[发明专利]基于空间坐标转换的工业机器人实时圆弧插补实现方法

权利要求书

1.一种基于空间坐标转换的工业机器人实时圆弧插补实现方法，其特征在于，它包括步骤：

S1、通过示教确定工业机器人的要求位姿，机器人控制器通过通信端口获取示教盒提供的运动轨迹；

S2、机器人控制器的中央处理器经过运算，把所述运动轨迹转化为空间直线或者空间圆弧；

S3、机器人控制器的中央处理器经过进一步运算，通过坐标转换把所述空间直线转换为平面直线，把所述空间圆弧转化为平面圆弧；

S4、机器人控制器的中央处理器经过又一步运算，利用实时插补算法计算平面直线插补和平面圆弧插补；

S5、机器人控制器的中央处理器经过再一步运算，通过坐标转换把插补结果从平面结果转化为空间结果，得到示教要求的位姿；

S6、机器人控制器的中央处理器将最终得到满足示教要求的位姿通过通信端口提供给机器人运动机构进行执行。

2.根据权利要求1所述基于空间坐标转化的工业机器人实时圆弧插补实现方法，其特征在于：所述步骤S3中，将空间圆弧转化为平面圆弧的方法包括步骤：

S31)确定绝对坐标系o-xyz任意平面π中圆弧圆心坐标o′(x₀,y₀,z₀)，始点p₁(x₁,y₁,z₁)，终点p₂(x₂,y₂,z₂)，始点p₁的正切量为

S32)在π平面上建立坐标系o′-x′y′z′,设定圆弧圆心在原点o’上，始点p1在o′x′轴上，正切量与o′y′轴同向，则圆弧是为以原点o’为圆心在平面o′-x′y′上的逆时针圆弧；

S33)设:o′-x′y′z′在空间绝对坐标系o-xyz中的单位分量为并且i→={P11,P12,P13}j={P21,P22,P23},k={P31,P32,P33}]]>p=P11P12P13P21P22P23P31P32P33]]>（P为正交矩阵）,求得o-xyz与o′-x′y′z′是转换关系,即xyz=PTx′y′z′+x0y0z0]]>（P^T为P的转置矩阵），最终得：Δx=P11Δx′+P21Δy′Δy=P12Δx′+P23Δy′Δz=P13Δx′+P23Δy′,]]>即得到平面圆弧插补与空间圆弧插补的转换关系；

S34）根据所述转换关系，将空间圆弧转化为平面圆弧。

3.根据权利要求2所述基于空间坐标转化的工业机器人实时圆弧插补实现方法，其特征在于：所述步骤S5具体包括：

S51）对于在绝对坐标系o-xyz中π平面上任意圆弧在坐标系o′-x′y′z′设定圆弧圆心在原点o’上，始点p1在o′x′轴上，正切量与o′y′轴同向，则圆弧为以原点o’为圆心，在平面o′-x′y′上的逆时针圆弧，设半径为R，则p1的坐标是p₁(R,0,0)，p2的坐标p₂(x₂′,y₂′,0)，根据x′、y′轴方向上的进给Δx′、Δy′来确定x、y、z轴上的进给Δx、Δy、Δz；

S52）设进给Δx′、Δy′、Δx、Δy、Δz都只能是{1,0,-1}，则x、y、z能否进给则取决于式6的计算结果，计算结果大于或等于1，则正进给；计算结果小于或者等于-1，则负进给；计算结果大于-1且小于1，则不进给；

S53）当平面圆弧插补完毕时，则空间圆弧插补完毕。