[发明专利]一种工业机械臂的加减速运动优化控制方法及系统

权利要求书

1.一种工业机械臂的加减速运动优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取工业机械臂的运动学参数及加工路径，通过所述运动学参数构建加减速控制模型；

将所述加工路径进行微小线段化处理并获取加工路径中的突变点，并根据运动学参数及加工路径的几何特征设置约束条件；

通过所述约束条件进行突变点的速度规划，生成工业机械臂在轨迹衔接处的最大运行速度；

将所述最大运行速度发送到插补模块，通过插补模块实现误差加减速运动的误差补偿；

所述的获取工业机械臂的运动学参数及加工路径，通过所述运动学参数构建加减速控制模型，具体为：

根据S型加减速规划通过所述运动学参数提取加加速度、加速度、位移和时间参数的变化关系曲线；

根据所述变化关系曲线及系统机械参数构建S型加减速控制模型；

建立工业机械臂状态数据库，具体为：

构建工业机械臂状态数据库，将工业机械臂的各关节的位姿信息、速度信息及转动角度信息与加工路径信息进行匹配存入所述工业机械臂状态数据库；

获取目标工件的加工路径，根据所述加工路径生成工业机械臂加工过程中的加工速度曲线，并提取所述加工速度曲线的曲线特征；

通过所述曲线特征获取目标工件加工路径中的突变点，获取所述加工路径中突变点前后路径的夹角信息及工业机械臂在突变点前的状态信息；

根据所述夹角信息及所述状态信息在工业机械臂状态数据库中进行相似度对比，获取符合预设值要求的速度约束条件；

根据所述速度约束条件获取突变点的最大运行速度，根据所述最大运行速度进行突变点的加减速处理；

根据工业机械臂在当前路径线段中的减速距离预测减速器的寿命信息，具体为：

获取工业机械臂加工路径线段中的减速阶段中当前工业机械臂运行速度减速到段末速度的位移信息，并将所述位移信息作为理论减速距离；

获取减速阶段中的实际减速距离，将所述实际减速距离与所述理论减速距离进行对比分析，生成偏差率信息；

判断所述偏差率信息是否大于偏差率阈值，若大于，则生成减速器老化预警信息，并根据减速距离偏差生成修正信息，通过所述修正信息对路径线段中的加减速控制进行误差补偿；

构建减速器寿命预测模型，将减速距离偏差输入所述减速器寿命预测模型中进行减速器老化程度预估及剩余寿命预测，根据所述老化程度生成预警信息进行工业机器人减速器的及时更换。

2.根据权利要求1所述的一种工业机械臂的加减速运动优化控制方法，其特征在于，所述的将所述加工路径进行微小线段化处理并获取加工路径中的突变点，具体为：

将目标工件的加工路径进行微小直线段及圆弧段线条简化，通过简化后的加工路径获取路径分解图，根据所述路径分解图获取各路径线段的路径长度及转折角度；

提取各路径线段的几何特性，根据所述几何特性获取路径分解图中的突变点。

3.根据权利要求1所述的一种工业机械臂的加减速运动优化控制方法，其特征在于，所述的根据运动学参数及加工路径的几何特征设置约束条件，具体为：

获取工业机械臂路径分解图中当前路径线段中当前位置的运动参数；

判断当前路径线段中路径长度信息与工业机械臂从当前运行速度加速到最大进给速度的位移信息进行对比，生成路径线段长度对速度的约束；

同时根据突变点前段与后段的工业机械臂速度单位的方向矢量的矢量差值确定突变点前段与后段的夹角，通过所述夹角获取转折角度对速度的约束；

在圆弧段路径线段获取突变点处对应的曲率半径及最大弓高误差信息，根据所述曲率半径及最大弓高误差信息通过预设方式计算向心加速度对速度的约束及弓高误差对速度的约束；

将所有约束条件与预设加工标准进行综合分析生成最终速度约束条件，通过所述最终速度约束进行加减速规划，生成工业机械臂加工路径的速度变化曲线。