[发明专利]并联加工机器人进给速度规划方法以及装置

权利要求书

1.一种并联加工机器人进给速度规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据跟踪误差预估模型，建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件；

获取样条曲线加工路径；

求解在加工质量多目标约束条件下对应所述样条曲线加工路径的进给速度样条曲线；

其中，所述在根据跟踪误差预估模型，建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件前，还包括：

根据单自由度控制系统跟踪误差参数，建立并联加工机器人跟踪误差预估模型；

其中，所述单自由度控制系统跟踪误差参数表征并联加工机器人若干支链跟踪误差参数；

所述跟踪误差参数至少包括时变负载造成的跟踪误差、输入信号引起的跟踪误差；

所述单自由度控制系统跟踪误差参数根据五轴并联加工机器人单个控制器建立起的驱动支链误差传递函数确定，驱动支链误差传递函数：

E(s)＝E_input(s)+E_load(s)；

E_input(s)表示由输入信号引起的跟踪误差，E_load(s)表示由时变负载造成的跟踪误差；

所述根据跟踪误差预估模型，建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件，具体包括：

采用动力学前馈控制，调整跟踪误差预估模型中由时变负载造成的跟踪误差，建立更新后的跟踪误差预估模型；

根据更新后的跟踪误差预估模型，调整跟踪误差预估模型中由输入信号引起的跟踪误差，建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件；

所述根据更新后的跟踪误差预估模型，调整跟踪误差预估模型中由输入信号引起的跟踪误差，建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件，具体包括：

至少调整并联加工机器人驱动能力参数，建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件；

所述调整驱动能力参数：

式中，f_{driving_capacityk}(u_i)表示调整驱动能力参数，为样条参数u对时间的一阶导数，为样条参数u对时间的二阶导数,e_{drivinglimblim}表示支链跟踪误差在允许的范围；

所述建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件，还包括控制精度约束：

式中，f_{control_precision}(u_i)表示控制精度约束，e_Plim表示允许的末端控制误差，为样条参数u对时间的一阶导数，为样条参数u对时间的二阶导数；

所述建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件，还包括几何误差约束：

f_{chord_error}(u_i)＝(||P_u(u_i)||T)²q_i-4(2ρ(u_i)δ_plim-δ_plim²)≤0

式中，f_{chord_error}(u_i)表示几何误差约束，P_u(u_i)表示给定样条曲线对样条参数u的一阶导数，为样条参数u对时间的一阶导数，为样条参数u对时间的二阶导数,ρ(u_i)＝||P_u(u_i)||³/||P_u(u_i)×P_2u(u_i)||表示样条曲线的曲率半径，δ_{p lim}表示允许的几何误差极限；

所述建立基于动力学特性的并联加工机器人的加工质量多目标约束条件，还包括工艺参数约束：

进给速度约束：f_feedrate(u_i)＝(||P_u(u_i)||)²q_i-v_{f lim}²≤0

切向加速度和跃动约束：

法向加速度和跃动约束：

式中，f_feedrate(u_i)表示进给速度约束，a_tlim表示允许的切向加速度极限，f_{tang_jerk}(u_i)表示切向跃动约束，j_tlim表示允许的切向跃动极限，f_{norm_acc}(u_i)表示法向加速度约束，a_nlim表示允许的法向加速度极限，ρ(u_i)＝||P_u(u_i)||³/||P_u(u_i)×P_2u(u_i)||表示样条曲线的曲率半径，f_{norm_jerk}(u_i)表示法向跃动约束，j_{n lim}表示允许的法向跃动极限。