工业机器人运动节拍的评估方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其是涉及一种工业机器人运动节拍的评估方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

工业应用时十分关注机器人的运动节拍。在工业机器人开发过程中，往往需要运行特定的程序来比较同类型的工业机器人运动的快慢。如对于桌面机器人来说，一般采用门形轨迹的运动节拍来评估桌面机器人运动的快慢。

然而本发明的发明人发现：目前评估机器人的运动快慢，通常使用单一运动轨迹的运动节拍，如门形轨迹，无法较全面的评估机器人的运动速度，不利于同类型机器人的速度比较。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种工业机器人运动节拍的评估方法、装置、设备和存储介质，用以为工业机器人运动节拍性能的评估提供统一的标准，便捷地实现对同类型的工业机器人进行运动节拍的比较。

为了解决上述问题，本发明的实施方式提供了一种工业机器人运动节拍的评估方法，包括：获取待进行运动节拍评估的工业机器人；对所述工业机器人进行以下测试中的至少之一：单轴节拍测试、直线节拍测试、门形路径节拍测试、预设应用节拍测试；获取所述工业机器人执行所述测试所包括的运动所花费的时间，作为所述工业机器人的运动节拍的评估结果。

本发明的实施方式还提供了一种工业机器人运动节拍的评估装置，包括：测试目标获取模块，用于获取待进行运动节拍评估的工业机器人；机器人测试模块，用于对所述工业机器人进行以下测试中的至少之一：单轴节拍测试、直线节拍测试、门形路径节拍测试、预设应用节拍测试；评估结果获取模块，用于获取所述工业机器人执行所述测试所包括的运动所花费的时间，作为所述工业机器人的运动节拍的评估结果。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的工业机器人运动节拍的评估方法。

本发明的实施方式还提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现上述的工业机器人运动节拍的评估方法。

在本发明的实施方式中，首先获取待进行运动节拍评估的工业机器人；进而对所述工业机器人进行以下测试中的至少之一：单轴节拍测试、直线节拍测试、门形路径节拍测试、预设应用节拍测试；获取所述工业机器人执行所述测试所包括的运动所花费的时间，作为所述工业机器人的运动节拍的评估结果。本发明为工业机器人提供了一整套进行运动节拍评估的方案，能够测试工业机器人执行各种运动节拍所需的时间。一方面来说，为工业机器人运动节拍性能的评估提供了统一的标准，便于实现对同类型的工业机器人之间进行运动节拍的比较，并且为工业机器人的新品开发等提供了全面且准确的节拍性能数据。另一方面来说，基于本发明提供的工业机器人运动节拍的评估方法，能够预先且快速地判断工业机器人能够满足应用场景的需求。

在一些实施例中，所述单轴节拍测试包括：小惯量小角度测试、小惯量大角度测试、大惯量小角度测试和大惯量大角度测试。

在一些实施例中，对所述工业机器人进行所述直线节拍测试，包括：控制所述工业机器人在预设方向上，分别进行预设短距离直线运动和预设长距离直线运动；其中，所述预设方向包括机器人笛卡尔坐标系下的X、Y、Z轴的方向。

在一些实施例中，对所述工业机器人进行所述门形路径测试，包括：控制所述工业机器人从预设门形路径的预设取料点运动至预设放料点，再运动至所述预设取料点；或者，控制所述工业机器人从所述预设门形路径的预设待机点运动至预设取料点，再运动至预设放料点，再运动至所述预设待机点。

在一些实施例中，对所述工业机器人进行所述门形路径测试，包括：在所述预设门形路径的拐点位置使用圆滑指令控制所述工业机器人运动；或者，在所述预设门形路径的拐点位置使用非圆滑指令控制所述工业机器人运动。

在一些实施例中，所述预设门形路径的宽和高根据所述工业机器人的臂展确定。

在一些实施例中，在对所述工业机器人进行所述预设应用节拍测试之前，还包括：预先收集若干预设应用场景下的运动程序；所述对所述工业机器人进行所述预设应用节拍测试，包括：利用所述运动程序对所述工业机器人进行控制，以对所述工业机器人进行所述预设应用节拍测试。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明一实施方式中的工业机器人运动节拍的评估方法的流程示意图；

