[发明专利]一种多关节工业机器人3D打印路径优化方法

权利要求书

1.一种多关节工业机器人3D打印路径优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、定义非线性误差阈值为[ε]，M为3D打印路径中原始路径点的总数，且大于2，设插值路径点为P_c，初始化3D打印路径中原始路径点的序号i＝1，读取3D打印路径文件；

S2、从3D打印路径文件中选取相邻两个原始路径点P_i、P_i+1；

S3、计算3D打印材料喷嘴口位于原始路径点P_i+1时，多关节工业机器人的旋转轴角度的m组解，初始化k＝1；

S4、根据3D打印材料喷嘴口位于原始路径点P_i+1时，多关节工业机器人的旋转轴角度的m组解，计算原始路径点P_i+1的非线性误差ε_i+1,k；

S5、若k＜m，则k＝k+1，并跳转至步骤S4，否则继续执行步骤S6；

S6、计算原始路径点P_i+1的最小非线性误差ε＝min{ε_i+1,k}；

S7、若ε＜[ε]，则执行步骤S9，否则继续执行步骤S8；

S8、将插值路径点P_c赋值为P_i+(P_i+1-P_i)/2，并插至原始路径点P_i与P_i+1之间，更新3D打印路径文件；

S9、若i＜M-1，则i＝i+1，跳转至步骤S2，否则3D打印路径优化过程结束；

所述步骤S3中，多关节工业机器人的旋转轴角度的m组解是根据多关节工业机器人的旋转轴的运动范围，求解3D打印材料喷嘴口相对于工件的正运动学方程得到；

所述3D打印材料喷嘴口相对于工件的正运动学方程，是根据多关节工业机器人的A轴、B轴、C轴在基坐标系下的位置向量，以及多关节工业机器人的基座在工具坐标系下的位置向量V_W构建得到；

所述基坐标系是以多关节工业机器人的基座中心为坐标原点构建得到，所述工具坐标系是以3D打印材料喷嘴口为坐标原点构建得到。

2.根据权利要求1所述的多关节工业机器人3D打印路径优化方法，其特征在于，多关节工业机器人的A轴、B轴、C轴在基坐标系下的位置向量的计算方法包括以下步骤：

a1、在工具坐标系下，根据多关节工业机器人3D打印的结构参数，计算得到多关节工业机器人的A轴位置向量V_A＝(A_x,A_y,0)、B轴位置向量V_B＝(B_x,0,B_z)、C轴位置向量V_C＝(C_x,0,C_z)，以及多关节工业机器人的基座的位置向量V_W＝(W_x,W_y,W_z)；

a2、根据V_A、V_B、V_C和V_W计算A轴、B轴、C轴在基坐标系下的位置向量，且分别为R_A＝-V_W+V_A、R_B＝-V_W+V_B、R_C＝-V_W+V_C。