[发明专利]一种面向机器人砂带打磨的优化轨迹搜索方法

权利要求书

1.一种面向机器人砂带打磨的优化轨迹搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在工件的被打磨面上规划打磨刀路并生成一系列刀位点，并在刀位点上建立刀位点坐标系；

S2、为机器人打磨平台上的单元建立坐标系，所述坐标系包含：机器人基坐标系、机器人末端关节坐标系、初始工具坐标系、被打磨曲面刀位点上坐标系、工件坐标系；

S3、建立用于描述工具坐标系位置调整的数学模型，通过描述工具坐标系位置调整的数学模型进行调整，得到调整后工具坐标系与机器人基坐标系的相对位姿计算公式；

S4、建立用于描述机器人打磨过程的坐标平面，并建立机器人打磨轨迹的结点模型，所述结点模型用于生成机器人打磨轨迹；

S5、对描述机器人打磨过程的坐标平面的纵坐标进行离散，并用一个结构体保存一个结点的信息，得到一个结构体矩阵；

S6、搭建机器人砂带打磨仿真场景，并构建优化机器人打磨轨迹搜索函数，对结点结构体矩阵中的元素进行搜索，搜索失败，则结束流程并输出搜索失败提示；搜索成功，则进入下一步；所述构建优化机器人打磨轨迹搜索函数，步骤如下：

Y1、判断轨迹列表是否为空，判断结果为True，则将结点结构体矩阵第1列中与机器人打磨前的初始位姿最接近的结点作为Node，并将第一个刀位点所对应的结点结构体Node1插入轨迹列表RobotTrackList中；判断结果为False，则进入下一步；

Y2、提取轨迹列表RobotTrackList中最后一个结点结构体的刀位点序号i，判断i是否等于N，判断结果为True，则完成轨迹搜索，结束函数并返回函数调用点；判断结果为False，则进入下一步；

Y3、遍历NodeMatrix矩阵第i+1列中所有结点，求解出分别将这些结点结构体作为Nodei+1时，各结点对应的关节量变化总量Δθ；对NodeMatrix矩阵第i+1列结点按Δθ值从小到大进行排序，新建一个变量K，令K＝1；

Y4、搜索NodeMatrix矩阵第i+1列的第K个结点，将该结点作为Node i+1，对Node i+1的位姿进行碰撞检测；没有发生碰撞，则进入步骤Y5；发生碰撞，则进入步骤Y6；

Y5、递归调用优化机器人打磨轨迹搜索函数，进行下一轮搜索，当递归调用的优化机器人打磨轨迹搜索函数结束并返回该位置，提取轨迹列表RobotTrackList中最后一个结点结构体的刀位点序号i，判断i是否等于N；当i等于N时，完成轨迹搜索，结束函数并返回函数调用点；当i不等于N时，进入下一步；

Y6、判断K是否等于M，当K不等于M，弹出轨迹列表RobotTrackList中Node i+1结点，令K＝K+1，并返回步骤Y4，继续执行；当K等于M，说明结点Node i不能在NodeMatrix矩阵的第i+1列结点中搜索到合适结点，弹出轨迹列表RobotTrackList中Node i、Node i+1两个结点，结束函数此层递归调用，返回函数上一层递归调用点；

S7、根据搜索得到的机器人打磨轨迹中结点结构体包含的信息，将其转换成机器人控制柜可执行的代码实现自动化抛光。

2.根据权利要求1所述的一种面向机器人砂带打磨的优化轨迹搜索方法，其特征在于，步骤S1，所述打磨刀路是打磨过程中，砂带轮与工件的被打磨面进行接触的路径；所述刀位点是通过插补算法在打磨刀路上生成的一系列离散的点；所述刀位点坐标系是指固定在每一个刀位点上的坐标系。

3.根据权利要求2所述的一种面向机器人砂带打磨的优化轨迹搜索方法，其特征在于，所述固定在每一个刀位点上的坐标系，其坐标系原点为刀位点，其Z轴方向为被打磨曲面在刀位点处指向外部的法向，其X轴方向为刀位点处打磨刀路的切向，其Y轴方向通过右手定则确定。