CN105500361B - 一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统 - Google Patents

一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统,方法包括:获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点,所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点;生成空间轨迹曲线;将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度,生成基于时间轴的凸轮曲线;确定所述空间点所对应的电机参数,并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联;根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数,控制所述电机转动,从而带动所述机械手运动。本发明使得系统在运行的过程中,能够以统一的电机角度获取电机参数,提高了机械手运动的平滑性,也同时提高了工作效率。

Description

一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统
技术领域
本发明涉及机械手相关技术领域,特别是一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统。
背景技术
汽车厂冲压自动化生产线一般包含4-5台压机,压机之间通过机械手完成上下料;本方案涉及的机械手为连杆双臂机械手,用于完成X/Z平面的板料传送;每套机械手包含一台上料手、一台下料手以及一个输送小车,主要实现的功能为上一工位下料手将冲压工件从压机内取出后放到输送小车上,输送小车运行到上料位置后,本工位上料手从小车上取料送入压机内,压机冲压完成后,本工位下料手再从压机内将工件取出放到下一工位小车上。
压机上料手、下料手以及输送小车均由两个伺服电机控制机械运动,上料手、下料手的机械结构完全相同,由两个运动轴组成,其中一个直线轴Z轴通过带轮以及皮带带动机械手整体沿垂直方向运动,另一个旋转轴通过连杆机构将电机的旋转转换为X和Z轴方向的平面运动,
现有机械手的运动控制方法,需要设定不同的空间轨迹曲线,然后根据空间轨迹曲线上的每个点,计算出所需要的电机参数,在运行时,判断机械手到达那个位置点,然后读取该点对应的电机参数,并控制电机按照电机参数运行,以使机械手到达下一个点。
然而,每个点均是采用空间位置进行保存,系统需要不停的读取不同的空间位置,并根据该空间位置获取其对应的电机参数,特别是当机械手抓取不同零件时,其零件大小不一致,导致空间轨迹曲线也不一致,为此需要针对不同的零件,保存不同的空间位置,使得运动平滑性较低,抓取效率不高。
发明内容
基于此,有必要针对现有技术的机械手运动控制方法效率较低的技术问题,提供一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统。
一种连杆结构机械手的运动控制方法,包括:
步骤11,获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点,所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点,所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点,所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置;
步骤12,按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线;
步骤13,所述空间轨迹曲线上的点为空间点,将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度,根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线;
步骤14,确定所述空间点所对应的电机参数,并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联,所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数;
步骤15,根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数,控制所述电机转动,从而带动所述机械手运动。
一种连杆结构机械手的运动控制系统,包括:
轨迹点获取模块,用于获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点,所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点,所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点,所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置;
