[發明專利]基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法及系統

有效

• 申請號: 201810907815.6
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109032081B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 張承瑞;倪鶴鵬;姬帥;王公成
• 申請（專利權）人: 山東易碼智能科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法，其特征是，包括：

求解多軸機器人兩個點位之間各個關節軸的角度差即點位之間的位移；

在保證每個軸預設運動特性最大的情況下，使用S曲線加減速對各個關節軸進行速度規劃，得到每個軸的運動時間并以運動時間最長的軸為基準，通過其余關節與此基準的時間比例求解其余關節的周期插補位移，實現同步控制；

點位同步控制中，通過計算得到的各軸位移、始末速度均為0、最大速度限制、最大加速度限制以及最大加加速度限制，求解各軸運動時間T'以及各軸S曲線時間節點處的速度v₁～v₇，選取最長的時間作為同步運動時間：T_max，其余各軸的時間比例為：

其中，T_i為第i軸的運動時間；

根據得到的各軸的時間比例k_i，已知同步控制中所有軸的插補次數完全相同，令插補時間t'為自變量，經時間比例變插補之后各軸的插補時間為t＝k_i·t'；

機器人各軸總的運行時間為T′_i，將各軸時間拉長至T_max，其在運動過程中的速度降低為原來的k_i倍，總的位移沒有發生變化。

2.如權利要求1所述的基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法，其特征是，所述使用S曲線加減速對各個關節軸進行速度規劃，具體為通過S曲線加減速求得多軸機器人運行時間最長的軸。

3.如權利要求1所述的基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法，其特征是，以運動時間最長的軸為基準，通過其余關節與此基準的時間比例求解其余關節的周期插補位移，具體為：將多軸機器人除運行時間最長的軸之外的其余軸的運行時間分別與運行時間最長的軸對應的運行時間作商求得時間比例，以插補時間為自變量，時間比例為斜率作一次函數，根據該一次函數圓整除運行時間最長的軸之外的其余軸的插補周期，從而保證了多軸機器人各個關節運行時間嚴格一致。

4.如權利要求1所述的基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法，其特征是，在通過S曲線加減速求得多軸機器人運行時間最長的軸之前還包括：獲取機器人各個軸始末點位置、各個軸的運動參數；

根據各個軸始末點位置計算各個軸的運動位移及運動方向。

5.如權利要求1所述的基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法，其特征是，所述通過S曲線加減速求得多軸機器人運行時間最長的軸時，S曲線規劃每個軸的運動時間和每個時間節點的速度，選擇運動時間最長的軸并計算其余軸的時間比例。

6.如權利要求1所述的基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法，其特征是，改變各軸的插補周期并計算各關節周期插補量，之后插補輸出。

7.如權利要求1所述的基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法，其特征是，利用S曲線進行點位控制中機器人各軸始末速度均為0，整個過程分7段：加加速段、勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段和減減速段，其中，加加速段、減加速段時間相等，加減速段及減減速段時間相等。

8.基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制系統，其特征是，包括：數控系統或工業機器人，所述數控系統或工業機器人被配置為執行權利要求1-7任一所述的基于S曲線加減速的多軸機器人點位同步控制方法。