[发明专利]一种基于时间节拍的时基跳跃运动指令系统及算法

说明书

本发明公开了一种基于时间节拍的时基跳跃运动指令的系统及算法，包括工业机器人，其首先在起点工位将物品抓取；随后，沿着工位退出路径离开起点工位，再次，按照预设的输送路径将物品由起点工位送向终点工位；然后，沿着工位进入路径将物品放置在终点工位；起点工位，其在该工位放置有待抓取物品；工位退出路径，通过该路径，工业机器人带动物品离开起点工位；输送路径，其用于连接起点工位与终点工位；位进入路径，通过该路径，工业机器人将动物品放置于终点工位；终点工位，其该工位用于放置有抓取后放置的物品。

技术领域

本发明涉及工业机器人运动控制，物流高速抓取与放置技术领域，具体涉及一种基于时间节拍的时基跳跃运动指令系统及算法。

背景技术

生产线的主要技术指标是生产率(产量)-即每分钟生产多少个产品，当机器人被用于生产线中的物料转运、分拣等工序时，主要的要求就是将物料从起点位置抓取然后在合适的时间内放置到目标地点-简单来说就是在规定的时间内移动一段空间距离-进而实现与产量匹配的往复运动节拍。而抓取和放置动作主要是由跳跃运动指令来实现的。

跳跃运动至少由三段直线运动组成：起跳、平移、下落，通常为了高速(高效)、平稳地运动还要在起跳和平移之间以及平移和下落之间各增加一段过渡圆弧。现有的机器人运动控制指令需要为每一段运动设置多个参数，包括：位置、速度、加速度(甚至加加速度)。现场应用中只有位置参数(包括起跳高度、平移距离以及下落高度)是显性已知的，而速度和加速度等参数必须根据空间距离、运动时间以及参数的高阶连续性等约束条件通过多元方程解析来得到。实际上这样复杂的运算是不可能在工程现场由应用工程师解决。

尤其当使用机器人进行高速抓取放置作业时，例如应用并联机器人(俗称蜘蛛手或‘Delta机械手’)进行每分钟100次以上的抓取放置动作，动作的效果对运动控制参数的变化及其敏感。于是给现场应用工程师极大的压力，需要花费大量的时间调整参数反复试验，现场调试效率极低。

有的解决方案为了简化参数调整往往将加加速度和加速度数值设置很大的数值-这样只调整速度参数来满足节拍的要求。但是这样做的结果又会使运动过程冲击较大，降低设备使用寿命。

发明内容

针对上述技术问题，为了简化应用工程师现场调试难度、缩短调试时间，使用实际生产的客户工程语言节拍(生产率)作为主要参数-研发一种创新的用于工业机器人的基于时间节拍的时基跳跃运动指令的算法。使用该指令只需输入显性的位置参数以及与节拍相匹配的运动时间参数，即可实现位置和节拍准确以及最小冲击的跳跃运动。

基于时间节拍的时基跳跃运动指令集及其算法

一种基于时间节拍的时基跳跃运动指令的系统，所述系统包括，

工业机器人，其首先在起点工位将物品抓取；随后，沿着工位退出路径离开起点工位，再次，按照预设的输送路径将物品由起点工位送向终点工位；然后，沿着工位进入路径将物品放置在终点工位；

起点工位，其在该工位放置有待抓取物品；

工位退出路径，通过该路径，工业机器人带动物品离开起点工位；

输送路径，其用于连接起点工位与终点工位；

工位进入路径，通过该路径，工业机器人将动物品放置于终点工位；

终点工位，其该工位用于放置有抓取后放置的物品；

其中，起点工位、工位退出路径、输送路径、工位进入路径以及终点工位形成工业机器人带动物品运行的空间轨迹；

该空间轨迹为对每段路径上的n个给定点进行矢量化处理并用三次B样条曲线对该n个预给定点进行插值所生成的连续平滑的一种参数化轨迹点序列，且该空间轨迹的几何轮廓由以n个控制点为顶点的多边形控制；