空间轨迹曲线生成模块,用于按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线;
凸轮曲线生成模块,用于所述空间轨迹曲线上的点为空间点,将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度,根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线;
电机参数关联模块,用于确定所述空间点所对应的电机参数,并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联,所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数;
机械手运动模块,用于根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数,控制所述电机转动,从而带动所述机械手运动。
本发明将空间轨迹曲线转换为凸轮曲线,则在控制机械手时,仅需要判断当前所处电机角度,并根据电机角度获取对应的电机参数。对于不同的空间轨迹曲线上的点,均可以转换为统一的电机角度,使得系统在运行的过程中,能够以统一的电机角度获取电机参数,提供了工作效率,也同时提高了机械手运行的平滑性。
附图说明
图1为本发明一种连杆结构机械手的运动控制方法的工作流程图;
图2为机械手的示意图;
图3为本发明一个最佳实施例中的空间轨迹曲线示意图;
图4为本发明一个最佳实施例的大圆弧过渡的示意图;
图5为本发明一个最佳实施例的小圆弧过渡的示意图;
图6为本发明一个最佳实施例的路径速度曲线示意图;
图7A为本发明一个最佳实施例中的X轴凸轮曲线示意图;
图7B为图7A的X轴凸轮曲线示意图对应的速度曲线示意图;
图7C为图7A的X轴凸轮曲线示意图对应的加速度曲线示意图;
图8A为本发明一个最佳实施例中的Z轴凸轮曲线示意图;
图8B为图8A的Z轴凸轮曲线示意图对应的速度曲线示意图;
图8C为图8A的Z轴凸轮曲线示意图对应的加速度曲线示意图;
图9为本发明一种连杆结构机械手的运动控制系统的结构模块图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一种连杆结构机械手的运动控制方法的工作流程图,包括:
步骤11,获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点,所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点,所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点,所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置;
步骤12,按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线;
步骤13,所述空间轨迹曲线上的点为空间点,将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度,根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线;
步骤14,确定所述空间点所对应的电机参数,并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联,所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数;
步骤15,根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数,控制所述电机转动,从而带动所述机械手运动。
如图2所示为机械手的示意图,机械手的连杆机构以O点为中心旋转,并以C点为支撑点带动机械手的BCA运动沿BD方向移动。步骤11中的轨迹点所标识的即为A点在X轴和Z轴的位置变化,机械手的水平位置即在X轴的位置,机械手的竖直位置即在Z轴的位置。机械手的伺服控制系统分别用于控制Z轴以及旋转轴,并精确完成由用户编程的空间轨迹运动,以完成取料和送料动作。
步骤11和步骤12用于生成空间轨迹曲线,以指示机械手的空间运行。作为一个最佳实施例,如图3所示的空间轨迹曲线,其中,轨迹点包括:抓料点P1、第一过渡点P2、第二过渡点P3、放料点P4、第三过渡点P5和第四过渡点P6。
P1→P2→P3→P4为机械手抓料后到放料点的运动轨迹,该轨迹上优选地最多可设置10个点(包括抓料和放料点)
P4→P5→P6→P1为机械手放下料后到取料点的运动轨迹,同样该轨迹上优选地最多可设置10个点(包括抓料和放料点)。
步骤13将生成基于时间轴的凸轮曲线,凸轮曲线上的每个点代表在对应的时刻下的电机角度,该电机角度由空间轨迹曲线上的点转换而成。不同的空间轨迹曲线上的空间点,均可以转换为统一的电机角度。在步骤14中,将电机角度与电机参数关联。步骤15是系统控制机械手运动的步骤,其读取当前电机角度的电机参数,并控制电机运行,然后再读取下一电机角度的电机参数,并继续控制电机运行。对于不同的零件,其空间轨迹曲线会有不同,因此在系统内部存储时,对于同一电机角度,不同零件会有不同的电机参数。由于采用了统一的电机角度进行存储,因此,无需存储大量的空间位置,从而减少了系统存储量,也同时提高了系统的工作效率。
