[发明专利]一种串并联机器人的运动控制系统和方法

权利要求书

1.一种串并联机器人的运动控制系统,系统设有由多个机器人单元组成的串并联机器人，每个所述机器人单元至少设有一个伺服电机，其特征在于：系统包括PC机、控制器和驱动器，所述PC机用于串并联机器人运动控制方法的编写、调试，并将运动控制方法输送至控制器，所述控制器接收每个所述伺服电机的状态信号并输出控制信号至驱动器，所述驱动器根据控制信号输出驱动信号至每个所述伺服电机。

2.根据权利要求1所述的串并联机器人的运动控制系统，其特征在于，所述控制器包括：

运动指令的解释规划模块：用于将运动控制方法分解、编号、归类为每个伺服电机的轨迹指令；

迹插补算法的实现模块：用于对每个轨迹指令进行插补，之后将各个轨迹指令组合在一起形成串并联机器人完整的运动轨迹；

运动学的坐标转换模块：根据每个所述伺服电机的状态信号获取各伺服轴的运动位置点，将各伺服轴的位置点转换为机器人末端空间坐标位置；

伺服轴的位置控制模块：用于驱动每个所述伺服电机，控制伺服轴按照规划的位置运动。

3.根据权利要求2所述的串并联机器人的运动控制系统，其特征在于：所述运动指令的解释规划模块接收PC机的运动控制方法信号，并输出轨迹指令至迹插补算法的实现模块，所述迹插补算法的实现模块输出轨迹函数至运动学的坐标转换模块，所述运动学的坐标转换模块输出信号至伺服轴的位置控制模块，所述伺服轴的位置控制模块与驱动器实时通讯。

4.根据权利要求2或3所述的串并联机器人的运动控制系统，其特征在于：所述轨迹指令为驱动伺服电机以直线、圆弧、过渡曲线的方式运动的执行信号。

5.根据权利要求4中任一项所述的串并联机器人的运动控制系统，其特征在于：所述控制器为嵌入式结构，所述控制器和驱动器之间通过EtherCAT通讯。

6.基于权利要求1-5所述串并联机器人的运动控制系统的控制方法，其特征在于：

步骤1、PC机将运动指令输送至控制器；

步骤2、控制器将运动指令转换为插补后的函数轨迹；

步骤3、控制器将轨迹函数按照插补周期输入到驱动器；

步骤4、驱动器执行轨迹函数驱动相应伺服电机工作。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤2包括以下四个步骤：

1)运动指令的解释规划：将用户输入的运动指令行分解、编号、归类处理，将运动指令处理为直线、圆弧、过渡曲线运动的执行信号并输出；

2)轨迹插补算法：对每个运动指令进行插补处理，将每个伺服电机的轨迹组合在一起，形成完整的运动轨迹并输出；

3)运动学的坐标转换：获取各伺服轴的运动位置点，将各伺服轴的位置状态转换为机器人末端空间坐标位置；

4)伺服轴的位置控制：与驱动器进行实时通讯，向驱动发送函数轨迹。

8.根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：所述步骤2为离线运行步骤，所述3为在线运行步骤。