按钮触发，所述归位按钮设于人机交互终端上。
所述归位按钮为人机交互终端的触摸屏上的虚拟按钮。
所述人机交互终端为机器人示教器、计算机或者HMI终端。
本方案还包括：
在调用工作路径程序时，加入相应子工作路径的路径编号。
本方案还涉及一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位***，包括存储模块，所述存储模块中存储有多条指令，所述指令由处理器加载并执行：
将机器人从原位开始依次行动至各工位的工作路径分为多条子工作路径，第一条子工作路径的起点和终点为原位和第一个工位，之后的每条子工作路径的起点和终点均分别为前后两个工位，预设每条子工作路径的工作路径程序、与每条子工作路径一一对应的路径编号、从每个工位返回所述原位的返回路径以及与作为每条返回路径起点的所述工位一一对应的返回路径程序，调用各工作路径程序控制所述机器人从原位开始依次行动至各工位，所述工作路径程序中具有相应子工作路径的路径编号；
收到回原位指令后，从当前工作路径程序获取当前子工作路径的路径编号，通过所述路径编号确定作为当前子工作路径终点的工位，该工位为返回路径的起点；
通过所述当前工作路径程序控制机器人在当前子工作路径继续行动；
当所述机器人行动至所述当前子工作路径的终点后，通过对应该终点的工位，调用对应该工位的返回路径程序控制机器人返回原位。
所述回原位指令由归位按钮触发，所述归位按钮设于人机交互终端上。
所述归位按钮为人机交互终端的触摸屏上的虚拟按钮。
所述人机交互终端为机器人示教器、计算机或者HMI终端。
本方案还包括：
在调用工作路径程序时，加入相应子工作路径的路径编号。
本发明对操作人员要求低，机器人发生非正常停机之后，只需要线上的操作人员在人机交互终端上按下归位按钮触发之后，机器人就会自动回到原位，快捷便利，不需要任何具有机器人编程资质的人员介入；安全、可靠，快速，不会发生意外的碰撞，同时会根据当前子工作路径的终点对应的返回路径快速回到原位，降低设备停机时间；适用于ABB机器人以及其他品牌的机器人，兼容性强，更为柔性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
本发明涉及一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法，包括：
一、将机器人从原位开始依次行动至各工位的工作路径分为多条子工作路径，第一条子工作路径的起点和终点为原位和第一个工位，之后的每条子工作路径的起点和终点均分别为前后两个工位，预设每条子工作路径的工作路径程序、与每条子工作路径一一对应的路径编号、从每个工位返回原位的返回路径以及与作为每条返回路径起点的工位一一对应的返回路径程序，调用各工作路径程序控制机器人从原位开始依次行动至各工位。
工作路径程序中具有相应子工作路径的路径编号。
具体地，在调用工作路径程序时，加入相应子工作路径的路径编号。
如ABB机器人Rapid编程语言包含有MoveL(直线运动),MoveJ(弧线运动),MoveC(圆周运动)等机器人运动路径指令。
举例一条工作路径程序的调用指令：MoveL p1,v1000,z30,tool1\Wobj:＝Wobj1。
其中，p1为机器人本条直线运动路径程序所要到达的目标点坐标，为位置坐标参数。
v1000为机器人运行本条路径程序的速度，为1000mm/s，为速度参数。
z30为机器人到达目标点的转弯半径大小。
Tool1为机器人正在使用的工具信息参数。
Wobj1为机器人工具相关联的工件坐标系。
可见，现有的路径程序没有我们所需要的路径编号这一项参数的，故我们对Rapid语言的Move指令进行二次开发，在Move和位置坐标参数之间增加路径编号参数,参数类型定义为整形，然后重新编写带有路径编号参数的新的Move\L，Move\J和Move\C指令，新的指令名称加以区别，避免和老的MoveL,MoveJ,MoveC指令冲突。
新的路径程序调用格式为：
Move\L，10001，p1,v1000,z30,tool1\Wobj:＝Wobj1。10001就是当前工作路径程序对应的路径编号，其可以表明机器人当前在走的子工作路径，机器人一旦停机我们就可以通过这个值，得出机器人停在哪条子工作路径上，每一条子工作路径的路径编号都是唯一的。
二、收到回原位指令后，从当前工作路径程序获取当前子工作路径的路径编号，通过路径编号确定作为当前子工作路径终点的工位，该工位为返回路径的起点。
其中，回原位指令由归位按钮触发，归位按钮设于人机交互终端上，较佳的，归位按钮为人机交互终端的触摸屏上的虚拟按钮。
