基于探索式机器人运动的机器人单元建模：一种新颖且易于使用的数据驱动方法

生成碰撞自由的机器人运动对于实际应用中的安全至关重要。这需要对受限机器人单元内所有障碍物形状进行准确建模，这在实际情况下尤其具有挑战性和耗时。这种困难在灵活生产线中更为突出，因为环境模型必须在每次机器人单元修改后更新。此外，基于传感器的方法通常需要昂贵的硬件和校准程序，并且可能受到环境因素（如光照条件或反射）的影响。为此，我们提出了一种新颖的数据驱动方法，用于构建充满杂乱的工作空间，仅利用机器人内部关节编码器来捕获探索式运动。通过计算相应的扫掠体积 (SV)，我们生成一个（保守的）环境网格模型，随后用于碰撞检测中的既定路径规划和控制方法。该方法显著降低了经典环境建模的复杂性和成本，通过消除对计算机辅助设计 (CAD) 文件和外部传感器的需求。我们使用 KUKA LBR iisy 协作机器人在抓取放置场景中进行验证。在不到三分钟的探索式机器人运动和不到四分钟的计算时间后，我们获得一个准确的模型，能够实现碰撞自由的运动。该方法直观且易于使用，无需专业技术知识即可供用户使用。适用于所有类型的工业机器人或协作机器人。