CN113467466A - 一种工业机器人控制方法、装置及工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机器人控制方法、装置及工业机器人，属于工业机器人控制领域；首先获取工业机器人从出发点到目标点的路径位移量，然后根据路径位移量与预设的最大正弦位移比较，根据比较结果判断工业机器人从出发点到目标点是否需要建立匀速段；如果需要，则控制工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。由于第一速度曲线实质上是由预设正弦速度曲线插补匀速段得到的，因此在启动和停止时保留了正弦速度曲线快起快停、快速达到最大目标速度、加速度曲线连续等优点，而插补的匀速段能够使工业机器人快速到达目标点，提高运行效率。

Description

一种工业机器人控制方法、装置及工业机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人控制方法，特别地，涉及一种工业机器人控制方法、装置及工业机器人。

背景技术

工业机器人在执行某项操作作业时，运动的速度曲线有很多种，如梯形速度曲线、S型速度曲线和正弦速度曲线。速度曲线的作用是确定实际运动过程中位置点之间的运动形式，在不同机器人作业场景下，根据作业需求选择最合适的速度曲线。其中，正弦速度曲线相较于其他的速度曲线来说，具有快起快停、快速达到目标速度、加速度曲线连续的等优点。

但对较大位移量进行速度规划时，正弦速度曲线由于没有匀速段，其速度在整个运行过程中都是要低于用户设定的最大目标速度。该情况下，正弦速度曲线快起快停、快速达到目标速度的优点不再突出，机器人运行效率也将大幅降低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种工业机器人控制方法、装置及工业机器人，以解决但对较大位移量进行速度规划时，正弦速度曲线起快停、快速达到目标速度的优点不再突出，机器人运行效率也将大幅降低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，

一种工业机器人控制方法，包括以下步骤：

获取所述工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

根据所述路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断所述工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；所述最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，所述预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；

若需要，则在所述预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制所述工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。

进一步地，所述在所述预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线包括：

在预设正弦曲线的幅值处开始插补匀速段，所述匀速段时的速度为最大目标速度。

进一步地，若不需要，则控制所述工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点，所述第二正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零。

进一步地，所述根据所述路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断所述工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段包括：

当所述路径位移量不大于所述最大正弦位移时，所述工业机器人的速度曲线不需要建立匀速段；

当所述路径位移量大于所述最大正弦位移时，所述工业机器人的速度曲线需要建立匀速段。

进一步地，所述控制所述工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点包括：

获取预设的最大目标速度；

根据限制条件计算所述第二正弦速度曲线的数学表达式；所述限制条件为：在坐标轴上，所述第二正弦速度曲线幅值为所述最大目标速度，所述第二正弦速度曲线与时间轴组成的封闭图形的面积为路径位移量；

根据所述数学表达式完成速度插补。

进一步地，根据限制条件计算所述第二正弦速度曲线的数学表达式包括：

根据限制条件计算所述第二正弦速度曲线的数学表达式的计算方程组如下：

其中，Vm为最大目标速度，T为以第二正弦速度曲线运行路径位移量的时间；sin(ω·t)为第二正弦速度曲线方程，S为路径位移量，ω为第二正弦速度曲线数学表达式中的角速度。

进一步地，所述控制所述工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点包括：

获取预设的最大目标速度；

根据限制条件计算所述预设正弦速度曲线的数学表达式；所述限制条件为：在坐标轴上，所述预设正弦速度曲线为所述最大目标速度，所述预设正弦速度曲线与时间轴组成的封闭图形的面积为最大正弦位移；

根据最大正弦位移、路径位移量以及最大目标速度求取所述第一速度曲线的匀速段的时间；

根据所述预设正弦速度曲线的表达式和匀速段的时间完成速度插补。

进一步地，所述根据限制条件计算所述预设正弦速度曲线的数学表达式的计算方程组为：

其中，Vm为最大目标速度，T1为以预设正弦速度曲线运行路径位移量的时间；sin(ω₁·t)为预设正弦速度曲线方程，X为路径位移量，ω₁为第二正弦速度曲线数学表达式中的角速度。

进一步地，所述根据最大正弦位移、路径位移量以及最大目标速度求取所述第一速度曲线的匀速段的时间的计算公式如下：

Delta＝S-X

Tc＝Delta/Vm

其中，Delta为匀速段的位移，S为路径位移量，X为路径位移量，Tc为匀速段的时间，Vm为最大目标速度。

进一步地，所述完成速度插补包括：

求出个插补周期的笛卡尔点位；

将笛卡尔点位逆解，求解除点位对应的各关节值。

第二方面，

一种工业机器人控制装置，包括：

路径位移量获取模块，用于获取所述工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

匀速段判断模块，用于根据所述路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断所述工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；所述最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，所述预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；

速度控制模块，用于若需要，则在所述预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制所述工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。

第三方面，

一种工业机器人，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行命令的存储器；

所述处理器被配置为：

获取所述工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

根据所述路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断所述工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；所述最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，所述预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；

