[发明专利]确定机器人轨迹的操作控制方法及其控制系统

说明书

确定机器人轨迹的操作控制方法及其系统，所述的方法包括：通过手动操作控制手柄，同时控制多轴机器人的各轴动作，并在多轴机器人的运行轨迹中设置过渡点和目标点，其中，过渡点为多轴机器人在运行轨迹中需要经过的位置；目标点为多轴机器人执行任务的位置；采集手动操作控制手柄控制多轴机器人各轴动作的控制信息，包括运行脉冲、方向、目标点位置和过渡点位置信息；根据所述的控制信息获取过渡点和目标点的坐标信息；根据过渡点和目标点的坐标信息，计算多轴机器人的最优运行轨迹，使多轴机器人按照优化好的轨迹运行。本发明还包括确定机器人轨迹的操作控制系统。本发明计算简单，无编程，平稳性高，滞后性小。

技术领域

本发明涉及多轴机器人控制领域，特别是确定机器人轨迹的操作控制方法及其系统。

背景技术

多轴机器人是工业自动化领域的典型制造设备，多轴机器人通常为四至六轴机器人，能够执行搬运、码垛、焊接、喷涂、装配等工作任务。多轴机器人通常包括“手臂”和“腕”关节，在手臂和腕关节处设置多个可转动的轴，且各轴处通过电机控制其转动，从而形成多轴机器人。

现有的多轴机器人的输入运行轨迹操作方式，主要存在以下缺陷：（1）通常通过编写运行程序来设定需要的运行轨迹，这种方式对操作人员的专业技能要求较高，效率不高，普及较困难。（2）可通过人手直接掰动机器手臂（通常是在协作型机器人上），来使多轴机器人到达目标位置执行任务，确定运行轨迹；但由于多轴机器人自身重量大，需要比较大的力量才能掰动，导致要掰到准确的位置较困难，工作效率低。（3）现有的经各种分解计算出机器人的运行轨迹的技术；如CN107214702A公开了一种利用虚拟现实手柄确定机器人轨迹的规划方法及系统，是获取各离散点连成折线，并通过插补的方式获得机器人的运行轨迹，这种方式会使计算复杂，且需要考虑操作过程中的整个平稳性和平滑性；该机器人轨迹规划方法是将检测到的控制信息经过控制器预处理后再发送给伺服驱动器，即虚拟现实手柄产生的信号需要通过预处理后再来控制机器人的伺服驱动器，这种处理方式一方面需要考虑操作过程中的整个平稳性和平滑性，另一方面会使系统有较大的滞后性。（4）通过摄像头扫描人体姿态变化来控制机器人的技术，该技术技术难度大，成本高，精度低，有较大的滞后性。（5）利用绑在手臂上的姿态传感器来控制机器人，该技术难度大，精度低，可靠性差，还有较大的滞后性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供计算简单，省时省力，无需编程，无滞后性的确定机器人轨迹的操作控制方法及其系统。

本发明的技术方案是：

本发明之确定机器人轨迹的操作控制方法，包括：

通过手动操作控制手柄，同时控制多轴机器人的各轴动作，并在多轴机器人的运行轨迹中设置过渡点和目标点，其中，过渡点为多轴机器人在运行轨迹中需要经过的位置；目标点为多轴机器人执行任务的位置；

采集手动操作控制手柄控制多轴机器人各轴动作的控制信息，包括运行脉冲、方向、目标点位置和过渡点位置信息；

根据所述的控制信息获取过渡点和目标点的坐标信息；

根据过渡点和目标点的坐标信息，计算多轴机器人的最优运行轨迹，使多轴机器人按照优化好的轨迹运行。

进一步，所述过渡点和目标点的坐标信息获取方法为：

分别将各轴的脉冲和方向信息以目标点和过渡点的位置为节点进行分段；

计算各轴每段的有效脉冲数和总的方向；

以多轴机器人的原点为起点坐标，计算多轴机器人移动到过渡点或目标点后相对于原点或前一个过渡点/目标点的坐标和角度增量。