[发明专利]一种基于运动控制器的SCARA机械手控制方法

权利要求书

1.一种基于运动控制器的SCARA机械手控制方法，包括有运动控制器和工业触摸屏，所述运动控制器通过以太网通信口与触摸屏通信，其特征在于：控制方法步骤如下：

步骤1：用户通过触摸屏规划SCARA机械手运动轨迹及其对应的运动参数，并将所述的运动轨迹和参数保存至运动控制器中；

步骤2: 所述运动控制器根据所述轨迹规划方式对应的算法对SCARA 机械手的实际运动轨迹进行运算，在虚拟轴所建立的直角坐标系中将其运动轨迹模拟出来，并从虚拟轴获取到直角坐标                                                ，然后再将虚拟轴的直角坐标转换成SCARA机械手的旋转坐标；

步骤3: 得到SCARA机械手的旋转坐标位置后，与机械手当前每个电机轴位置比较得到差值，并根据差值计算出各个电机轴在下一周期的位置与旋转速度；

步骤4；运动控制器采用电子凸轮控制方式，将步骤3得到的位置和速度赋给电子凸轮参数，以给定的速度旋转到目标位置，得到SCARA机械手的实际运动轨迹信息，并将所述实际运动轨迹信息发送至SCARA机械手。

2.根据权利要求1所述的一种基于运动控制器的SCARA机械手控制方法，其特征在于：所述步骤1中的运动轨迹包括点到点、直线插补和圆弧插补运动轨迹。

3.根据权利要求1所述的一种基于运动控制器的SCARA机械手控制方法，其特征在于：当所述的运动轨迹是点到点运动时，所述参数包括终点坐标、旋转速度以及SCARA机械手的姿态；当所述运动轨迹是直线插补运动时，所述参数包括终点坐标和插补速度；当所述运动轨迹是圆弧插补运动时，所述参数包括终点坐标、圆心坐标或圆弧半径亦或圆弧上的点以及圆弧插补速度。

4.根据权利要求1所述的一种基于运动控制器的SCARA机械手控制方法，其特征在于：所述步骤2中将虚拟轴直角坐标转换成旋转坐标的步骤如下:

步骤2.1：当所述运动轨迹是直线插补时，则在虚拟坐标系中，按照指定的加减速和速度，以直线插补方式启动虚拟轴从当前位置移动至终点位置，然后执行步骤2.3；

步骤2.2：当所述运动轨迹是圆弧插补时，则在虚拟坐标系中，按照指定的加减速、速度以及圆心或者半径亦或圆弧上的点，以圆弧插补方式启动虚拟轴从当前位置移动至终点位置，然后执行步骤2.3；

步骤2.3：在虚拟轴所建立的直角坐标系中，按步骤2.1或步骤2.2给定的运动轨迹以及参数将虚拟轴移动至终点坐标；同时开启每个扫描周期获取虚拟轴的位置，将得到的虚拟轴的位置转换成SCARA机械手各电机轴的旋转位置。

5.根据权利要求4所述的一种基于运动控制器的SCARA机械手控制方法，其特征在于：所述步骤2.3具体转换方法如下：

步骤2.3.1：将转换成，

设SCARA机械手的第1臂、第2臂的臂长分别为A、B，则斜边C的边长为，

根据余弦定理得

,

；

步骤2.3.2：判断目标点所在的象限

  当，目标点在第一、二象限，得到斜边与坐标系的夹角为；

  当，目标点在第四象限，得到斜边与坐标系的夹角为；

  当，目标点在第三象限，得到斜边与坐标系的夹角为；

步骤2.3.3：当SCARA机械手处于右手姿态时，，；

当SCARA机械手处于左手姿态时，，；

步骤2.3.4：对于u轴，以直角坐标为参考系时，；

z轴为丝杆结构时，无需变换，。