[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

说明书

本发明公开了一种工业机械臂的加减速运动优化控制方法及系统，其中工业机械臂的加减速运动优化控制方法包括：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。本发明通过对加工路径中转折点的速度进行规划，保证及工业机械臂的连续性运行，同时提高了加减速运动的控制效率。

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，更具体的，涉及一种工业机械臂的加减速运动优化控制方法及系统。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，高精度仪器、航空航天等行业对数控系统高速高精柔性加工技术的要求也越来越高。当前工业机器人控制行业正面临空前的发展机遇和严峻的挑战。现有机器人控制系统虽在一定程度上达到了开放性的要求，但缺乏灵活性和交互性，配置过程比较繁琐，且无法动态修改流程。对于运动控制系统来说，为了保证运动的精度，提高效率，不仅要求能对运动各关节轴的运行轨迹进行控制，同时，为避免各个关节轴在启停或突变时发生冲击和振荡等情况，还必须进行加减速控制。

为了对工业机械臂的加减速运动进行优化，需要开发一款系统与之配合进行实现，包括：获取工业机械臂的运动学参数及加工路径，通过运动学参数构建加减速控制模型；将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。在该系统的实现过程中，如何在加工路径中进行加减速运动的速度规划是亟不可待需要解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种工业机械臂的加减速运动优化控制方法及系统。

本发明第一方面提供了一种工业机械臂的加减速运动优化控制方法，包括：

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。

本方案中，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。

本方案中，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。

本方案中，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；