在本实施例中，人机交互终端为机器人示教器、计算机或者HMI终端(HumanMachine Interface，人机接口，也叫人机界面)等。
归位按钮用于给产线操作人员使用，当机器人停机之后，操作员按下这个按钮，程序就会根据Move\L，Move\J和Move\C指令给出的路径编号来自动调用相应的安全回原位的返回路径程序，快捷便利，不需要任何具有机器人编程资质的人员介入。
三、通过当前工作路径程序控制机器人在当前子工作路径继续行动。
四、当机器人行动至当前子工作路径的终点后，通过对应该终点的工位，调用对应该工位的返回路径程序控制机器人返回原位。
本发明对操作人员要求低，机器人发生非正常停机之后，只需要线上的操作人员在人机交互终端上按下归位按钮触发之后，机器人就会自动回到原位，快捷便利，不需要任何具有机器人编程资质的人员介入；安全、可靠，快速，不会发生意外的碰撞，同时会根据当前子工作路径的终点对应的返回路径快速回到原位，降低设备停机时间；适用于ABB机器人以及其他品牌的机器人，兼容性强，更为柔性。
以图1的工作路径为例，机器人从原位开始依次行动至工位1以及工位2：原位—>工位1—>工位2，共有两条子工作路径，两者的路径编号分别为10001以及10002。
机器儿报警停机可能发生在这3条路径上的任意一点，具体每个点安全回原位的方法为：
10001子工作路径上的任意一点：继续调用10001路径的工作路径程序，到达工位1后，调用10004返回路径回到原位。
10002子工作路径上的任意一点：继续调用10002路径的工作路径程序，到达工位2后，调用10003返回路径回到原位。
本方案还涉及一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位***，包括存储模块，所述存储模块中存储有多条指令，所述指令由处理器加载并执行：
一、将机器人从原位开始依次行动至各工位的工作路径分为多条子工作路径，第一条子工作路径的起点和终点为原位和第一个工位，之后的每条子工作路径的起点和终点均分别为前后两个工位，预设每条子工作路径的工作路径程序、与每条子工作路径一一对应的路径编号、从每个工位返回原位的返回路径以及与作为每条返回路径起点的工位一一对应的返回路径程序，调用各工作路径程序控制机器人从原位开始依次行动至各工位。
工作路径程序中具有相应子工作路径的路径编号。
具体地，在调用工作路径程序时，加入相应子工作路径的路径编号。
如ABB机器人Rapid编程语言包含有MoveL(直线运动),MoveJ(弧线运动),MoveC(圆周运动)等机器人运动路径指令。
举例一条工作路径程序的调用指令：MoveL p1,v1000,z30,tool1\Wobj:＝Wobj1。
其中，p1为机器人本条直线运动路径程序所要到达的目标点坐标，为位置坐标参数。
v1000为机器人运行本条路径程序的速度，为1000mm/s，为速度参数。
z30为机器人到达目标点的转弯半径大小。
Tool1为机器人正在使用的工具信息参数。
Wobj1为机器人工具相关联的工件坐标系。
可见，现有的路径程序没有我们所需要的路径编号这一项参数的，故我们对Rapid语言的Move指令进行二次开发，在Move和位置坐标参数之间增加路径编号参数,参数类型定义为整形，然后重新编写带有路径编号参数的新的Move\L，Move\J和Move\C指令，新的指令名称加以区别，避免和老的MoveL,MoveJ,MoveC指令冲突。
新的路径程序调用格式为：
Move\L，10001，p1,v1000,z30,tool1\Wobj:＝Wobj1。10001就是当前工作路径程序对应的路径编号，其可以表明机器人当前在走的子工作路径，机器人一旦停机我们就可以通过这个值，得出机器人停在哪条子工作路径上，每一条子工作路径的路径编号都是唯一的。
二、收到回原位指令后，从当前工作路径程序获取当前子工作路径的路径编号，通过路径编号确定作为当前子工作路径终点的工位，该工位为返回路径的起点。
其中，回原位指令由归位按钮触发，归位按钮设于人机交互终端上，较佳的，归位按钮为人机交互终端的触摸屏上的虚拟按钮。
在本实施例中，人机交互终端为机器人示教器、计算机或者HMI终端(HumanMachine Interface，人机接口，也叫人机界面)等。
归位按钮用于给产线操作人员使用，当机器人停机之后，操作员按下这个按钮，程序就会根据Move\L，Move\J和Move\C指令给出的路径编号来自动调用相应的安全回原位的返回路径程序，快捷便利，不需要任何具有机器人编程资质的人员介入。
三、通过当前工作路径程序控制机器人在当前子工作路径继续行动。
四、当机器人行动至当前子工作路径的终点后，通过对应该终点的工位，调用对应该工位的返回路径程序控制机器人返回原位。
