[發明專利]一種確定工業機器人運動軌跡的方法

有效

• 申請號: 201610118246.8
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105598975B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 顏昌亞;趙云;李振瀚
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;G06F17/50
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 房德權

技術領域

本發明屬于工業機器人應用技術領域，尤其涉及一種確定工業機器人運動軌跡的方法。

背景技術

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。

工業機器人的簡單應用可由示教來完成編程，對于復雜應用，如復雜曲面的拋光、打磨、或者焊接等應用，采用示教編程的方法并不能達到加工要求，必須借助工業機器人離線編程系統。而現有的機器人離線編程系統，其軌跡規劃并不成熟，難以生成復雜的多軸軌跡。這限制了工業機器人在有復雜軌跡需求行業的應用。

現有技術中，一般利用計算機輔助制造(CAM，Computer Aided Manufacturing)軟件生成復雜軌跡，但CAM生成的是五軸刀路軌跡，其本質是五自由度的。而工業機器人由于所夾持工具的復雜性，往往要求控制末端為六個自由度的位姿。這對機器人的離線編程系統提供了更高的要求。

基于此，目前亟需一種將CAM生成的五軸刀路軌跡，轉換成六軸工業機器人的六軸刀路軌跡，從而適用于絕大多數工業機器人運動的復雜軌跡的方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供了一種確定工業機器人運動軌跡的方法，用于解決現有技術中不能將利用CAM生成的五軸刀路軌跡，轉換成六軸工業機器人的六軸刀路軌跡，導致工業機器人的作業空間受限，不能廣泛應用在復雜曲面加工領域。

本發明提供一種確定工業機器人運動軌跡的方法，所述方法包括：

將機器人工具分為回轉類工具及非回轉類工具；

根據所述機器人工具與工件的接觸方式將所述回轉類工具及所述非回轉類工具分別與標準加工刀具一一對應；

在計算機輔助制造CAM軟件中建立所述標準加工刀具的模型，利用所述模型對工件的加工區域進行軌跡規劃，獲取五軸CAM軌跡；

在所述五軸CAM軌跡中定義第六軸信息，根據所述第六軸信息將所述五軸CAM軌跡中的位姿調整為所述機器人工具的位姿，獲取所述機器人工具的六軸軌跡。

上述方案中，所述回轉類工具包括：圓柱形工具、圓錐型或具有回轉對稱幾何特征的工具。

上述方案中，所述非回轉類工具包括：無旋轉軸或不具有回轉對稱幾何特征的工具。

上述方案中，所述標準加工刀具包括：平底刀及球頭刀。

上述方案中，所述機器人工具與工件的接觸方式包括：回轉面接觸、端面接觸、球面接觸、平面接觸及點接觸。

上述方案中，所述在所述五軸CAM軌跡中定義第六軸信息包括：

提取所述五軸CAM軌跡中的刀位點及刀軸矢量數據；

在所述軌跡上的第i個刀位點P_i(X_i,Y_i,Z_i)處建立第一坐標系O_c(X_c,Y_c,Z_c)；

以所述第i個刀位點為原點，將所述第i個刀位點的刀軸矢量設置為所述第i個刀位點的Z_c軸；

根據所述Z_c軸及X_c軸建立所述第六軸信息。

上述方案中，所述第i個刀位點的刀軸矢量為

上述方案中，所述X_c軸的向量為其中，所述為輔助矢量。

上述方案中，所述輔助矢量根據確定。

上述方案中，所述機器人工具包括：切削工具、打磨工具、焊接工具、噴涂工具、激光成型工具、去毛刺工具、拋光工具及3D打印工具。