[发明专利]机器人拖动示教轨迹生成方法

说明书

本发明提出了一种机器人拖动示教轨迹生成方法，包括：接收由机器人的传感器采集的关节位置值，对该关节位置值进行滤波处理以消除高频抖动，并对滤波后的关节位置值进行差分处理，获取机器人的速度和加速度；根据生成的关节位置值、速度和加速度，采用分段直线拟合的方式来逼近用户拖动示教轨迹，计算出机器人的轨迹在笛卡尔空间中的描述；根据得到的直线段、转弯区和速度，生成描述轨迹的用户程序文件，将用户拖动的轨迹转换成文本指令，以便于对已经示教完成的轨迹进行修改优化。本发明可以提高后续生成轨迹的平滑度，拟合精度可根据实际情况自行设定，灵活度高，利用转弯区平滑过渡直线段，保证轨迹的连贯性。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种机器人拖动示教轨迹生成方法。

背景技术

目前工业机器人的应用范围不断拓展，从汽车制造、电子装配、食品加工等传统应用场景，逐步渗透到消费、服务等新兴领域。这些领域对机器人的易用性、方便性提出了更高的要求。

工业机器人一般是通过示教的方式确定期望的目标点和轨迹，然后根据外界信号触发重复执行示教过的轨迹。传统的工业机器人都是通过示教器现场编程或离线编程软件离线编程的方式来获取用户程序，这需要用户具备较高的专业技能，使用门槛高，此外这种示教方式不够直观，如果用户对机器人不够熟悉，编程会耗费较长时间。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种机器人拖动示教轨迹生成方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种机器人拖动示教轨迹生成方法，包括如下步骤：

步骤S1，接收由机器人的传感器采集的关节位置值，对该关节位置值进行滤波处理以消除高频抖动，并对滤波后的关节位置值进行差分处理，获取机器人的速度和加速度；

步骤S2，根据所述步骤S1中生成的关节位置值、速度和加速度，采用分段直线拟合的方式来逼近用户拖动示教轨迹，计算出所述机器人的轨迹信息在笛卡尔空间中的描述，包括：根据所述连续的关节位置值，通过机器人正解构成连续的笛卡尔空间位置P，并通过迭代拟合得到直线段；在直线段之间构建转弯区，实现直线段之间的平滑过渡；直线段的期望速度取示教曲线上该段路径的平均速度，笛卡尔空间的速度为V(t)＝Jac(t)*J_dot(t)，其中Jac(t)为对应时刻的雅克比矩阵，J_dot(t)为步骤S1中输出的关节角速度；

步骤S3，根据所述步骤S2得到的直线段、转弯区和速度，生成描述轨迹的用户程序文件，将用户拖动的轨迹转换成文本指令，以便于对已经示教完成的轨迹进行修改优化。

进一步，在所述步骤S1中，通过安装在机器人关节或电机端的编码器，采集关节位置值。

进一步，在所述步骤S1中，采用带阻滤波器和带通滤波器结合的方式，对所述关节位置值进行滤波处理。

进一步，在所述步骤S2中，拟合得到直线段，包括如下步骤：

已知关节位置J(t)，通过机器人正解得到笛卡尔空间的位置P(t)＝FK(J(t))，通过连续的关节位置J构成连续的笛卡尔空间位置P，t为采集时间；

设直线段起点为F0，设直线段终点为F1，F1和F0均是P上的一点，F0与F1构成的直线为L，对fabs(L(t)-P(t))作积分，fabs为绝对值函数，积分结果代表了拟合直线与实际曲线之间的误差，当误差小于设定阈值时，F1为合理的直线段路径终点，通过在P上搜索合理的F1，不断迭代获取拟合直线段。

进一步，在所述步骤S2中，所述转弯区的半径根据前后直线段长度确定。

进一步，在所述步骤S3中，用户程序文件包括：MoveL P0、V100、Z20，其中P0为直线段目标位置，V100代表速度大小，Z20代表转弯区半径。