[发明专利]机械手臂的运动控制系统及方法

权利要求书

1.一种机械手臂的运动控制系统，运行于主控电脑中，该主控电脑通过马达运动控制卡控制一个三轴机械手臂运动，该三轴机械手臂包括X轴手臂、Y轴手臂和Z轴手臂，其特征在于，所述运动控制系统包括：

设置模块，用于设置运动控制参数并预设一个根部与Z轴手臂相连的旋转臂要到达的空间坐标位置，其中，该Z轴手臂上有一个马达，其轴心与所述旋转臂相连，所述运动控制参数包括该马达的步进角，所述空间坐标位置包括第一目标位置点和第二目标位置点；

计算模块，用于在以Z轴手臂为旋转轴，以旋转臂的根部移动到所述第一目标位置点处为旋转轴心的极坐标系里，计算旋转臂的末端若要到达所述第二目标位置点时旋转臂所旋转的理论角度，并计算X、Y轴手臂的移动量；

所述计算模块，还用于根据旋转臂旋转的理论角度和X、Y轴手臂的移动量计算所述旋转轴心的偏移修正向量，利用该偏移修正向量修正所述X、Y轴手臂的移动量，并以一个离散型倍数的步进角取代所述理论角度；及

输出模块，用于输出上述运动控制参数给所述三轴机械手臂，以控制该三轴机械手臂根据修正后的X、Y轴手臂的移动量进行移动，并根据所述离散型倍数的步进角输出一个脉冲数，控制所述旋转臂旋转。

2.如权利要求1所述的机械手臂的运动控制系统，其特征在于，所述主控电脑还与一个马达控制器相连，该马达控制器用于接收所述脉冲数，并将该脉冲数转换成二进制的数值后发送给一个马达驱动器，该马达驱动器用于驱动上述马达带动所述旋转臂旋转。

3.如权利要求1所述的机械手臂的运动控制系统，其特征在于，所述旋转臂的末端与一个工具工件或探测工件相连接，该旋转臂在旋转的同时带动所连接的工具工件或探测工件工作。

4.如权利要求1所述的机械手臂的运动控制系统，其特征在于，所述马达为伺服马达或步进马达。

5.如权利要求4所述的机械手臂的运动控制系统，其特征在于，所述运动控制参数还包括马达的步阶数和旋转臂的长度。

6.一种机械手臂的运动控制方法，应用于主控电脑中，该主控电脑通过马达运动控制卡控制一个三轴机械手臂运动，该三轴机械手臂包括X轴手臂、Y轴手臂和Z轴手臂，其特征在于，该方法包括如下步骤：

设置运动控制参数并预设一个根部与Z轴手臂相连的旋转臂要到达的空间坐标位置，其中，该Z轴手臂上有一个马达，其轴心与所述旋转臂相连，所述运动控制参数包括该马达的步进角，所述空间坐标位置包括第一目标位置点和第二目标位置点；

在以Z轴手臂为旋转轴，以旋转臂的根部移动到所述第一目标位置点处为旋转轴心的极坐标系里，计算旋转臂的末端若要到达所述第二目标位置点时旋转臂所旋转的理论角度，并计算X、Y轴手臂的移动量；

根据旋转臂旋转的理论角度和X、Y轴手臂的移动量计算该旋转轴心的偏移修正向量，利用该偏移修正向量修正所述X、Y轴手臂的移动量，并以一个离散型倍数的步进角取代所述理论角度；及

输出上述运动控制参数给所述三轴机械手臂，以控制该三轴机械手臂根据修正后的X、Y轴手臂的移动量进行移动，并根据所述离散型倍数的步进角输出一个脉冲数，控制所述旋转臂旋转。

7.如权利要求6所述的机械手臂的运动控制方法，其特征在于，所述根据所述离散型倍数的步进角输出一个脉冲数，控制所述旋转臂旋转的步骤包括：

根据所述离散型倍数的步进角输出一个脉冲数给与主控电脑相连的马达控制器；

该马达控制器将该脉冲数转换成二进制的数值，并将该二进制的数值发送给一个马达驱动器；

该马达驱动器驱动上述马达运转；及

该马达运转的同时带动所述旋转臂旋转。

8.如权利要求6所述的机械手臂的运动控制方法，其特征在于，所述旋转臂的末端与一个工具工件或探测工件相连接，该旋转臂在旋转的同时带动所连接的工具工件或探测工件工作。

9.如权利要求6所述的机械手臂的运动控制方法，其特征在于，所述马达为伺服马达或步进马达。

10.如权利要求9所述的机械手臂的运动控制方法，其特征在于，所述运动控制参数还包括马达的步阶数和旋转臂的长度。