[發明專利]六軸機械臂的控制方法、設備及可讀存儲介質在審

申請號：	202310654071.2	申請日：	2023-06-02
公開（公告）號：	CN116619440A	公開（公告）日：	2023-08-22
發明（設計）人：	袁烽;陸明;葉靜	申請（專利權）人：	袁烽;上海一造科技有限公司
主分類號：	B25J18/00	分類號：	B25J18/00;B25J9/16
代理公司：	深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287	代理人：	鞏莉
地址：	200082 上海市楊***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	機械控制方法設備可讀存儲介質
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【說明書】：

本申請公開了一種六軸機械臂的控制方法、設備及可讀存儲介質，屬于機械自動化控制技術領域。該方法包括：獲取所述六軸機械臂的根坐標系、法蘭坐標系和目標平面；確定所述六軸機械臂的傾斜工具頭相對于所述法蘭坐標系的第一剛體變換矩陣、所述目標平面相對于所述根坐標系的第二剛體變換矩陣，以及所述法蘭坐標系相對于所述根坐標系的第三剛體變換矩陣；基于所述第一剛體變換矩陣、所述第二剛體變換矩陣和所述第三剛體變換矩陣，計算得到所述目標平面圍繞所述目標平面的法線軸的旋轉角度；基于所述旋轉角度，控制所述六軸機械臂轉動。基于幾何關系，找到解析解，達到了實時計算效率高、計算開銷小的有益效果。

技術領域

本申請涉及機械自動化控制技術領域，尤其涉及六軸機械臂的控制方法、設備及可讀存儲介質。

背景技術

目前機械臂三維打印的主要方法是通過描述一系列的三維空間點，通過離線文件的形式傳輸給機械臂，機械臂再通過內置的反向運動學算法算出機械臂自身每個軸的需要轉動的度數，從而使得自身的末端工具頭能夠達到目標點。其中，基于6軸的機械臂，針對目標坐標系的出料方向的旋轉大小是可以任意指定的，但是任意指定之后對加工任務的效果沒有任何改變。因此，目前急需一個最好的旋轉大小，來使得所有的目標點平面系列之間的機械臂的六個軸的轉動改變量盡量做到最小。目前已有大量實驗證實，只要讓六軸機械臂的A4軸的轉動量盡量地接近0度，就可以對其他五個關節軸進行運動優化，以減少不必要的運動。

在相關技術中，針對六軸機械臂在三維打印下的A4軸優化時，一般利用數值優化方法，通過旋轉目標平面，使得機械臂在到達目標平面時，機械臂的A4軸(甚至可以是任意軸)的運動范圍最小。由于是通過大量計算來實現A4軸優化控制的，因此其計算開銷較大。

上述內容僅用于輔助理解本申請的技術方案，并不代表承認上述內容是現有技術。

發明內容

本申請實施例通過提供一種六軸機械臂的控制方法、設備及可讀存儲介質，解決了現有技術對A4軸進行優化控制的計算開銷較大的技術問題。

本申請實施例提供了一種六軸機械臂的控制方法，六軸機械臂包括傾斜工具頭，所述六軸機械臂的控制方法包括以下步驟：

獲取所述六軸機械臂的根坐標系、法蘭坐標系和目標平面；

確定所述六軸機械臂的傾斜工具頭相對于所述法蘭坐標系的第一剛體變換矩陣、所述目標平面相對于所述根坐標系的第二剛體變換矩陣，以及所述法蘭坐標系相對于所述根坐標系的第三剛體變換矩陣；

基于所述第一剛體變換矩陣、所述第二剛體變換矩陣和所述第三剛體變換矩陣，計算得到所述目標平面圍繞所述目標平面的法線軸的旋轉角度；

基于所述旋轉角度，控制所述六軸機械臂轉動。

可選地，所述基于六軸機械臂，獲取所述六軸機械臂的根坐標系、法蘭坐標系和目標平面的步驟包括：

獲取所述六軸機械臂的初始姿態和目標點；

根據所述六軸機械臂的初始姿態確定所述六軸機械臂的根坐標系和法蘭坐標系，以及根據所述目標點確定目標平面。