图2是根据本发明一实施方式中的门形路径的示意图；

图3是根据本发明一实施方式中的另一门形路径的示意图；

图4是根据本发明一实施方式中的工业机器人各轴的转动方向示意图；

图5是根据本发明一实施方式中的桌面机器人的示意图；

图6是根据本发明一实施方式中的又一门形路径的示意图；

图7是根据本发明另一实施方式中的门形路径的示意图；

图8是根据本发明一实施方式中的工业机器人运动节拍的评估装置的结构示意图；

图9是根据本发明另一实施方式中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的一实施方式涉及一种工业机器人运动节拍的评估方法。

下面对本实施例中的工业机器人运动节拍的评估方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解本方案的实现细节，并非实施本方案的必须。具体流程如图1所示，可包括如下步骤：

步骤101，获取待进行运动节拍评估的工业机器人。

在本步骤中，首先获取需要进行运动节拍评估的工业机器人。

步骤102，对所述工业机器人进行以下测试中的至少之一：单轴节拍测试、直线节拍测试、门形路径节拍测试、预设应用节拍测试。

在一些实施例中，本步骤中涉及的单轴节拍测试按照转动惯量和转动角度可以分为小惯量小角度测试、小惯量大角度测试、大惯量小角度测试和大惯量大角度测试。单轴节拍测试能够评估机器人所包括的单个关节在不同转动惯量或不同运动范围时的节拍性能。单轴节拍测试可以具体为依次对所述工业机器人所包括的各轴，逐一进行所述单轴节拍测试。

此外，可以利用如下表1来记录对各轴进行单轴节拍测试的结果：

表1单轴节拍测试结果记录表

在一些实施例中，本步骤中所述的对所述工业机器人进行所述直线节拍测试，可以包括：控制所述工业机器人在预设方向上，分别进行预设短距离直线运动和预设长距离直线运动；其中，所述预设方向包括机器人笛卡尔坐标系下的X、Y、Z轴的方向。

本实施例中，涉及的预设短距离直线运动所对应的距离可以为根据测试经验设定的一个较短的距离。同理地，预设长距离直线运动所需运动的距离可以为依据测试经验设定的一个较长的距离。

对工业机器人进行直线节拍测试能够评估工业机器人进行短距离和长距离的直线运动的节拍性能。对工业机器人进行直线节拍测试的结果可以记录在如下表2中：

表2直线节拍测试记录表

值得一提的是，直线节拍测试所涉及的运动距离可以依据待测试的工业机器人的臂展和常用运动距离进行确定。

此外，本步骤中涉及的门形路径节拍测试所涉及的门形路径可以如图2所示。门形路径模拟工业机器人在搬运作业时的典型动作——将目标物从一个位置搬运到另一位置。

在一些实施例中，对所述工业机器人进行所述门形路径测试，包括：控制所述工业机器人从预设门形路径的预设取料点运动至预设放料点，再运动至所述预设取料点；或者，控制所述工业机器人从所述预设门形路径的预设待机点运动至预设取料点，再运动至预设放料点，再运动至所述预设待机点。

在上述实施例中，从预设门形路径的预设取料点运动至预设放料点，再运动至所述预设取料点的运动轨迹，在图2中可以具体为：

P1→P2→P3→P4→P3→P2→P1，

在上述运动轨迹中，起点在P1且最终回到起点。值得说明的是，工业机器人依照上述基于门形路径的运动轨迹进行运动，需要保证P1、P4位置准确到达，这是因为P1和P4分别模拟搬运过程的取料点和放料点。

从所述预设门形路径的预设待机点运动至预设取料点，再运动至预设放料点，再运动至所述预设待机点的运动轨迹，在图3示出的门形路径中，可以具体为：

P0→P2→P1→P2→P3→P4→P3→P0，

在上述运动轨迹中，起点在P0且最终回到P0。需要说明的是，工业机器人依照上述基于门形路径的运动轨迹进行运动，需要确保P0、P1、P4位置要准确到达，这是由于P0、P1和P4点分别模拟待机点、取料点和放料点。

此外，在一些实施例中，对所述工业机器人进行所述门形路径测试，可以包括：在所述预设门形路径的拐点位置使用圆滑指令控制所述工业机器人运动；或者，在所述预设门形路径的拐点位置使用非圆滑指令控制所述工业机器人运动。

