[发明专利]一种轨迹动态跟踪实现方法

权利要求书

1.一种轨迹动态跟踪实现方法，其特征在于：包括工件建模及标定和机器人跟踪过程坐标计算，所述工件建模及标定包括工件基准坐标系建立及标定、工艺点示教，所述工件基准坐标系建立及标定在标定时，先将工件放在相机视野内，拍照并根据转换计算得工件的起始位姿P₀，记录此时的编码器读数E₁，然后开启传送带使工件运动到机器人工作范围内，记录此时的编码器读数E₂，将工件此时的位姿转换到机器人基坐标系下，即为工件基准坐标系Base的欧拉角表示，计算如公式(1)所示：

其中：为传送带坐标系到机器人基坐标系的转换关系

为了后述方便进行坐标变换的表达，将工件基准坐标系到机器人基坐标系的转换关系记为标定的工件基准坐标系相对于机器人基坐标系静止，但是实时的工件局部坐标系Track是动态的，由视觉检出和传送带实时位移速度可计算得到；

所述工艺点示教：通过示教工艺点和工件基准坐标系的关系，可以在跟踪时计算运动工件上不同工艺点的实时坐标；标定完基准坐标系后，移动机器人使TCP对准工件轮廓点，分别记录P₁P₂P₃P₄在机器人基坐标系下的坐标，完成工艺点的示教；在跟踪该工艺点时，将该坐标映射到运动工件的实时局部坐标系上，机器人即可处理操作点

所述机器人跟踪过程坐标计算包括开始跟踪、跟踪的保持和结束跟踪，分别称为起跟、跟随保持和退跟，起跟与跟随保持两个过程需要指定工件工艺点，这些点在标定工件基准坐标系后已经示教；机器人跟踪的轨迹可以是直线，也可以是圆弧，走直线时指定插补终点，走圆弧时指定中间点和终点。

2.根据权利要求1所述的轨迹动态跟踪实现方法，其特征在于：所述起跟中机器人从静止状态、普通运动状态，进入对当前传送带上工件的跟踪状态，都为起跟；首先，将机器人当前位置P₀即机器人基坐标系下，映射到工件实时局部坐标系Track中，得到插补起点P_start；坐标转换如公式(2)所示；

其中，P_start为计算的插补起点，P₀为基坐标系下的机器人起点，为传送带坐标系到机器人基坐标系的转换关系，为工件实时局部坐标系Track到传送带坐标系的转换关系，由视觉检出和传送带实时位移可计算得到；

插补终点P_end为示教过的工艺点在工件实时局部坐标系Track下的坐标，计算公式如式(3)所示；

其中，P_end为计算的插补终点，P₁为示教记录的工艺点，即机器人基坐标系下，为工件基准坐标系到机器人基坐标系的转换关系；

当起跟轨迹为圆弧时，还需要圆弧中间点坐标，插补中间点P_mid计算如式(4)所示；

其中，P_mid为计算的插补中间点，P_m为示教记录的圆弧中间点，即机器人基坐标系下，为工件基准坐标系到机器人基坐标系的转换关系；

以直线插补为例，插补起点、终点均在工件实时局部坐标系Track中，则起跟的轨迹在工件实时局部坐标系Track中表现为：P_start到P_end；将P_start和P_end输入插补器，即决定从起点到终点的插补方式，输出一系列插补点P_int，经过式(5)转换，得到插补点在机器人基坐标系下位姿；

其中，P_intW为一系列插补点转换到机器人基坐标系下的坐标，坐标值用于控制电机的运动。