[发明专利]五轴联动点胶轨迹转轴最优路径插补方法及应用

权利要求书

1.一种五轴联动点胶轨迹转轴最优路径插补方法，其特征在于，包括：

步骤1：读取运动指令，获得点胶轨迹的起始点和终止点的坐标及点胶头方向；

步骤2：根据运动指令类型，判断所述点胶头需要选择的转轴插补模式；

所述转轴插补模式包括一转轴最优路径插补和一转轴线性插补，所述点胶头分别进入转轴最优路径插补计算过程或转轴线性插补计算过程得到一插值序列；

根据所述插值序列分别驱动所述点胶头的一第一旋转轴和一第二旋转轴，实现对转轴运动的插补；

其中，判断当前所述点胶头需要选择的转轴插补模式包括：

根据起始矢量Vs与终止矢量Ve叉乘得到旋转轴矢量Va＝Vs╳Ve，

判断旋转轴矢量Va的模|Va|是否大于等于阈值其中取值范围为[0.001～0.01]，

如果所述点胶头进行转轴最优路径插补；

如果所述点胶头转为转轴线性插补计算，进入所述转轴线性插补计算过程。

2.根据权利要求1所述的五轴联动点胶轨迹转轴最优路径插补方法，其特征在于，所述点胶头方向可以采用球坐标、矢量和四元数任一种形式表示。

3.根据权利要求1所述的五轴联动点胶轨迹转轴最优路径插补方法，其特征在于，一转角θ相关于所述起始矢量Vs和终止矢量Ve，起始矢量Vs和终止矢量Ve间的转角θ＝arcsin(|Va|)。

4.根据权利要求3所述的五轴联动点胶轨迹转轴最优路径插补方法，其特征在于，所述起始矢量Vs和所述终止矢量Ve间的所述转角所述点胶头进行转轴最优路径插补；所述起始矢量Vs和所述终止矢量Ve间的所述转角所述点胶头转为转轴线性插补计算，进入所述转轴线性插补计算过程。

5.根据权利要求3所述的五轴联动点胶轨迹转轴最优路径插补方法，其特征在于，所述转轴最优路径插补过程包括：

对转角θ进行N分割，得到转角插值序列θ_i(i＝1～N)，N为插补点数，

将旋转轴矢量Va归一化处理，得到旋转中心轴Vn＝Va/|Va|，

通过旋转中心轴Vn，构造四元数W_i＝{cosθ_i/2，sinθ_i/2·[Vn]}，

对起始矢量Vs旋转θ_i角度运算，得到矢量插值序列V_i＝W_i☉Vs☉W_i^*，

把矢量V_i对应的单位矢量转换为球坐标格式，得到球坐标插值序列(α_i，β_i)，其中☉表示四元数乘法，*表示共轭算子，W_i^*表示四元数W_i的共轭。

6.根据权利要求5所述的五轴联动点胶轨迹转轴最优路径插补方法，其特征在于，所述转轴最优路径插补过程还包括：

判断点胶轨迹是否进入奇异区，若α_i在(-Г，+Г)区间内，则没有进入奇异区，点胶轨迹进入转轴最优插补计算过程，其中Г的取值范围为[85°-89°]。

7.根据权利要求5所述的五轴联动点胶轨迹转轴最优路径插补方法，其特征在于，所述转轴最优路径插补过程还包括：

判断点胶轨迹是否进入奇异区，若α_i不在(-Г，+Г)区间内，说明点胶轨迹进入了奇异区，需要对轨迹重新计算，修正旋转中心轴，修正方法为转轴向离得近的极点方向旋转Δ°，然后重新获取所述旋转中心轴Vn，根据所述旋转中心轴Vn获得α_i，判断点胶轨迹是否进入奇异区。