[發明專利]一種龍門式吊裝機器人工作單元中附加軸運動規劃方法

有效

• 申請號: 201610824293.4
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN106272429B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 沈南燕;鞠然;李靜;錢暉;禹壯;童梁
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種龍門式吊裝機器人工作單元中附加軸運動規劃方法，該附加軸包括直線導軌(1)和滑臺(2)，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟1：在工作臺(4)上建立用戶坐標系{O_U X_U Y_U Z_U}；在直線導軌(1)的零點M處建立導軌零點坐標系{O_H X_H Y_H Z_H}，其中OX軸線方向，即直線導軌(1)軸線方向為滑臺(2)運動方向；在滑臺(2)下表面中心處建立滑臺坐標系{O_A X_A Y_A Z_A}；

步驟2：在沿滑臺(2)運動方向單調變化的一段加工軌跡點(5)中手動選取兩個軌跡點a、b作為區間的端點；

步驟3：根據點到空間直線的投影原理，將區間[a,b]的左端點a投影到直線導軌(1)軸線上，獲得滑臺(2)移動起始點A；

根據直線導軌(1)的零點M(x₁,y₁,z₁)和直線導軌(1)的終止點N(x₂,y₂,z₂)，直線導軌(1)軸線直線參數方程為：

x＝x₁+mt

y＝y₁+nt

z＝z₁+lt

其中，m＝x₂-x₁，n＝y₂-y₁，l＝z₂-z₁，t為參數；

則滑臺(2)移動起始點在直線導軌(1)軸線上表示為A(x₁+mt,y₁+nt,z₁+lt)，

設區間[a,b]的左端點為a(x₃,y₃,z₃)，參數t為：

步驟4：判斷滑臺(2)移動起始點A(x₁+mt,y₁+nt,z₁+lt)是否在以直線導軌(1)零點M和終止點N為端點的直線段MN上；若點A不在線段MN上，則回到步驟2，重新選取區間[a,b]的左端點a；若點A在線段MN上，根據兩點間距離公式，計算得滑臺(2)移動起始點A到直線導軌(1)零點M的距離D₁：

步驟5：通過區間[a,b]獲得該區間內軌跡點的個數n，從滑臺(2)移動起始點A處沿滑臺(2)移動方向疊加n-1個滑臺(2)移動的步長△d，獲得n-2個滑臺(2)移動中間點到直線導軌(1)零點M的距離D₂，D₃，……D_n-1，以及滑臺(2)移動終止點B到直線導軌(1)零點M的距離D_n；

區間[a,b]內軌跡點使滑臺坐標系{O_A X_A Y_A Z_A}原點依次與滑臺(2)移動起始點A、n-2個滑臺(2)移動中間點、滑臺(2)移動終止點B重合，即得到滑臺(2)與區間[a,b]內加工軌跡點對應的各移動位置到直線導軌(1)零點M的距離D；

步驟6：根據直線導軌(1)行程L，判斷滑臺(2)移動終止點B到直線導軌(1)零點M的距離D_n是否超出直線導軌(1)行程L，若D_n>L，則回到步驟5，減小步長△d，直至D_n<L或D_n＝L；若D_n<L或D_n＝L，即建立滑臺(2)與區間[a,b]內加工軌跡點對應的各移動位置關系；

步驟7：對區間[a,b]以外的加工軌跡點，加工離端點a近的軌跡點時，滑臺(2)在移動起始點A處；加工離端點b近的軌跡點時，滑臺(2)在移動終止點B處，至此，得到滑臺(2)與所有加工軌跡點對應的各移動位置到直線導軌(1)零點M的距離D值，即完成建立龍門式吊裝機器人工作單元中附加軸運動規劃模型。