[发明专利]一种六轴机器人空间运动规划方法

说明书

本发明公开了一种机器人空间运动规划方法，适用于六轴机器人，该方法包括：读取示教器中人工示教好的空间点位坐标与对应运动命令；计算出空间运动轨迹；根据空间运动轨迹得到示教中间点；计算各路径曲线在示教点处的空间切线方向夹角及其空间姿态角；计算相邻路径在中间示教点处的切线方向夹角差和空间姿态角度之差；通过所得值与设定阈值比较，计算经过该示教中间点的速度和加速度；通过路径规划函数，得到各个路径段的加减速运动参数；加减速运动参数输入到机器人运动控制库中，实时计算末端对应位置、姿态及相应编码器值，控制机器人各轴电机运动，完成机器人在示教路径上的空间运动。上述技术方案的有益效果是：保证了机器人运动的快速性和连续性，并通过减小冲击提高了运动的准确性。

技术领域

本发明涉及一种机器人运动规划方法，尤其涉及一种六轴机器人空间运动规划方法。

背景技术

六自由度工业机器人机械臂主要用来代替人类进行一些重复性强或者危险性大的操作。像实际生产中的上下料、重物搬运、产品安装等过程，以及工艺过程繁杂、中间点位众多的喷涂、焊接等操作，都在广泛应用六轴机器人。虽然应用场景不同，但它们对于机器人系统运动的精确性、快速性和连续性等性能有比较高的需求。而由于传统空间运动规划方法的局限，因此系统往往在精确性和快速性等方面的提高不能两全，而且由于机器人会在每个中间点完全停止，因此实际生产中连续性会受到影响，生产的节拍很难进一步提高。

在喷涂、焊接比较复杂的机器人应用中，运动路径间往往并不圆滑，而且机器人末端的姿态变化也会比较大，在机器人快速运动的情况下，如果不能减小由于运动加减速产生的冲击，机器人末端的运动精确性就会受影响。因此如何在路径运动规划中，合理规划经过各示教中间点的速度、加速度，保证机器人在奇异点附近的正常运动，成为保证运动精确性的同时提高运动快速性的关键。

发明内容

为解决上述问题，现提供一种六轴机器人空间运动规划方法，具体如下：

一种机器人空间运动规划方法，适用于六轴机器人，其中，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。

优选的，所述的机器人空间运动规划方法，其中，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。

优选的，所述的机器人空间运动规划方法，其中，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；