[發明專利]一種控制機器人多軸同步運動的方法、裝置

有效

• 申請號: 201810149079.2
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN110134073B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 曹柳芳;何烽光;王廣炎
• 申請（專利權）人: 合肥欣奕華智能機器有限公司
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

1.一種控制機器人多軸同步運動的方法，其特征在于，所述方法包括：

將所述機器人的N個軸中每個軸的運動參數和指定運行軌跡中機器人各軸的運動距離輸入至約束方程組中；其中，所述運動參數包括機器人各軸允許的最大運動速度v_max和極限加速度；

所述約束方程組中的未知量包括：完成所述指定運行軌跡時機器人各軸的加速時間T_a、勻速時間T_u和減速時間T_d，其中，所述機器人完成所述指定運行軌跡時機器人各軸的加速時間T_a均相同、勻速時間T_u均相同、減速時間T_d均相同，所述約束方程組用于反映所述未知量與輸入的參數之間形成的不等式關系；所述N為整數且≥2；

求取所述約束方程組的可行域中目標函數的最優解，以得到最優解下機器人各軸的加速時間T_a、勻速時間T_u和減速時間T_d；

圓整所述加速時間T_a、所述勻速時間T_u和所述減速時間T_d，以得到完成所述指定運行軌跡時機器人各軸的實際加速時間、實際勻速時間和實際減速時間；

根據所述實際加速時間、所述實際勻速時間、所述實際減速時間和所述指定運行軌跡中機器人各軸的運動距離，得到各軸實際最大運動速度、實際最大加速度和實際最小加速度；

根據所述實際加速時間、所述實際勻速時間、所述實際減速時間、所述實際最大運動速度、所述實際最大加速度和所述實際最小加速度生成控制信號，控制各軸運動。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述約束方程組由梯形速度規劃方法和運動約束條件組成。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述極限加速度包括最大加速度a_1max和最小加速度-a_2max；

所述約束方程組具體包括：

和

或者，

其中，v_i為第i個軸的實際最大運動速度，a_1i為第i個軸的實際最大加速度，a_2i為第i個軸的實際最小加速度的絕對值，D_i為第i個軸的運動距離，v_max,i為第i個軸允許的最大運動速度，a_1max,i為第i個軸允許的最大加速度，a_2max,i為第i個軸允許的最小加速度的絕對值，i為整數且1≤i≤N。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述極限加速度包括最大加速度或最小加速度；

所述約束方程組具體包括：

和v_i≤v_max,i，a_1i≤a_1max,i，T_u≥0，T_a＞0；

或者，

其中，第i個軸的最大加速度等于最小加速度的絕對值，a_1i＝a_2i，T_a＝T_d，v_i為第i個軸的實際最大運動速度，a_1i為第i個軸的實際最大加速度，a_2i為第i個軸的實際最小加速度的絕對值，D_i為第i個軸的運動距離，v_max,i為第i個軸允許的最大運動速度，a_1max,i為第i個軸允許的最大加速度，i為整數且1≤i≤N。

5.根據權利要求2-4任一項所述的方法，其特征在于，所述目標函數為：f₁＝T_a+T_d+T_u，所述約束方程組的可行域中目標函數的最優解為：minf₁。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述約束方程組由雙S型速度規劃方法和運動約束條件組成。