[发明专利]机器人中实现同步PTP运动的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人中实现PTP运动的方法及装置。

背景技术

在工业机器人控制中，点对点（PTP，Point to Point）运动一般要求为同步PTP运动，即机器人的所有轴同时启动，同时停止。相比异步PTP运动，机器人在同步PTP运动中到达目标点所花费的时间和在异步PTP运动中到达目标点所花费的时间相同；但是，在同步PTP运动中，机器人的各轴的运动速度和加速度可以更小。所以同步PTP运动相比异步PTP，机器人的各轴的负载更小，对机械的冲击更小，同时也更安全。

为了实现同步PTP运动，现有技术的方法是，先将每个轴的运动都单独按照其要求的动态特性进行轨迹规划，得到每个轴单独的运动时间，选取这些时间中的最大时间，然后再以该最大时间分别对每个轴进行满足这个最大时间的轨迹规划。以S型速度规划为例，现有技术方法可以先将每个轴按照每个轴要求的速度、加速度、加加速度以及位移进行规划，得到每个轴的运动时间。选取这些时间中的最大者，然后再以该最大时间分别对每个轴进行满足这个最大时间的轨迹规划。具体的规划方法可以通过搜索的方式，即通过二分搜索的方法找到一个S型速度规划匀速阶段的速度，使得整个S型速度规划规划出来的时间和要求的时间之差小于一个误差值。由于采用了搜索的方式，这个由给点时间来规划轨迹的方法计算量也会比较大，使得整个同步规划的计算量也会变得比较大。

上述方法中，如果规划一个同步PTP运动，那么每个轴都要进行一次规定最大速度的规划，以及一次规定运动时间的规划，计算量非常大。在机器人控制的实时规划过程中，上述方法可能会导致在一个插补周期内无法完成轨迹点的生成。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种机器人中实现PTP运动的方法及装置，能够以较小的计算量完成同步PTP的规划，且保证机器人各轴的运动时间严格一致。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种机器人中实现同步点到点PTP运动的方法，包括：根据n轴机器人中每个轴预设的动态特性物理量的最大值条件，选取所述n轴机器人中运动时间最大的轴为基准轴k，并确定所述基准轴实际的最大加速度，n为大于等于2的自然数，k是小于等于n的自然数；根据所述基准轴实际的最大加速度，确定所述基准轴的速度规划；根据所述基准轴的速度规划，按照位移比例确定所述n轴机器人中剩余轴的速度规划，所述位移比例是指所述基准轴与所述剩余轴的动态特性物理量之间的比值等于所述基准轴与所述剩余轴预设的从起点到终点的最大位移之间的比值；根据所述基准轴的速度规划和所述n轴机器人中剩余轴的速度规划，控制所述n轴机器人平稳运动。

其中，所述n轴机器人中每个轴预设的动态特性物理量的最大值条件包括：每个轴预设的所能达到的最大速度V_i和每个轴预设的所能达到的最大加速度A_i，i等于1、2、…、n。

其中，所述根据n轴机器人中每个轴预设的动态特性物理量的最大值条件，选取所述n轴机器人中运动时间最大的轴为基准轴的步骤，包括：计算所述n轴机器人中每个轴的运动时间，其中，所述每个轴的运动时间等于所述每个轴预设的从起点到终点的最大位移S_i的绝对值除以所述每个轴预设的所能达到的最大速度V_i；选取所述计算的n轴机器人中每个轴的运动时间中运动时间最大的轴为所述基准轴k，即k={i|]]>

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