可以理解地，在如图2或图3示出的门形路径中，拐点位置为P2和P3。

在一些实施例中，在对所述工业机器人进行所述预设应用节拍测试之前，还可以包括：预先收集若干预设应用场景下的运动程序；所述对所述工业机器人进行所述预设应用节拍测试，包括：利用所述运动程序对所述工业机器人进行控制，以对所述工业机器人进行所述预设应用节拍测试。

在上述实施例中，利用收集到的若干运动程序对工业机器人进行控制。此处所说的若干应用场景下的运动程序可以包括焊接机器人在不同现场所用到的多种焊接程序，以及搬运、码垛等应用场景下的运动程序。每种应用场景可以包括两种以上的现场运动程序，以提升运动节拍测试的准确性。对工业机器人进行预设应用节拍测试可以包括测试上述若干应用程序所需的运动时间。

步骤103，获取所述工业机器人执行所述测试所包括的运动所花费的时间，作为所述工业机器人的运动节拍的评估结果。

在本步骤中，对工业机器人执行上述测试所包括的运动所花费的时间进行统计获取。如对于进行直线节拍测试的工业机器人，获取其完成预设轨迹的直线运动所花费的时间，并将该时间作为该工业机器人直线节拍的评估结果。

在一个具体示例中，以一款小负载工业机器人为例对本实施方式中涉及的单轴节拍测试进行说明，待测的工业机器人各轴的运动范围如表3所示：

表3小负载工业机器人各轴的运动范围表

可以理解地，对工业机器人进行单轴节拍测试时，各轴的运动范围不超过机器人关节限位。对上述工业机器人的各轴进行单轴节拍测试的一个实施例可以如表4所示：

表4对一小负载工业机器人进行单轴节拍测试的测试信息表

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上述实施例中涉及的各轴的转动方向请参考图4，图4中示出的J1+指示的是1轴转动角度为正的转动方向，J1-指示的是1轴转动角度为负的转动方向。J2+和J2-指示的是分别是2轴转动角度为正和负的转动方向。J3+和J3-指示的是分别是3轴转动角度为正和负的转动方向。J4+和J4-指示的是分别是4轴转动角度为正和负的转动方向。J5+和J5-指示的是分别是5轴转动角度为正和负的转动方向。J6+和J6-指示的是分别是6轴转动角度为正和负的转动方向。

此外值得一提的是，如上述实施例所说，可以对每种测试程序增加一定的循环次数，以提高测试的准确性。可以理解地，虽然上述实施例中对于各测试程序均进行10次测试，实际上也可以是其他合理的测试次数。

在一个实施例中，以图5示出的桌面机器人对本实施方式中涉及的直线节拍测试进行说明，在本实施例中机器人笛卡尔坐标系下的X、Y、Z轴的方向如图5中示出的X、Y、Z所示。对该桌面机器人进行直线节拍测试的项目可以包括以下各项：

(1)x方向直线运动50mm

(2)x方向直线运动200mm

(3)y方向直线运动50mm

(4)y方向直线运动200mm

(5)z方向直线运动50mm

(6)z方向直线运动200mm

可见，上述测试项目中包括了三个预设方向上长距离和短距离的测试。在一些实施例中，直线节拍测试所涉及的运动距离可以根据机器人在实际应用场景下常用的运动距离进行确定，涉及的运动空间可以根据工业机器人在实际应用场景下常用的运动位置进行确定。一般为零位时，运动空间可以包括机器人末端正下方区域。

在一些实施例中，所述预设门形路径的宽和高根据所述工业机器人的臂展确定。

在另一个实施例中，以臂展为700mm左右的工业机器人为例对门形路径节拍测试进行说明。对于该工业机器人来说，可以采用宽为300mm、高为25mm的如图6所示的门形路径对该工业机器人进行测试。测试的运动轨迹可以为P1→P2→P3→P4→P3→P2→P1，即起点在P1并最终回到起点。此外，该测试还可以包括在P2和P3处使用圆滑指令以及不使用圆滑指令两种测试方式。

此外，对于臂展为2400mm的工业机器人来说，可以采用宽为2000mm、高为400mm的如图7所示的门形路径对该工业机器人进行测试。

值得一提的是，在进行上述各节拍测试时，还可以对工业机器人带上不同的负载，具体可以是实际应用场景下可能携带的负载，以对工业机器人进行更为全面的测试。

此外，传统的机器人运动节拍的类型和实际应用的情形存在很大的差异，这就导致无法对工业机器人是否匹配现场应用场景预先进行较为准确的评估。基于本实施方式提供非工业机器人运动节拍的评估方法，能够对工业机器人与应用现场的适配性进行准确且快速的判断，有利于提高经济效益。

