技术领域
[0001] 本
发明涉及工业
机器人技术领域，具体的涉及一种电机负载模拟方法、装置、存储介质及控制设备。
背景技术
[0002] 随着自动化的发展，
工业机器人被广泛的应用到各个场合，
焊接、搬运、打磨、视觉分拣等。目前工业机器人在自动化中是一个比较重要的
位置，但工业机器人在前期研发、调试阶段会带着负载运行，且有时会出现一些问题，导致机器人出现异常，从而损坏机器人，导致测试成本高、测试效率低，而且维修时间长，大大的拖延研发周期。
[0003] 因此，如何使得机器人在不用本体的情况下，各个电机能得到机器人在不同
姿态下相当的负载，有效为工业机器人在前期研发、调试阶段模拟机器人实际运行工况进行测试，对于降低测试成本、提高测试效率和
质量具有重要意义。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服上述技术问题，提供一种电机负载模拟方法、装置、存储介质及控制设备。
[0005] 本发明
实施例的一个方面，提供了一种电机负载模拟方法，所述方法包括：
[0006] 获取预设的机器人模型，根据所述机器人模型配置与所述机器人模型匹配的本体结构参数；
[0007] 根据所述本体结构参数计算所述机器人模型对应的本体结构对机器人中各电机产生的第一负载；
[0008] 获取待模拟的机器人运行操作对应的运行参数；
[0009] 根据所述运行参数计算所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载；
[0010] 根据所述第一负载和第二负载控制测试电机的负载状态，以通过所述测试电机模拟机器人在运行状况下的电机负载。
[0011] 可选地，所述本体结构参数包括所述本体结构的材料类型参数和材料
密度参数；
[0012] 所述根据所述本体结构参数计算所述机器人模型对应的本体结构对机器人中各电机产生的第一负载，包括：
[0013] 根据所述材料类型参数和材料密度参数计算所述本体结构的重量信息，确定所述重量信息对机器人中各电机产生的第一负载。
[0014] 可选地，所述本体结构参数还包括所述本体结构的
摩擦系数；
[0015] 所述方法还包括：
[0016] 根据所述摩擦系数计算所述本体结构在执行所述机器人运行操作过程中由于摩擦作用对各电机产生的摩擦负载；
[0017] 根据所述摩擦负载对所述本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载进行调整。
[0018] 可选地，所述根据所述运行参数计算所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载，包括：
[0019] 采用预设的动
力学自动分析系统对所述运行参数进行动力学分析，以得到所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载。
[0020] 本发明实施例的另一个方面，提供了一种电机负载模拟装置，所述装置包括机器人电柜、负载控制台和测试电机；
[0021] 负载控制台，用于获取预设的机器人模型，根据所述机器人模型配置与所述机器人模型匹配的本体结构参数，根据所述本体结构参数计算所述机器人模型对应的本体结构对机器人中各电机产生的第一负载；
[0022] 机器人电柜，用于将接收到的运动指令发送到所述负载控制台，所述运动指令中包括待模拟的机器人运行操作对应的运行参数；
[0023] 所述负载控制台，还用于获取待模拟的机器人运行操作对应的运行参数，根据所述运行参数计算所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载，并根据所述第一负载和第二负载控制所述测试电机的负载状态，以通过所述测试电机模拟机器人在运行状况下的负载电机；
[0024] 所述机器人电柜，还用于根据接收到的运动指令，驱动在对应的负载状态下的测试电机运动，并检测电机运动状态。
[0025] 可选地，所述电机负载模拟装置还包括负载工装台：
[0026] 所述负载控制台，还用于根据所述机器人模型的类型确定所述机器人模型对应的本体结构的电机数量，并向所述负载工装台发送负载配置指令，所述负载配置指令携带所述第一负载和第二负载；
[0027] 所述负载工装台，用于根据所述电机数量进行测试电机装配，并根据所述负载控制台下发的负载配置指令，为装配的测试电机配置相应的负载。
[0028] 可选地，所述机器人电柜，包括
示教器、
控制器和伺服
驱动器：
[0029] 所述示教器，用于根据预设程序生成运动指令，并将所述运动指令发送到所述控制器；
[0030] 所述控制器，用于将接收到的运动指令发送到所述负载控制台，并根据所述运动指令控制所述伺服驱动器对所述测试电机进行驱动；
[0031] 所述伺服驱动器，用于驱动在对应的负载状态下的测试电机运动，并检测电机运动状态。
[0032] 可选地，所述本体结构参数包括所述本体结构的材料类型参数和材料密度参数；
[0033] 所述负载控制台，具体用于根据所述材料类型参数和材料密度参数计算所述本体结构的重量信息，确定所述重量信息对机器人中各电机产生的第一负载；
[0034] 所述负载控制台，具体还用于采用预设的动力学自动分析系统对所述运行参数进行动力学分析，以得到所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载。
[0035] 此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有
计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0036] 此外，本发明还提供了一种控制设备，包括
存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法的步骤。
[0037] 本发明实施例提供的电机负载模拟方法、装置、存储介质及控制设备，在机器人不用本体的情况下，采用与机器人模型匹配的本体结构参数和待模拟的机器人运行操作对应的运行参数配置测试电机的负载状态，以通过测试电机模拟
机器人本体结构中各个电机在不同运动姿态下的负载情况，进而有效地为工业机器人在前期研发、调试阶段中提供一个测试平台，相对于采用机器人本体进行测试能够有效降低测试成本、提高测试效率。
[0038] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照
说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
[0039] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0040] 图1为本发明实施例提供的一种电机负载模拟装置的结构
框图；
