[發明專利]機器人銑削加工刀具路徑C3

有效

• 申請號: 202110016715.6
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112847364B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 楊文安;蔡旭林;郭宇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00;G05B19/19
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

1.一種機器人銑削加工刀具路徑C³連續的在線實時解析光順方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在笛卡爾坐標系下對刀尖點位置與刀軸矢量方向的坐標進行定義；

步驟二：構建含調節參數的C³連續Catmull-Rom樣條，用于刀具路徑光順；

步驟三：利用所構建的帶有調節參數的Catmull-Rom樣條分別對原始離散刀尖點位置和刀軸矢量方向進行光順處理；

步驟四：評估光順路徑與原始路徑之間的偏差，并基于此構建偏差評估指標，優化C³連續Catmull-Rom樣條中的調節參數，以實現該偏差的最小化；

步驟五：基于Catmull-Rom樣條的局部性對光順后的刀尖點位置樣條和刀軸矢量方向樣條進行同步化處理；

步驟六：構建基于Catmull-Rom樣條的參數化光順刀具路徑實時插補算法，對光順后的刀具路徑進行實時精確插補，以生成加工命令,

其中，在所述步驟五中，基于所構建的Catmull-Rom樣條對余留原始刀具路徑進行替換，實現刀尖點位置和刀軸矢量方向同步化，在所述替換的過程中，采用相鄰兩個拐角的刀尖點位置樣條控制點作為余留樣條的控制點，以及采用相鄰兩個拐角的刀軸矢量方向樣條控制點作為余留樣條的控制點。

2.根據權利要求1所述的機器人銑削加工刀具路徑C³連續的在線實時解析光順方法，其特征在于，在所述步驟一中，利用機器人運動學齊次轉換矩陣將刀位點位置與刀軸矢量方向統一到笛卡爾坐標系內，分別由XYZ坐標與RPY坐標表示。

3.根據權利要求1所述的機器人銑削加工刀具路徑C³連續的在線實時解析光順方法，其特征在于，在所述步驟二中，基于傳統的Catmull-Rom樣條函數，將其基函數提升到七次，并基于Catmull-Rom樣條的歸一性、對稱性及端點性對其進行約束，進而得到C³連續的Catmull-Rom樣條函數。

4.根據權利要求1所述的機器人銑削加工刀具路徑C³連續的在線實時解析光順方法，其特征在于，在所述步驟三中，基于轉角光順偏差控制以及刀尖點位置和刀軸矢量的同步化需求，根據Catmull-Rom樣條的局部性及插值性，確定刀尖點位置和刀軸矢量方向光順中C³連續Catmull-Rom樣條的控制點。

5.根據權利要求1所述的機器人銑削加工刀具路徑C³連續的在線實時解析光順方法，其特征在于，在所述步驟四中，構建光順路徑與原始路徑之間偏差的評估指標，通過解析方法對所構建的C³連續Catmull-Rom樣條函數中的調節參數進行優化，實現光順偏差的最小化。

6.根據權利要求1所述的機器人銑削加工刀具路徑C³連續的在線實時解析光順方法，其特征在于，在所述步驟六中，構建基于Catmull-Rom樣條的參數化光順刀具路徑實時插補算法，實現光順刀具路徑的實時精確插補。

7.根據權利要求3所述的機器人銑削加工刀具路徑C³連續的在線實時解析光順方法，其特征在于，在所述步驟二中，向基函數中引入兩個調節參數，實現樣條形狀的可調節性。