在本实施方式中，首先获取待进行运动节拍评估的工业机器人；进而对所述工业机器人进行以下测试中的至少之一：单轴节拍测试、直线节拍测试、门形路径节拍测试、预设应用节拍测试；获取所述工业机器人执行所述测试所包括的运动所花费的时间，作为所述工业机器人的运动节拍的评估结果。本发明为工业机器人提供了一整套进行运动节拍评估的方案，能够测试工业机器人执行各种运动节拍所需的时间。一方面来说，为工业机器人运动节拍性能的评估提供了统一的标准，便于实现对同类型的工业机器人之间进行运动节拍的比较，并且为工业机器人的新品开发等提供了全面且准确的节拍性能数据。另一方面来说，基于本发明提供的工业机器人运动节拍的评估方法，能够预先且快速地判断工业机器人能够满足应用场景的需求。

本发明的一实施方式涉及一种工业机器人运动节拍的评估装置，如图8所示，包括：

测试目标获取模块801，用于获取待进行运动节拍评估的工业机器人；

机器人测试模块802，用于对所述工业机器人进行以下测试中的至少之一：单轴节拍测试、直线节拍测试、门形路径节拍测试、预设应用节拍测试；

评估结果获取模块803，用于获取所述工业机器人执行所述测试所包括的运动所花费的时间，作为所述工业机器人的运动节拍的评估结果。

在一个例子中，机器人测试模块802，还可以用于控制所述工业机器人在预设方向上，分别进行预设短距离直线运动和预设长距离直线运动；其中，所述预设方向包括机器人笛卡尔坐标系下的X、Y、Z轴的方向。

在一个例子中，机器人测试模块802，还可以用于控制所述工业机器人从预设门形路径的预设取料点运动至预设放料点，再运动至所述预设取料点；或者，控制所述工业机器人从所述预设门形路径的预设待机点运动至预设取料点，再运动至预设放料点，再运动至所述预设待机点。

在一个例子中，机器人测试模块802，还可以用于在所述预设门形路径的拐点位置使用圆滑指令控制所述工业机器人运动；或者，在所述预设门形路径的拐点位置使用非圆滑指令控制所述工业机器人运动。

在一个例子中，工业机器人运动节拍的评估装置还可以包括：运动程序收集模块(图中未示出)，用于在对所述工业机器人进行所述预设应用节拍测试之前，预先收集若干预设应用场景下的运动程序。在本例中，机器人测试模块802，还可以用于利用所述运动程序对所述工业机器人进行控制，以对所述工业机器人进行所述预设应用节拍测试。

本实施方式提供的工业机器人运动节拍的评估装置首先获取待进行运动节拍评估的工业机器人；进而对所述工业机器人进行以下测试中的至少之一：单轴节拍测试、直线节拍测试、门形路径节拍测试、预设应用节拍测试；获取所述工业机器人执行所述测试所包括的运动所花费的时间，作为所述工业机器人的运动节拍的评估结果。本发明为工业机器人提供了一整套进行运动节拍评估的方案，能够测试工业机器人执行各种运动节拍所需的时间。一方面来说，为工业机器人运动节拍性能的评估提供了统一的标准，便于实现对同类型的工业机器人之间进行运动节拍的比较，并且为工业机器人的新品开发等提供了全面且准确的节拍性能数据。另一方面来说，基于本发明提供的工业机器人运动节拍的评估方法，能够预先且快速地判断工业机器人能够满足应用场景的需求。

值得一提的是，本发明上述实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明的实施例还提供一种电子设备，如图9所示，包括至少一个处理器901；以及，与所述至少一个处理器901通信连接的存储器902；其中，存储器902存储有可被至少一个处理器901执行的指令，指令被至少一个处理器901执行，以使至少一个处理器901能够执行上述工业机器人运动节拍的评估方法。

其中，存储器902和处理器901采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器901和存储器902的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器901处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器901。

处理器901负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器902可以被用于存储处理器901在执行操作时所使用的数据。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述工业机器人运动节拍的评估方法。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-On lyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可以在不脱离本申请的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。