[發明專利]一種刀具軌跡生成方法、裝置和銑削機器人

有效

• 申請號: 202010069844.7
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111176214B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 付中濤;王昊;熊家豪;陳航;潘嘉濱;文斌;陳佳晨
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 陳曉斌

1.一種刀具軌跡生成方法，其特征在于，包括：

分別獲取與裝配在機器人上的刀具對應的初始位姿信息集、第一位姿變換模型以及第二位姿變換模型，所述初始位姿信息集包括中心點三維坐標和多個刀位點位姿矢量，所述中心點坐標用以表征所述刀具所屬的中心點在刀具坐標系下的位置，多個所述刀位點位姿矢量用以表征所述刀具所屬的刀位點在工件坐標系下不同位置處的位姿，所述第一位姿變換模型用以表征從所述刀具坐標系統一到所述工件坐標系，所述第二位姿變換模型用以表征從所述工件坐標系統一到與所述機器人對應的機器人基坐標系；

根據所述第一位姿變換模型和所述中心點三維坐標分別對各所述刀位點位姿矢量進行變換，得到各所述刀位點位姿矢量在所述工件坐標系下一一對應的第一刀具位姿矢量；

根據所述第二位姿變換模型分別對各所述第一刀具位姿矢量進行變換，得到各所述第一刀具位姿矢量在所述機器人基坐標系下一一對應的第二刀具位姿矢量；

根據多個所述第二刀具位姿矢量構建刀具軌跡；

根據所述第一位姿變換模型和所述中心點三維坐標分別對各所述刀位點位姿矢量進行變換，得到各所述刀位點位姿矢量在所述工件坐標系下一一對應的第一刀具位姿矢量，具體包括：

分別對各所述刀位點位姿矢量進行分解，得到對應的刀位點三維坐標和與所述刀位點三維坐標一一對應的姿態矢量；

分別計算各所述刀位點三維坐標與所述中心點三維坐標之間的距離；

分別將各所述距離、與各所述距離一一對應的所述刀位點三維坐標以及與所述刀位點三維坐標一一對應的所述姿態矢量調入所述第一位姿變換模型，通過所述第一位姿變換模型分別對各所述距離、與各所述距離一一對應的所述刀位點三維坐標以及與所述刀位點三維坐標一一對應的所述姿態矢量進行線性變換，得到各所述刀位點位姿矢量在所述工件坐標系下一一對應的所述第一刀具位姿矢量；

所述第一位姿變換模型以第一公式表示，所述第一公式具體為：

其中，表示在所述工件坐標系下的第i個所述第一刀具位姿矢量，表示第i個所述刀位點三維坐標，表示與第i個所述刀位點三維坐標一一對應的所述姿態矢量，表示與第i個所述刀位點三維坐標一一對應的所述距離，i為正整數；

所述第二位姿變換模型以第二公式表示，所述第二公式具體為：

其中，表示在所述機器人基坐標系下的第i個所述第二刀具位姿矢量，表示從所述工件坐標系到所述機器人基坐標系的預設位姿變換矩陣，表示在所述工件坐標系下的第i個所述第一刀具位姿矢量，i為正整數。

2.根據權利要求1所述的刀具軌跡生成方法，其特征在于，根據多個所述第二刀具位姿矢量構建刀具軌跡，具體包括：

分別獲取機器人逆運動學模型和機器人軌跡規劃模型；

根據所述機器人逆運動學模型分別對各所述第二刀具位姿矢量進行求解，得到與各所述第二刀具位姿矢量一一對應的最佳機器人關節角參數組；

根據所述機器人軌跡規劃模型對多個所述最佳機器人關節角參數組進行軌跡規劃，得到最佳機器人運動軌跡；

將所述最佳機器人運動軌跡配置為所述刀具軌跡。