[0041] 图2为本发明实施例提供的另一种电机负载模拟装置的结构框图；
[0042] 图3为本发明实施例提供的一种电机负载模拟方法的流程示意图。
具体实施方式
[0043] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0044] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与
现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0045] 图1示意性示出了本发明一个实施例的电机负载模拟装置的结构示意图。参照图1，本发明实施例的电机负载模拟装置具体包括机器人电柜10、负载控制台20和测试电机
30；
[0046] 负载控制台20，用于获取预设的机器人模型，根据所述机器人模型配置与所述机器人模型匹配的本体结构参数，根据所述本体结构参数计算所述机器人模型对应的本体结构对机器人中各电机产生的第一负载；
[0047] 机器人电柜10，用于将接收到的运动指令发送到所述负载控制台，所述运动指令中包括待模拟的机器人运行操作对应的运行参数；
[0048] 所述负载控制台20，还用于获取待模拟的机器人运行操作对应的运行参数，根据所述运行参数计算所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载，并根据所述第一负载和第二负载控制所述测试电机30的负载状态，以通过所述测试电机30模拟机器人在运行状况下的负载电机；
[0049] 所述机器人电柜10，还用于根据接收到的运动指令，驱动在对应的负载状态下的测试电机30运动，并检测电机运动状态。
[0050] 本发明实施例提供的电机负载模拟装置，在对机器人在不同运行状况下的电机负载进行模拟时，综合考虑本体结构本身对电机产生的负载情况和本体结构在执行运行操作过程中对电机产生的负载情况，配置测试电机的负载状态，以通过测试电机模拟机器人本体结构中各个电机在不同实际运行工况下相当的负载，进而有效地为工业机器人在前期研发、调试阶段中提供一个测试平台，相对于采用机器人本体进行测试能够有效降低测试成本、提高测试效率。
[0051] 具体的，本实施例中的本体结构参数包括所述本体结构的材料类型参数、材料密度参数和摩擦系数。本实施例中的负载控制台20，具体用于根据所述材料类型参数和材料密度参数计算所述本体结构的重量信息，并确定所述重量信息对机器人中各电机产生的第一负载。进一步地，负载控制台20，还用于根据摩擦系数计算所述本体结构在执行所述机器人运行操作过程中由于摩擦作用对各电机产生的摩擦负载。
[0052] 具体的，本实施例中的运行参数包括运行姿态、运行速度、
加速度、加加速、减速度等参数。本实施例中的负载控制台20，具体还用于采用预设的动力学自动分析系统对所述运行参数进行动力学分析，以得到所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载。进一步地，在根据动力学自动分析系统得到机器人本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载之后，还可以根据摩擦负载对所述本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载进行调整。
[0053] 图2示意性示出了本发明另一个实施例的电机负载模拟装置的结构示意图。参照图2，本发明实施例的电机负载模拟装置还包括负载工装台40。
[0054] 本实施例中，负载控制台20，还用于根据所述机器人模型的类型确定所述机器人模型对应的本体结构的电机数量，并向所述负载工装台40发送负载配置指令，所述负载配置指令携带所述第一负载和第二负载；
[0055] 所述负载工装台40，用于根据所述电机数量进行测试电机装配，并根据所述负载控制台下发的负载配置指令，为装配的测试电机配置相应的负载。
[0056] 本实施例中，负载工装台40，用于电机装配，根据所述负载控制台20下发的负载配置指令给电机相对应负载。负载控制台20根据机器人本体参数和与运行操作对应的实时运行参数，实时调节负载工装台所安装的测试电机的负载状态。
[0057] 本发明实施例中，机器人电柜10，包括示教器101、控制器102和伺服驱动器103，其中：
[0058] 所述示教器101，用于根据预设程序生成运动指令，并将所述运动指令发送到所述控制器；
[0059] 所述控制器102，用于将接收到的运动指令发送到所述负载控制台20，并根据所述运动指令控制所述伺服驱动器对所述测试电机进行驱动；
[0060] 所述伺服驱动器103，用于驱动在对应的负载状态下的测试电机运动，并检测电机运动状态。
[0061] 本实施例中，控制器102能够接受示教器传达的运动指令，并发送运动指令给负载控制台20和伺服驱动器103，且可与外部进行通信。示教器，用于示教机器人动作，下达运动指令，并编辑运行程序逻辑等。伺服驱动器，用于接受控制器102的运动指令，检测电机运动状态。
[0062] 具体的，电机可通过
编码器反馈当前位置和速度信息给控制器，使得整个运动控制系统形成闭环，控制器能实时读取电机所处的位置和速度。
[0063] 本发明实施提供的电机负载模拟装置的实现原理，负载工装台可设置多个电机工位，具体根据使用的电机数量来设置或定制，用于电机装配。负载控制台可通过USB
接口导入预设的机器人模型，该模型为机器人三维模型，例如直
角坐标机器人、多关节机器人等，对此本发明实施例不做具体限定。通过导入方式获取到机器人模型后，还需要根据所述机器人模型配置与所述机器人模型匹配的本体结构参数。具体的，可通过实时输入方式，输入机器人本体结构的材料型号，材料的密度，摩擦系数等参数，也可以根据机器人模型从预先设置的本体结构参数信息中自动加载与所述机器人模型匹配的本体结构参数。负载控制台20通过材料型号、材料密度参数可得出机器人本体重量，然后折算到机器人每个电机所需要的负载；摩擦系数可得到电机在运行时和减速机产生的摩擦所造成的负载。负载控制台
20与机器人电柜10中的控制器102通过TC/IP、RS232、RS485等方式通信，实现机器人和负载控制器运行状态的相互对应，负载控制台20实时获取控制器102中机器人运行姿态、运行速度、加速度、加加速、减速度等运行参数，计算出电机在运行过程中所需的负载。负载控制台
20将根据本体结构参数和运行参数确定的负载状态配置负载工装台所装配的测试电机，让测试电机有相对应的负载。在机器人不运行时，负载控制台20根据机器人停止的参数来固定负载数值，机器人运行时，负载控制台会根据运行中参数来实时的变化负载的数值，进而有效的模拟出测试电机是带着负载在运行。
[0064] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模