本发明对操作人员要求低，机器人发生非正常停机之后，只需要线上的操作人员在人机交互终端上按下归位按钮触发之后，机器人就会自动回到原位，快捷便利，不需要任何具有机器人编程资质的人员介入；安全、可靠，快速，不会发生意外的碰撞，同时会根据当前子工作路径的终点对应的返回路径快速回到原位，降低设备停机时间；适用于ABB机器人以及其他品牌的机器人，兼容性强，更为柔性。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法，其特征在于，包括：
将机器人从原位开始依次行动至各工位的工作路径分为多条子工作路径，第一条子工作路径的起点和终点为原位和第一个工位，之后的每条子工作路径的起点和终点均分别为前后两个工位，预设每条子工作路径的工作路径程序、与每条子工作路径一一对应的路径编号、从每个工位返回所述原位的返回路径以及与作为每条返回路径起点的所述工位一一对应的返回路径程序，调用各工作路径程序控制所述机器人从原位开始依次行动至各工位，所述工作路径程序中具有相应子工作路径的路径编号；
收到回原位指令后，从当前工作路径程序获取当前子工作路径的路径编号，通过所述路径编号确定作为当前子工作路径终点的工位，该工位为返回路径的起点；
通过所述当前工作路径程序控制机器人在当前子工作路径继续行动；
当所述机器人行动至所述当前子工作路径的终点后，通过对应该终点的工位，调用对应该工位的返回路径程序控制机器人返回原位。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法，其特征在于，所述回原位指令由归位按钮触发，所述归位按钮设于人机交互终端上。
3.根据权利要求2所述的一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法，其特征在于，所述归位按钮为人机交互终端的触摸屏上的虚拟按钮。
4.根据权利要求2或3所述的一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法，其特征在于，所述人机交互终端为机器人示教器、计算机或者HMI终端。
5.根据权利要求4所述的一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位的方法，其特征在于，还包括：
在调用工作路径程序时，加入相应子工作路径的路径编号。
6.一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位***，其特征在于，包括存储模块，所述存储模块中存储有多条指令，所述指令由处理器加载并执行：
将机器人从原位开始依次行动至各工位的工作路径分为多条子工作路径，第一条子工作路径的起点和终点为原位和第一个工位，之后的每条子工作路径的起点和终点均分别为前后两个工位，预设每条子工作路径的工作路径程序、与每条子工作路径一一对应的路径编号、从每个工位返回所述原位的返回路径以及与作为每条返回路径起点的所述工位一一对应的返回路径程序，调用各工作路径程序控制所述机器人从原位开始依次行动至各工位，所述工作路径程序中具有相应子工作路径的路径编号；
收到回原位指令后，从当前工作路径程序获取当前子工作路径的路径编号，通过所述路径编号确定作为当前子工作路径终点的工位，该工位为返回路径的起点；
通过所述当前工作路径程序控制机器人在当前子工作路径继续行动；
当所述机器人行动至所述当前子工作路径的终点后，通过对应该终点的工位，调用对应该工位的返回路径程序控制机器人返回原位。
7.根据权利要求6所述的一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位***，其特征在于，所述回原位指令由归位按钮触发，所述归位按钮设于人机交互终端上。
8.根据权利要求7所述的一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位***，其特征在于，所述归位按钮为人机交互终端的触摸屏上的虚拟按钮。
9.根据权利要求7或8所述的一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位***，其特征在于，所述人机交互终端为机器人示教器、计算机或者HMI终端。
10.根据权利要求9所述的一种工业机器人非正常停机后安全自动回原位***，其特征在于，还包括：
在调用工作路径程序时，加入相应子工作路径的路径编号。
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