[发明专利]基于关节臂机器人的最优打磨任务路径规划方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于关节臂机器人的最优打磨任务路径规划方法和装置，基于模拟退火算法，从数据输入开始，依次经过路径生成，路径计算，路径更新，迭代控制，温度控制处理步骤，最终获得最优的打磨任务路径，从而大大减少了计算量，降低计算的复杂度，加快了处理速度，减少了计算时间，满足了实时处理的要求，并且降低了对软硬件的性能的要求，可以节约成本，降低了开发的难度，符合对高速化大规模生产模式的要求。

技术领域

本发明涉及关节臂机器人领域，特别涉及一种基于关节臂机器人的最优打磨任务路径规划方法和装置。

背景技术

伴随着制造业的发展，诸如打磨抛光之类的表面处理已经成为一道关键工序，其加工质量往往决定了产品的档次。特别是随着加工技术的进步，需要加工的部件的表面越来越复杂，并且对加工的精度要求也越来越高，此外工件内外表面上的待打磨区域有多个，分布于工件的底面、侧面和上端面，且每个打磨区域的打磨路线的走向也不同。因此在关节臂机器人执行全部区域的打磨任务时，通常是按照打磨区域的顺序依次完成打磨。那么这个打磨顺序的好坏直接影响打磨的效率。为了能够满足高速化，智能化，节能化，高效化的这些智能制造的需求，以关节臂机器人作为核心自动化装置的智能制造系统的一个重要特点能够自动完成加工任务，即必须具备加工任务的自动最优规划功能。因此在关节臂机器人自动规划整体打磨任务的时候，需要对多个打磨目标的进行任务规划，使得关节臂机器人能够在最短的时间内完成打磨任务。传统的穷举搜索法来设置打磨任务属于典型的所谓的NP完全问题，其时间复杂度是O(N！)，其中N为所述打磨目标的个数，因此伴随着N的个数增加，其运行效率会变得越来越低，需要的计算时间也会成倍的增长，并且这种方法也不够灵活，运用不够广泛，不适合大规模任务下的解算。近年来模拟退火算法被提出来用于解决传统的穷举搜索法所存在的上述缺点。但是，模拟退火算法也存在着在规定的时间间隔内得到的解的质量不高的问题，并且不适用于行进路程和加工路程不同速度工况下的加工任务规划。因此模拟退火算法的计算复杂度比较高，为了达到最优解需要很大的计算量，并对软硬件的性能要求很高，很难达到处理的实时性，不符合当前高速智能化的工业生产过程中的需要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于关节臂机器人的最优打磨任务路径规划方法和装置，旨在解决现有的穷举搜索法所存在的伴随着打磨任务个数增加，其运行效率会变得越来越低，需要的计算时间也会成倍的增长，并且这种方法也不够灵活，运用不够广泛，不适合大规模任务下的解算，以及传统的模拟退火算法存在着在规定的时间间隔内得到的解的质量不高，并且不适用于行进路程和加工路程不同速度工况下的加工任务规划的这些技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的基于关节臂机器人的最优打磨任务路径规划方法，包括：

步骤1、从目标零件的表面点云模型获取所述关节臂机器人的初始位置点P₀和所述目标零件表面需要打磨处理的n个加工引导点q_i组成长度为n+1的打磨加工路径S₁＝{q_i}_(i＝0→n)，设置温度T为T₀，设置l为0，其中，当i＝0所对应的q₀为所述关节臂机器人的所述初始位置点P₀，所述加工引导点q_i所对应的三维位置坐标为(x_i,y_i,z_i)，所述x_i为所述加工引导点q_i在x轴的坐标值，所述y_i为所述加工引导点q_i在y轴的坐标值，所述z_i为所述加工引导点q_i在z轴的坐标值，所述T₀为初始温度；