块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0065] 图3示意性示出了本发明一个实施例的电机负载模拟方法的
流程图。参照图3，本发明实施例提出的电机负载模拟方法具体包括步骤S11～S15，如下所示：
[0066] S11、获取预设的机器人模型，根据所述机器人模型配置与所述机器人模型匹配的本体结构参数。
[0067] S12、根据所述本体结构参数计算所述机器人模型对应的本体结构对机器人中各电机产生的第一负载。
[0068] S13、获取待模拟的机器人运行操作对应的运行参数。
[0069] S14、根据所述运行参数计算所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载。
[0070] S15、根据所述第一负载和第二负载控制测试电机的负载状态，以通过所述测试电机模拟机器人在运行状况下的电机负载。
[0071] 本发明实施例提供的电机负载模拟方法，在对机器人在不同运行状况下的电机负载进行模拟时，综合考虑本体结构本身对电机产生的负载情况和本体结构在执行运行操作过程中对电机产生的负载情况，配置测试电机的负载状态，以通过测试电机模拟机器人本体结构中各个电机在不同实际运行工况下相当的负载，进而有效地为工业机器人在前期研发、调试阶段中提供一个测试平台，相对于采用机器人本体进行测试能够有效降低测试成本、提高测试效率。
[0072] 在本发明实施例中，所述本体结构参数包括所述本体结构的材料类型参数、材料密度参数和摩擦系数。
[0073] 其中，所述根据所述本体结构参数计算所述机器人模型对应的本体结构对机器人中各电机产生的第一负载，具体包括：根据所述材料类型参数和材料密度参数计算所述本体结构的重量信息，确定所述重量信息对机器人中各电机产生的第一负载。
[0074] 进一步地，所述方法还包括：根据所述摩擦系数计算所述本体结构在执行所述机器人运行操作过程中由于摩擦作用对各电机产生的摩擦负载；根据所述摩擦负载对所述本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载进行调整。
[0075] 在本发明实施例中，所述根据所述运行参数计算所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载，具体包括：采用预设的动力学自动分析系统对所述运行参数进行动力学分析，以得到所述机器人模型对应的本体结构在执行所述机器人运行操作过程中对各电机产生的第二负载。
[0076] 其中，运行参数包括机器人运行姿态、运行速度、加速度、加加速、减速度等运行参数。在实际应用中，机器人运行时，运行速度、加速度、加加速、减速度这些会改变电机在运行产生的负载。可采用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，机械系统动力学自动分析)实现机器人运行操作过程中在不同运行参数产生的负载的计算。
[0077] 对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
[0078] 本发明实施例提供的电机负载模拟方法、装置，在机器人不用本体的情况下，采用与机器人模型匹配的本体结构参数和待模拟的机器人运行操作对应的运行参数配置测试电机的负载状态，以通过测试电机模拟机器人本体结构中各个电机在不同运动姿态下相当的负载，进而有效地为工业机器人在前期研发、调试阶段中提供一个测试平台，相对于采用机器人本体进行测试能够有效降低测试成本、提高测试效率。
[0079] 此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0080] 本实施例中，所述电机负载模拟装置集成的模块/单元如果以
软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的
硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动
硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、
只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、
随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波
信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和
专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0081] 本发明实施例提供的控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个电机负载模拟方法实施例中的步骤，例如图1所示的S11～S15。
[0082] 示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述控制设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，本实施例中的控制设备可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述控制设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0083] 所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、
数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成
电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程
门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他
可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是
微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述控制设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个控制设备的各个部分。
[0084] 本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的
权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0085] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
