[发明专利]一种确定工业机器人运动轨迹的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业机器人应用技术领域，尤其涉及一种确定工业机器人运动轨迹的方法。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

工业机器人的简单应用可由示教来完成编程，对于复杂应用，如复杂曲面的抛光、打磨、或者焊接等应用，采用示教编程的方法并不能达到加工要求，必须借助工业机器人离线编程系统。而现有的机器人离线编程系统，其轨迹规划并不成熟，难以生成复杂的多轴轨迹。这限制了工业机器人在有复杂轨迹需求行业的应用。

现有技术中，一般利用计算机辅助制造(CAM，Computer Aided Manufacturing)软件生成复杂轨迹，但CAM生成的是五轴刀路轨迹，其本质是五自由度的。而工业机器人由于所夹持工具的复杂性，往往要求控制末端为六个自由度的位姿。这对机器人的离线编程系统提供了更高的要求。

基于此，目前亟需一种将CAM生成的五轴刀路轨迹，转换成六轴工业机器人的六轴刀路轨迹，从而适用于绝大多数工业机器人运动的复杂轨迹的方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种确定工业机器人运动轨迹的方法，用于解决现有技术中不能将利用CAM生成的五轴刀路轨迹，转换成六轴工业机器人的六轴刀路轨迹，导致工业机器人的作业空间受限，不能广泛应用在复杂曲面加工领域。

本发明提供一种确定工业机器人运动轨迹的方法，所述方法包括：

将机器人工具分为回转类工具及非回转类工具；

根据所述机器人工具与工件的接触方式将所述回转类工具及所述非回转类工具分别与标准加工刀具一一对应；

在计算机辅助制造CAM软件中建立所述标准加工刀具的模型，利用所述模型对工件的加工区域进行轨迹规划，获取五轴CAM轨迹；

在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息，根据所述第六轴信息将所述五轴CAM轨迹中的位姿调整为所述机器人工具的位姿，获取所述机器人工具的六轴轨迹。

上述方案中，所述回转类工具包括：圆柱形工具、圆锥型或具有回转对称几何特征的工具。

上述方案中，所述非回转类工具包括：无旋转轴或不具有回转对称几何特征的工具。

上述方案中，所述标准加工刀具包括：平底刀及球头刀。

上述方案中，所述机器人工具与工件的接触方式包括：回转面接触、端面接触、球面接触、平面接触及点接触。

上述方案中，所述在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息包括：

提取所述五轴CAM轨迹中的刀位点及刀轴矢量数据；

在所述轨迹上的第i个刀位点P_i(X_i,Y_i,Z_i)处建立第一坐标系O_c(X_c,Y_c,Z_c)；

以所述第i个刀位点为原点，将所述第i个刀位点的刀轴矢量设置为所述第i个刀位点的Z_c轴；

根据所述Z_c轴及X_c轴建立所述第六轴信息。

上述方案中，所述第i个刀位点的刀轴矢量为

上述方案中，所述X_c轴的向量为其中，所述为辅助矢量。

上述方案中，所述辅助矢量根据确定。

上述方案中，所述机器人工具包括：切削工具、打磨工具、焊接工具、喷涂工具、激光成型工具、去毛刺工具、抛光工具及3D打印工具。