在其中一个实施例中,所述步骤12,具体包括:
将所述空间轨迹曲线中每个以所述过渡点为顶点的夹角调整为圆弧,分别得到以第一过渡点为顶点的夹角调整的第一圆弧、以第二过渡点为顶点的夹角调整的第二圆弧、以第三过渡点为顶点的夹角调整的第三圆弧、以第四过渡点为顶点的夹角调整的第四圆弧;
将抓料点、第一圆弧、第二圆弧、放料点、第三圆弧、第四圆弧和抓料点依次连接生成空间轨迹曲线。
对于放料点和抓料点,均需要送料机构停止,等待真空吸盘动作。而其他所有过渡点可根据要求将其夹角调整为圆弧段。如果采用夹角的方式,则机械手到达每一个点时,均需要停止,使得效率低下。而本发明对每个过渡点采用圆弧过渡,则机械手的运行仅需要减速而无需停止,从而提高效率。通过该方法设置圆弧过渡,可以最大程度的提高节拍,同时提高送料过渡点的平滑性。
在其中一个实施例中,每段所述圆弧通过如下方式确定:
获取与所述圆弧对应的所述过渡点关联的过渡半径值;
以所述过渡点和邻近的两个轨迹点分别确定两段线段,每个线段以所述过渡点和邻近的轨迹点为两端点;
在两段所述线段上分别选择距离所述过渡点的距离为所述过渡半径值的点作为两个切点;
所述圆弧以所述过渡半径值为半径,通过所述两个切点与所述两个线段分别相切。
在其中一个实施例中,所述过渡半径值为第一过渡半径值或第二过渡半径值,所述第一过渡半径值大于所述第二过渡半径值。
所有过渡点可根据要求设置过渡特性,分为大圆弧和小圆弧两种类型,即采用第一过渡半径值时为大圆弧,而采用第二过渡半径值时为小圆弧。
如图4为大圆弧过渡的示意图。作为本发明的一个最佳实施例,图4为从P1→P2→P3运动的大圆弧过渡的曲线,设置P2点为大圆弧过渡;曲线共由3段组成,其中段41为直线,段42为圆弧过渡,段43为直线;系统以P2点为圆心,根据设定的第一过渡半径值R计算段42与段41的切点411,以及段42和段43的切点431,而段42的半径则为R;该过渡方式可极大的提高机械手运动节拍,也可实现转换点运动平滑的效果。
如图5为小圆弧过渡的示意图。作为本发明的一个最佳实施例,图5为从P1→P2→P3小圆弧过渡的特性曲线,设置P2点为小圆弧过渡,同样曲线由3段构成,其中段51为直线,段52为圆弧过渡,段53为直线;但P2点过渡的圆弧较小,用于需要比较准确经过的过渡点,例如机械避让点可设置为小圆弧。
在其中一个实施例中,所述第一过渡点、所述第四过渡点与所述抓料点的竖直位置相同,所述第二过渡点、所述第三过渡点与所述放料点的竖直位置相同,所述第一过渡点与所述第二过渡点的水平位置高于所述第三过渡点和所述第四过渡点的水平位置。
如图3所示,第一过渡点与第二过渡点为机械手抓料后到放料点之间的过渡点,将第一过渡点与第二过渡点的水平位置设置在高位,则在运行过程中能避免碰撞,而第三过渡点和第四过渡点为机械手放料后到取料点之间的过渡点,将第三过渡点和第四过渡点的水平位置设置在低位,能提供机械手的运行速度,从而提高整体效率。
在其中一个实施例中,所述轨迹点还包括在所述第一过渡点和所述第二过渡点之间的等待点,以及在所述第三过渡点和所述第四过渡点之间的停止点,所述停止点与所述抓料点的水平位置的距离小于所述停止点与所述放料点的水平位置的距离,所述等待点与所述放料点的水平位置的距离小于所述等待点与所述抓料点的水平位置的距离。
如图3所示,其中,等待点P7为抓取料后等待条件满足后再送入压机内的等待点,因此,将其设置得更为靠近放料点P4,则当条件满足后,能最快的将料送到放料点P4。而停止点P8为放下料后返回等待下一次取料的等待点,将其设置得更为靠近抓料点P1,则当需要抓料时,能尽快地到达抓料点P1。
在其中一个实施例中,所述步骤13,具体包括:
所述抓料点对应的电机角度为0度,所述放料点对应的电机角度为180度;
确定从所述抓料点到达所述放料点之间的时间作为抓料时间A,确定从所述放料点到达所述抓料点之间的时间作为放料时间B;
确定采样时间为m,则将从所述抓料点到所述放料点之间的轨迹曲线平均分为A/m个空间点,每个空间点对应的电机角度为180m/A度,将从所述放料点到所述抓料点之间的轨迹曲线平均分为B/m个空间点,每个空间点对应的电机角度为180m/B度,每个空间点对应的时刻作为对应的电机角度的时刻;
将所有的电机角度按照对应的时刻,通过插补的方式进行连接,形成基于时间轴的凸轮曲线。
电机参数优选包括:电机的电机轴的最大加加速度(Jerk)、最大加速(a)以及最大速度(V)。
通过空间轨迹曲线,能够换算为对应的电机的机的运动轨迹点数据,计算出准确的电机轴的运动位置曲线,再根据电机轴的最大加加速度(Jerk)、最大加速(a)以及最大速度(V)等边界条件通过路径插补的方式计算出每一个点的空间插补的路径速度曲线,从而可以得到每一个轴对应于时间的位置曲线,以P1→P2→P3→P4取料路径为例,路径速度曲线如图6所示。通过该方法计算得到电机轴位置曲线和对应路径速度曲线的特征,可以根据相关的边界条件平滑路径速度,确保抓取料时路径速度的平稳性,并同时确保按照各轴的最大动态性能完成运动。其具体方式可以采用现有的成熟算法实现。
