[发明专利]一种用于机器人控制系统的SPTA加减速插补控制方法

权利要求书

1.一种用于机器人控制系统的SPTA加减速插补控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)、获取机器人运行轨迹以及运动方向，并将机器人运行轨迹切分均为K个等距离的小片段，其中,每个小片段为一步，从而将机器人的运行轨迹切分为K步，然后再将整个运动轨迹划分为四个状态；

S2)、获取机器人在运动轨迹中所处的状态，并根据所处的状态判断是否需要输出脉冲信号，如果是，则每步输出一个脉冲信号，并得到输出每个脉冲信号的周期T_ti，并通过SPTA算法将脉冲信号转换为步数运行频率，并计算得到每步的主转动轴和从转动轴；

S3)、根据运行轨迹中每步的主转动轴运行参数，控制从转动轴运动，进而实现对机器人的多轴联动控制，从而实现对机器人运行轨迹的控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于机器人控制系统的SPTA加减速插补控制方法，其特征在于，步骤S1)中，所述的四个状态分别为休闲状态、加速阶段、匀速阶段、减速阶段。

3.根据权利要求1所述的一种用于机器人控制系统的SPTA加减速插补控制方法，其特征在于，步骤S2)中，还包括：

S201)、判断机器人在运行轨迹上是否处于空闲状态，如果不是，则跳到步骤S202)；

S202)、定义一个长度为T的时间片段，每一步输出一个脉冲信号，通过SPTA算法对输出每个脉冲信号的时间片段T进行累加，计算得到输出每个脉冲信号的周期T_ti，其表达式为：

T_ti＝nT,(n＝1,2,3....N)，

其中，n为第i步时所有转动轴需要的时间片段数；

S203)、计算在第i步时每个转动轴的脉冲数参数p_i,j(j＝1,2,....R)，其中，p_i,j表示第j个转动轴在第i步的脉冲参数；

S204)、并将最大脉冲参数Maxp_i,j对应的转动轴j作为第i步的主转动轴，其他的转动轴均作为第i步的从转动轴，从而确定机器人每步的主转动轴、从转动轴需要的脉冲数；

S205)、计算第i步时主转动轴的插补周期T_si＝mT,其中，m为主转动轴在第i步时需要的时间片段数。

4.根据权利要求1所述的一种用于机器人控制系统的SPTA加减速插补控制方法，其特征在于，步骤S3)中，还包括以下步骤：

S301)、通过第i步的主转动轴的插补周期T_si、以及第i步的脉冲信号的周期T_ti、以及主转动轴的脉冲参数P_i，计算得到主转动轴在第i步时的脉冲输出条件，具体表达式为：

S＝(P_i+1)T_ti/T_Si；

当S≥1时，表示第一个脉冲输出条件满足，主转动轴输出第一个脉冲信号，否则，表示输出的时间片段数不满足第一个脉冲的输出条件，继续输出该主转动轴的下一时间片段T，直至输出的时间片段数m满足第一个脉冲信号输出条件；

当S≥2时，表示第二个脉冲输出条件满足，主转动轴输出第二个脉冲信号，否则,表示输出的时间片段数m不满足第二个脉冲的输出条件，继续输出该主转动轴的下一时间片段T，直至输出的时间片段数m满足第二个脉冲信号输出条件；

直至主动轴的最后一个脉冲输出条件满足S≥P_i时，主转动轴输出最后一个脉冲信号；

S302)、按照步骤S301)分别计算出其他从转动轴输出脉冲信号条件，并输出相应从转动轴对应的脉冲信号；

S303)根据第i步的主转动轴、从转动轴配合输出相应的脉冲信号，完成机器人第i步的主转动轴、从转动轴的多轴联动控制，从而完成机器人运动轨迹的第i步的运动控制；

S304)、按照步骤S301)-步骤S303)计算得到机器人下一步的主转动轴、从转动轴的脉冲输出条件，通过输出的相应脉冲信号实现机器人运行轨迹的下一步的多轴联动控制，

S305)重复步骤S304)，直至第K步的多轴联动运动控制完成，从而完成运动轨迹的运动控制。

5.根据权利要求4所述的一种用于机器人控制系统的SPTA加减速插补控制方法，其特征在于：主转动轴每输出一个脉冲信号后，判断其他从转动轴是否需要输出相应的脉冲信号，如果是，相应从转动轴输出相应的脉冲信号后，主转动轴再次输出下一个脉冲信号。