[发明专利]用于在工业机器人的编程期间对准工具的方法和系统

说明书

本发明涉及一种工业机器人(1)，包括用于支撑工具(8)的可移动机械臂(5)，以及被配置为控制机器人的运动的控制单元(2)。该控制单元设置有对准功能，以用于将工具与至少一个指定的轴线X_W、Y_W、Z_W对准。控制单元被配置为监控机器人的运动并且被配置为：在检测到机器人的运动已经停止并且对准功能被激活时，自动地调整工具的取向，使得将工具与所指定的轴线对准。本发明还涉及一种用于控制工业机器人的方法以及该方法用于通过示教法编程来教导机器人包括多个目标点(12)的路径(10)的用途。

技术领域

本发明涉及具有用于支撑工具的可移动机械臂的工业机器人，其中，机器人设置有用于将工具与至少一个指定的轴线对准的对准功能。本发明还涉及一种用于控制设置有对准功能的机器人的方法，该对准功能用于将工具与至少一个指定的轴线对准。本发明还涉及该方法用于机器人的示教法编程(lead-through programming)的用途。

背景技术

工业机器人包括还称为操作器的机械结构以及用于控制操作器的运动的控制单元。操作器具有多个可绕多个关节相对于彼此移动的臂部件。臂部件中的至少一个适于支撑工具。大多数机器人具有绕三个正交轴线旋转工具的能力，并且通过该能力将工具与机器人周围的任何期望轴线对准。

存在几种方法来编程工业机器人以执行任务。例如，机器人的编程可以通过在记录机器人的运动的同时通过沿着期望的操作路径移动机器人来教导机器人执行任务所需的运动而进行。操作路径包括一序列目标点，它们定义了机器人在运行时应遵循的操作路径。在教导期间，机器人沿着操作路径通过各个目标点被引导，并且机器人在目标点中的位置和取向被存储在机器人的存储器中。目标点可以通过多种方法被教导。用于教导机器人目标点的优选方法被称为示教法编程。在示教法编程期间，机器人操作员使用他的手手动地移动具有工具的机械臂。

US2015/0081098公开了具有力传感器的机器人的示教法编程。传感器检测由操作员施加到机械臂的引导力。使用力控制来控制机器人的运动，使得由于手动引导调整机械臂的位置和取向期间由操作员移动机械臂，而使与机械臂相关联的预先指定的参考点仅在所选定方向上移动。

在通过示教法教导机器人期间，通常期望工具与机器人周围的轴线对准的情况下作业。例如，对于胶粘和电弧焊应用，必须保持工具竖直，以使得胶水和焊料顺利流动。但是，手工进行该对准非常困难。已知具有如下对准功能，其在激活时将工具与世界坐标系中的轴线对准。世界坐标系意指相对于机器人周围的固定点所定义的坐标系。对准功能必须通过在每次执行对准时单击HMI或便携式示教单元 (TPU)上的按钮来手动激活。点击该按钮后，调整工具取向，使工具的z轴线与对准轴线对准。如果在整个任务期间要将工具与对准轴线对准，则必须为路径上的每个目标点激活对准功能。为了点击按钮并激活对准功能，机器人操作员必须将一只或两只手从机械臂移动到 HMI/TPU。问题在于这会导致编程中的干扰，并且机器人操作员可能会失去对机器人的关注。

发明内容

本发明的目的是至少部分地克服上述问题，并帮助机器人操作者执行期望的对准，而不必每次都手动地激活对准。

该目的通过所限定的方法来实现。

该方法包括：

-激活对准，

-检测机器人的运动，以及

-在检测到机器人的运动已经停止时，自动地调整工具的取向，使得工具与所指定的轴线对准。

根据本发明，当机器人的运动已经停止并且对准功能被激活时，系统自动地执行工具对准。这意味着用户已经停止移动机器人，例如，通过示教法或其他手段。机器人操作员通过停止移动机械臂来启动对准。优选地，对准功能在整个教导环节(session)期间被激活。这意味着对准功能仅在教导环节期间必需被激活一次。备选地，当机器人被切换到教导模式时，对准功能被自动地激活。