从以上方法可以得到对于时间轴的X轴和Z轴的位置和速度曲线,并可按照相关数据生成基于时间轴(虚拟主轴)的凸轮曲线;按照抓料点位置为虚拟主轴0度(360度),放料点位置为虚拟主轴180度;按照3ms取一个点,即可得到对应于虚拟主轴0~360度的X轴和Z轴的位置点数据,并通过B样条插补的方式,将所有点连接,形成一个完整的平滑的凸轮曲线。其中图7A~7C所示为本发明一个最佳实施例中的X轴凸轮曲线示意图及对应的速度曲线示意图和加速度曲线示意图,图8A~8C所示为本发明一个最佳实施例中的Z轴凸轮曲线示意图及对应的速度曲线示意图和加速度曲线示意图。生成凸轮曲线后,在实现曲线运动时,仅需要将X和Z轴与虚拟主轴进行凸轮同步,通过控制虚拟主轴的启停即可完成空间曲线的运动,并可平滑的在任意点启停等;通过样条插补的方式生成凸轮曲线,并通过凸轮同步的功能完成控制,在平滑曲线的同时,提高控制的灵活性。
如图9所示为本发明一种连杆结构机械手的运动控制系统的结构模块图,包括:
轨迹点获取模块901,用于获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点,所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点,所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点,所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置;
空间轨迹曲线生成模块902,用于按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线;
凸轮曲线生成模块903,用于所述空间轨迹曲线上的点为空间点,将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度,根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线;
电机参数关联模块904,用于确定所述空间点所对应的电机参数,并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联,所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数;
机械手运动模块905,用于根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数,控制所述电机转动,从而带动所述机械手运动。
在其中一个实施例中,所述空间轨迹曲线生成模块902,具体用于:
将所述空间轨迹曲线中每个以所述过渡点为顶点的夹角调整为圆弧,分别得到以第一过渡点为顶点的夹角调整的第一圆弧、以第二过渡点为顶点的夹角调整的第二圆弧、以第三过渡点为顶点的夹角调整的第三圆弧、以第四过渡点为顶点的夹角调整的第四圆弧;
将抓料点、第一圆弧、第二圆弧、放料点、第三圆弧、第四圆弧和抓料点依次连接生成空间轨迹曲线。
在其中一个实施例中,每段所述圆弧通过如下方式确定:
获取与所述圆弧对应的所述过渡点关联的过渡半径值;
以所述过渡点和邻近的两个轨迹点分别确定两段线段,每个线段以所述过渡点和邻近的轨迹点为两端点;
在两段所述线段上分别选择距离所述过渡点的距离为所述过渡半径值的点作为两个切点;
所述圆弧以所述过渡半径值为半径,通过所述两个切点与所述两个线段分别相切。
在其中一个实施例中,所述过渡半径值为第一过渡半径值或第二过渡半径值,所述第一过渡半径值大于所述第二过渡半径值。
在其中一个实施例中,所述第一过渡点、所述第四过渡点与所述抓料点的竖直位置相同,所述第二过渡点、所述第三过渡点与所述放料点的竖直位置相同,所述第一过渡点与所述第二过渡点的水平位置高于所述第三过渡点和所述第四过渡点的水平位置。
在其中一个实施例中,所述轨迹点还包括在所述第一过渡点和所述第二过渡点之间的等待点,以及在所述第三过渡点和所述第四过渡点之间的停止点,所述停止点与所述抓料点的水平位置的距离小于所述停止点与所述放料点的水平位置的距离,所述等待点与所述放料点的水平位置的距离小于所述等待点与所述抓料点的水平位置的距离。
在其中一个实施例中,所述凸轮曲线生成模块903,具体用于:
所述抓料点对应的电机角度为0度,所述放料点对应的电机角度为180度;
确定从所述抓料点到达所述放料点之间的时间作为抓料时间A,确定从所述放料点到达所述抓料点之间的时间作为放料时间B;
确定采样时间为m,则将从所述抓料点到所述放料点之间的轨迹曲线平均分为A/m个空间点,每个空间点对应的电机角度为180m/A度,将从所述放料点到所述抓料点之间的轨迹曲线平均分为B/m个空间点,每个空间点对应的电机角度为180m/B度,每个空间点对应的时刻作为对应的电机角度的时刻;
将所有的电机角度按照对应的时刻,通过插补的方式进行连接,形成基于时间轴的凸轮曲线。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种连杆结构机械手的运动控制方法,其特征在于,包括:
步骤(11),获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点,所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点,所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点,所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置;
步骤(12),按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线;
