[发明专利]一种工业机器人关节空间同步运动的规划方法

说明书

本发明涉及一种工业机器人关节空间同步运动的规划方法。该方法不仅关节姿态是平滑过渡的，其速度、加速度也是平滑过渡的，没有阶跃和突变，抗抖动性能好。实现该方法包括以下步骤：【1】启动运动控制器；【2】获取期望的机器人运动的起始点和末端点；【3】计算规划所需的最大时长MaxT；【4】计算各关节运动规划所需的5个系数；【5】判断运行模式，若为正常模式，则执行步骤【6】，若为减速停止模式，则执行步骤【7】；【6】正常运行模式下的规划；【7】减速停止模式下的规划；【8】结束。

技术领域

本发明涉及一种工业机器人关节空间同步运动的规划方法。

背景技术

工业机器人的构型是多关节耦合的，如何实现多关节在空间中的同步运动，是工业机器人控制的关键问题之一。当前公开的文献资料的技术多采用T型或三次多项式加减速的方法进行关节轨迹规划，这种方法规划出的运动过程各关节的运动速度和加速度不是平滑过渡的，其抗抖动性能差。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出了一种工业机器人关节空间同步运动的规划方法。采用该方法不仅关节姿态是平滑过渡的，其速度、加速度也是平滑过渡的，没有阶跃和突变，抗抖动性能更好。

为了实现发明目的，本发明采用的具体技术方案是：

一种工业机器人关节空间同步运动的规划方法，主要包括以下步骤：

【1】启动运动控制器；

【2】获取期望的机器人运动的起始点和末端点；

【3】计算规划所需的最大时长MaxT；

【4】计算机器人各关节运动规划所需的5个系数；

【5】判断运行模式，若为正常模式，则执行步骤【6】，若为减速停止模式，则执行步骤【7】；

【6】正常运行模式下的规划；

【7】减速停止模式下的规划；

【8】结束。

进一步地，所述步骤【3】的具体计算过程是：

【3.1】根据已知的起始点和末端点，计算每个运动关节需转动的角度θ_i，具体公式为：

θ_i＝sEndP.A_i-sStaP.A_i

其中，sEndP.A_i为第i关节运动的末端点，sStaP.A_i为第i关节运动的起始点；

【3.2】计算每个运动关节达到期望的关节运动特性需要的加速时间Ta_Acci和减速时间Ta_Deci，具体公式为：

其中，lrAcc[i]为期望的第i关节的加速度，lrVel[i]为期望的第i关节的速度，lrDec[i]为期望的第i关节的减速度；

【3.3】计算每个运动关节按照期望的关节运动特性需要的加速和减速时转动的角度，具体公式为：

θa_Acci为第i关节加速时转动的角度，θa_Deci为第i关节减速时转动的角度；

【3.4】计算每个运动关节总的运动时长，具体公式为：

其中，MaxV_i代表第i关节实际所能到达的最大速度；