[发明专利]一种六轴机器人空间运动规划方法

权利要求书

1.一种机器人空间运动规划方法，适用于六轴机器人，其特征在于，所述六轴机器人的机器人控制器连接一示教器，于所述示教器中预先设定了多个空间示教点以及各个所述空间示教点所对应的运动命令，还包括以下步骤：

步骤S1：所述机器人控制器读取所述示教器中的所述空间示教点的坐标与对应的运动命令；

步骤S2：所述机器人控制器根据所述运动命令中的参数，计算出对应的所述空间示教点之间的空间运动路径；

步骤S3，所述机器人控制器根据各个所述空间示教点以及对应的所述空间运动路径计算得到各个所述空间运动路径所对应的示教中间点；

步骤S4：所述机器人控制器计算各个所述空间运动路径在所述示教中间点处的空间切线方向的夹角及空间姿态矩阵，随后计算出相邻的所述空间运动路径在所述示教中间点处的空间切线方向的夹角之间的第一角度差和空间姿态角之间的第二角度差；

步骤S5：分别将所述第一角度差和所述第二角度差与预设定的阈值进行比较，并根据比较结果计算出经过所述示教中间点的速度和加速度；

步骤S6：将所述运动运命令中的参数及所述示教中间点的速度和加速度作为输入参数输入到所述机器人控制器中，以采用预设的运动规划函数对所述六轴机器人的运动进行规划，并得到所述六轴机器人的规划运动参数；

步骤S7：所述机器人控制器根据所述规划运动参数形成的机器人运动轨迹，控制所述六轴机器人在经过所述示教中间点的示教路径上进行空间运动；

所述示教中间点的速度和加速度计算方法包括以下步骤：

步骤S51：判断所述第一角度差或第二角度差是否超出预设定阈值；

若是则转入步骤S52；

若否则转入步骤S53；

步骤S52：将所述示教中间点设为终止点，并将所述六轴机器人的末端经过所述终止的速度与加速度设定为零，随后转到步骤S6；

步骤S53：将所述示教中间点设为过程点，根据所述示教中间点处的空间切线方向的夹角及所述角度差所对应的比例系数和前后两段所述空间运动路径的额定速度，通过预设的计算公式进行计算，得到经过该点的速度和加速度，随后转到步骤S6；

所述预设的计算公式具体为：

经过所述示教中间点的速度：

经过所述示教中间点的加速度：

其中θ为所述第一角度差，β所述第二角度差，θ_th、β_th为对应的所述限定阈值，v_p、v_n，为所述中间示教点前后的路径期望速度，a_p、a_n为所述中间示教点前后的路径期望加速度。

2.如权利要求1所述的机器人空间运动规划方法，其特征在于，所述运动命令中的参数包括所述空间运动路径的路径长度、所述六轴机器人依据所述空间运动路径进行运动的额定速度和所述六轴机器人的末端姿态。

3.如权利要求1所述的机器人空间运动规划方法，其特征在于，所述步骤S3还包括以下步骤：

步骤S31：判断所述空间运动路径是否是由圆弧过渡连接的直线路径；

若是则转到步骤S32；

若否则转到步骤S33；

步骤S32：求出所述空间运动路径的中段点的坐标和姿态，作为所述示教中间点，随后转向所述步骤S4；

步骤S33：判断所述示教中间点是否都在所述空间运动路径上；

若是，则直接记录所述示教中间点，随后转向所述步骤S4；

若否则转到步骤S34；

步骤S34：根据等比例划分原则，求出所述示教中间点所对应的所述空间运动路径上的点的坐标及姿态。

4.如权利要求1所述的机器人空间运动规划方法，其特征在于，所述步骤S6中还包括以下步骤：

步骤S61：判断所述输入参数是否可以应用于S型曲线加减速方法对所述六轴机器人进行运动规划；

若是则转向步骤S62；

若否则转向步骤S63；

步骤S62：应用S型加减速方法对所述六轴机器人进行运动规划，并输出所述规划运动参数，随后转到步骤S7；

步骤S63：应用梯形加减速方法对所述六轴机器人进行运动规划,并输出所述规划运动参数，随后转到步骤S7。