步骤(13),所述空间轨迹曲线上的点为空间点,将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度,根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线;
步骤(14),确定所述空间点所对应的电机参数,并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联,所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数;
步骤(15),根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数,控制所述电机转动,从而带动所述机械手运动。
2.根据权利要求1所述的连杆结构机械手的运动控制方法,其特征在于,所述步骤(12),具体包括:
将所述空间轨迹曲线中每个以所述过渡点为顶点的夹角调整为圆弧,分别得到以第一过渡点为顶点的夹角调整的第一圆弧、以第二过渡点为顶点的夹角调整的第二圆弧、以第三过渡点为顶点的夹角调整的第三圆弧、以第四过渡点为顶点的夹角调整的第四圆弧;
将抓料点、第一圆弧、第二圆弧、放料点、第三圆弧、第四圆弧和抓料点依次连接生成空间轨迹曲线。
3.根据权利要求2所述的连杆结构机械手的运动控制方法,其特征在于,每段所述圆弧通过如下方式确定:
获取与所述圆弧对应的所述过渡点关联的过渡半径值;
以所述过渡点和邻近的两个轨迹点分别确定两段线段,每个线段以所述过渡点和邻近的轨迹点为两端点;
在两段所述线段上分别选择距离所述过渡点的距离为所述过渡半径值的点作为两个切点;
所述圆弧以所述过渡半径值为半径,通过所述两个切点与所述两个线段分别相切。
4.根据权利要求3所述的连杆结构机械手的运动控制方法,其特征在于,所述过渡半径值为第一过渡半径值或第二过渡半径值,所述第一过渡半径值大于所述第二过渡半径值。
5.根据权利要求1所述的连杆结构机械手的运动控制方法,其特征在于,所述第一过渡点、所述第四过渡点与所述抓料点的竖直位置相同,所述第二过渡点、所述第三过渡点与所述放料点的竖直位置相同,所述第一过渡点与所述第二过渡点的水平位置高于所述第三过渡点和所述第四过渡点的水平位置。
6.根据权利要求1所述的连杆结构机械手的运动控制方法,其特征在于,所述轨迹点还包括在所述第一过渡点和所述第二过渡点之间的等待点,以及在所述第三过渡点和所述第四过渡点之间的停止点,所述停止点与所述抓料点的水平位置的距离小于所述停止点与所述放料点的水平位置的距离,所述等待点与所述放料点的水平位置的距离小于所述等待点与所述抓料点的水平位置的距离。
7.根据权利要求1所述的连杆结构机械手的运动控制方法,其特征在于,所述步骤(13),具体包括:
所述抓料点对应的电机角度为0度,所述放料点对应的电机角度为180度;
确定从所述抓料点到达所述放料点之间的时间作为抓料时间A,确定从所述放料点到达所述抓料点之间的时间作为放料时间B;
确定采样时间为m,则将从所述抓料点到所述放料点之间的轨迹曲线平均分为A/m个空间点,每个空间点对应的电机角度为180m/A度,将从所述放料点到所述抓料点之间的轨迹曲线平均分为B/m个空间点,每个空间点对应的电机角度为180m/B度,每个空间点对应的时刻作为对应的电机角度的时刻;
将所有的电机角度按照对应的时刻,通过插补的方式进行连接,形成基于时间轴的凸轮曲线。
8.一种连杆结构机械手的运动控制系统,其特征在于,包括:
轨迹点获取模块,用于获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点,所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点,所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点,所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置;
空间轨迹曲线生成模块,用于按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线;
凸轮曲线生成模块,用于所述空间轨迹曲线上的点为空间点,将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度,根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线;
电机参数关联模块,用于确定所述空间点所对应的电机参数,并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联,所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数;
机械手运动模块,用于根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数,控制所述电机转动,从而带动所述机械手运动。
9.根据权利要求8所述的连杆结构机械手的运动控制系统,其特征在于,所述空间轨迹曲线生成模块,具体用于:
将所述空间轨迹曲线中每个以所述过渡点为顶点的夹角调整为圆弧,分别得到以第一过渡点为顶点的夹角调整的第一圆弧、以第二过渡点为顶点的夹角调整的第二圆弧、以第三过渡点为顶点的夹角调整的第三圆弧、以第四过渡点为顶点的夹角调整的第四圆弧;
