(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210756793.4 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大 学北洋园校区 (72)发明人 王攀峰　王世俊　赵学满　孙涛　 宋轶民　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 李丽萍 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 13/00(2006.01) B25J 18/00(2006.01) (54)发明名称 测控一体 机器人系统与操控方法 (57)摘要 本发明公开了一种测控一体机器人系统， 该 测控一体机器人系统用于大尺 寸件的高效切割、 焊接和打磨加工， 该系统包括与机器人连接的测 量臂， 测量臂上设有显示器和控制按钮， 测量臂、 机器人、 控制按钮和显示器均连接至控制系统， 控制系统包括控制装置和安装于控制装置中的 用于数据采集、 数据处理及动作控制的软件。 通 过操作人员手动操作测量臂移动， 控制系统读取 测量臂反馈的测量臂末端的位姿数据、 读取控制 按钮发送的指令、 向显示器发送状态信息、 向机 器人发送控制指令， 从而实现对机器人的运动控 制， 通过控制系统计算和控制形成机器人运动程 序， 使机器人按照生成的运动程序自动运行。 也 可以让机器人产生期望方向上的运动。 整个测控 过程安全、 可靠 。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115026832 A 2022.09.09 CN 115026832 A 1.一种测控一体机器人系统， 包括与机器人(4)连接的测量臂(1)， 所述测量臂(1)上设 有显示器(3)和控制按钮(2)， 所述测量臂(1)、 机器人(4)、 控制按钮(2)和显示器(3)均连接 至控制系统， 所述控制系统包括控制装置(5)和安装于所述控制装置(5)中的用于数据采 集、 数据处 理及动作控制的软件(6)， 其特 征在于， 该测控一体机器人系统用于大尺寸件的高效切割 、 焊接和打磨加工； 所述测量臂(1)包括多个关节， 各个关节内设有角度传感器， 从而精准测量测量臂末端 的空间位姿， 并将空间位姿信息传递给 所述控制系统； 所述控制按钮(2)包括记录、 运行和移动三种指令的按钮， 用于向所述控制系统发送纪 录、 运行、 移动操控指令； 所述显示器(3)用以显示所述控制系 统接收或反馈的信息以及所述机器人(4)的实时 状态； 所述控制系统读取所述测量臂(1)反馈的测量臂末端的位姿数据、 读取所述控制按钮 (2)发送的指令、 向所述显示器(3)发送状态信息、 向机器人(4)发送控制指令， 从而实现对 所述机器人(4)的运动控制； 所述机器人(4)根据接收来自于所述控制系统发出的控制指令， 执行相应的动作， 从而 完成相应的加工操作。 2.根据权利要求1所述的测控一体机器人系统， 其特征在于， 所述测量臂(1)是具有多 维度空间位姿测量的装置， 可供选择 的关节臂式测量机、 激光跟踪仪、 并联测量装置、 视觉 测量装置、 激光测量装置、 陀螺 仪。 3.根据权利要求2所述的测控一体机器人系统， 其特征在于， 所述测量臂(1)固定安装 于所述机器人(4)的末端或所述机器人(4)的主体零件上， 并随所述机器人(4)运动。 4.根据权利要求2所述的测控一体机器人系统， 其特征在于， 所述控制装置(5)包括具 有计算功能的计算机和运动控制器中的一种或两种的组合。 5.一种测控一体机器人的操控方法， 其特征在于， 利用 如权利要求1至4中任一所述的 测控一体机器人系统， 加工过程中， 所述测量臂(1)向控制系统反馈测量臂末端的位姿数 据， 所述控制系统根据测量臂末端位姿数据转换计算的结果 实现机器人自动编程与机器人 跟随控制。 6.根据权利要求5所述的操控方法， 其特征在于， 通过操作人员手动操作所述测量臂 (1)移动， 操作人员按下所述测量臂(1)上控制按钮(2)中相应的按钮， 所述显示器(3)接收 所述控制装置(5)的状态反馈信息， 显示所述机器人(4)的系统状态； 通过所述控制装置(5)和所述软件(6)的计算和控制形成机器人运动程序， 所述机器人 (4)按照生成的运动程序自动运行。 7.根据权利要求5所述的操控方法， 其特征在于， 加工过程中， 操作人员 手动操作所述 控制按钮(2)中的移动 指令按钮， 测量臂移动； 所述控制装置(5)检测到所述测量臂(1)的位 姿数据发生变化后， 由所述软件(6)控制所述机器人(4)跟随所述测量臂(1)移动； 操作人员通过所述控制中的记录指令按钮， 向所述控制装置(5)发送记录指令后， 所述 控制装置(5)对所述测量臂(1)的当前位姿进行一次、 多次或连续读取并记录， 经所述软件 (6)转换计算和编程后， 自动生成机器人的运动程序； 操作人员通过所述控制按钮(2)中的运行指令按钮向所述控制装置(5)发送运行指令权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115026832 A 2后， 所述控制装置(5)通过 所述软件(6)生成的机器人运动程序控制所述机器人(4)运动； 操作人员通过所述控制按钮(2)中的移动指令按钮向所述控制装置(5)发送移动指令 后， 所述控制装置(5)控制所述机器人(4)产生期望方向上的运动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115026832 A 3