将抓料点、第一圆弧、第二圆弧、放料点、第三圆弧、第四圆弧和抓料点依次连接生成空间轨迹曲线。
10.根据权利要求9所述的连杆结构机械手的运动控制系统,其特征在于,每段所述圆弧通过如下方式确定:
获取与所述圆弧对应的所述过渡点关联的过渡半径值;
以所述过渡点和邻近的两个轨迹点分别确定两段线段,每个线段以所述过渡点和邻近的轨迹点为两端点;
在两段所述线段上分别选择距离所述过渡点的距离为所述过渡半径值的点作为两个切点;
所述圆弧以所述过渡半径值为半径,通过所述两个切点与所述两个线段分别相切。
11.根据权利要求10所述的连杆结构机械手的运动控制系统,其特征在于,所述过渡半径值为第一过渡半径值或第二过渡半径值,所述第一过渡半径值大于所述第二过渡半径值。
12.根据权利要求8所述的连杆结构机械手的运动控制系统,其特征在于,所述第一过渡点、所述第四过渡点与所述抓料点的竖直位置相同,所述第二过渡点、所述第三过渡点与所述放料点的竖直位置相同,所述第一过渡点与所述第二过渡点的水平位置高于所述第三过渡点和所述第四过渡点的水平位置。
13.根据权利要求8所述的连杆结构机械手的运动控制系统,其特征在于,所述轨迹点还包括在所述第一过渡点和所述第二过渡点之间的等待点,以及在所述第三过渡点和所述第四过渡点之间的停止点,所述停止点与所述抓料点的水平位置的距离小于所述停止点与所述放料点的水平位置的距离,所述等待点与所述放料点的水平位置的距离小于所述等待点与所述抓料点的水平位置的距离。
14.根据权利要求8所述的连杆结构机械手的运动控制系统,其特征在于,所述凸轮曲线生成模块,具体用于:
所述抓料点对应的电机角度为0度,所述放料点对应的电机角度为180度;
确定从所述抓料点到达所述放料点之间的时间作为抓料时间A,确定从所述放料点到达所述抓料点之间的时间作为放料时间B;
确定采样时间为m,则将从所述抓料点到所述放料点之间的轨迹曲线平均分为A/m个空间点,每个空间点对应的电机角度为180m/A度,将从所述放料点到所述抓料点之间的轨迹曲线平均分为B/m个空间点,每个空间点对应的电机角度为180m/B度,每个空间点对应的时刻作为对应的电机角度的时刻;
将所有的电机角度按照对应的时刻,通过插补的方式进行连接,形成基于时间轴的凸轮曲线。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106737681B (zh) * 2016-12-30 2020-01-24 南京理工大学 摄影机器人时间轴控制方法
CN107139173A (zh) * 2017-06-15 2017-09-08 华南理工大学 一种工业机器人门型轨迹插补方法
CN107598921B (zh) * 2017-08-25 2018-07-03 深圳星河智能科技有限公司 一种应用于六轴机械手臂的空间平滑停止控制方法
CN110587576A (zh) * 2019-08-08 2019-12-20 南通大学 一种基于单片机的码垛机器人
CN110587598A (zh) * 2019-08-08 2019-12-20 南通大学 一种基于单片机的码垛机器人路径优化算法
CN113814976B (zh) * 2021-09-16 2023-08-15 苏州灵猴机器人有限公司 一种飞拍运动的控制方法、装置、设备和介质
CN114030222B (zh) * 2021-11-04 2023-12-01 温州大学 可视化冲压线多机协调轨迹优化方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1399762A (zh) * 1999-05-28 2003-02-26 布鲁克斯自动化公司 基于预先规定的时间上最优的轨迹形状的机器人操纵器
CN1754665A (zh) * 2004-09-28 2006-04-05 发那科株式会社 机器人程序生成装置
CN1824471A (zh) * 2005-02-25 2006-08-30 精工爱普生株式会社 机器人轨迹控制方法及装置
CN103317507A (zh) * 2013-06-07 2013-09-25 浙江工业大学 一种机械手运动控制器的中文示教方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5743495B2 (ja) * 2010-11-05 2015-07-01 キヤノン株式会社 ロボット制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1399762A (zh) * 1999-05-28 2003-02-26 布鲁克斯自动化公司 基于预先规定的时间上最优的轨迹形状的机器人操纵器
CN1754665A (zh) * 2004-09-28 2006-04-05 发那科株式会社 机器人程序生成装置
CN1824471A (zh) * 2005-02-25 2006-08-30 精工爱普生株式会社 机器人轨迹控制方法及装置
CN103317507A (zh) * 2013-06-07 2013-09-25 浙江工业大学 一种机械手运动控制器的中文示教方法

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