若需要，则在所述预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制所述工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请技术方案提供一种工业机器人控制方法、装置及工业机器人，首先获取工业机器人从出发点到目标点的路径位移量，然后根据路径位移量与预设的最大正弦位移比较，根据比较结果判断工业机器人从出发点到目标点是否需要建立匀速段；如果需要，则控制工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。由于第一速度曲线实质上是由预设正弦速度曲线插补匀速段得到的，因此在启动和停止时保留了正弦速度曲线快起快停、快速达到最大目标速度、加速度曲线连续等优点，而插补的匀速段能够使工业机器人快速到达目标点，提高运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种工业机器人控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种具体的工业机器人控制方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种传统正弦速度规划线速度和线加速度的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种含有匀速段的正弦速度规划线速度和线加速度的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种传统正弦曲线规划线速度与有匀速段正弦曲线规划线速度的比较使用图；

图6是本发明实施例提供的一种曲率不同的正弦曲线规划线速度示意图；

图7是本发明实施例提供的一种工业机器人控制装置结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种工业机器人结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

参照图1，本发明实施例提供了一种工业机器人控制方法，包括以下步骤：

获取工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

根据路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；

若需要，则在预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。

本发明实施例提供的一种工业机器人控制方法，首先获取工业机器人从出发点到目标点的路径位移量，然后根据路径位移量与预设的最大正弦位移比较，根据比较结果判断工业机器人从出发点到目标点是否需要建立匀速段；如果需要，则控制工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。由于第一速度曲线实质上是由预设正弦速度曲线插补匀速段得到的，因此在启动和停止时保留了正弦速度曲线快起快停、快速达到最大目标速度、加速度曲线连续等优点，而插补的匀速段能够使工业机器人快速到达目标点，提高运行效率。

需要说明的是，具体地，在预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线包括：在预设正弦曲线的幅值处开始插补匀速段，匀速段时的速度为最大目标速度。若不需要，可以按照正弦速度曲线控制工业机器人，也可以按照梯形速度曲线和S型速度曲线控制工业机器人。

本发明实施例优选采用正弦速度曲线进行控制。具体地，控制工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点，第二正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零。

作为对上述实施例的一种补充说明，本发明实施例还提供一种具体的工业机器人控制方法，如图2所示，包括以下步骤：

Step1：输入速度参数和最大正弦位移X，进行判断——检查输入参数是否超过最大限制，或参数是否符合计算要求等，若不合理则用限制值代替或直接报错。

Step2：根据当前点位和目标点位的坐标值，计算路径位移量S。

Step3：判断路径位移量S是否大于最大正弦位移X：若是，跳转至Step6；若否，跳转至Step4。

Step4：无匀速段规划：建立正弦曲线模型，将正弦曲线的最大幅值设置为Vm，将正弦曲线从0-T的积分设置为路径位移量S，其中终点时间T作为为未知量。

Step5：根据限制参数和正弦曲线模型，建立约束方程，求解出终点时间T。根据对称性，求得加速段时间段Tacc＝0.5*T、减速段时间段Tdec＝0.5*T。再根据无匀速段，可求得匀速段时间段Tc＝0。完成后跳转至Step8。

Step6:有匀速段规划：建立正弦曲线模型，将正弦曲线的最大幅值设置为Vm，将正弦曲线从0-T1的积分设置为最大正弦位移X，其中终点时间T1为未知量。

Step7：根据限制参数和正弦曲线模型，建立约束方程，求解出终点时间T1。根据对称性，可以求得加速段时间段Tacc＝0.5*T1、减速段时间段Tdec＝0.5*T1。再根据路径位移量S，求出匀速段位移Delta＝S-X，进而求解出匀速段时间段Tc＝Delta/Vm。

Step8：根据各段时间，完成速度插补，求出各插补周期的笛卡尔点位。

Step9:将笛卡尔点位逆解，求解出点位对于的各关节值，完成规划。

为了更清楚的说明本发明方案，下面提供一个具体的例子。

六轴机器人的点到点运动指令包括轨迹规划和速度规划两方面，采用传统正弦速度规划来完成速度规划。根据表1的运动学参数，分别对路径位移量S为500mm、1500mm、2500mm的情况进行传统正弦速度规划。

路径位移量S	初始点位Pbegin	终点点位Pend	最大速度Vm
				500mm	(-250,0,0)	(250,0,0)	2000mm/s
1500mm	(-750,0,0)	(750,0,0)	2000mm/s
				2500mm	(-1250,0,0)	(1250,0,0)	2000mm/s

表1.运动学参数

结果如附图3所示，传统正弦速度规划得到的速度曲线没有匀速段，且其曲率由最大速度Vm和路径位移量S唯一确定，不能实现用户自定义调节。设置曲率系数K＝X/Smax，以控制正弦速度曲线的曲率，其中，X为最大正弦位移，Smax为机器人在运动空间中的最大位移。曲率系数K越大，正弦速度曲线曲率越大，使得用户可以根据需求调节正弦速度曲线曲率。

具体实施例：本发明正弦速度规划

(Ⅰ)验证含有匀速段。与上述相同的六轴机器人点到点运动指令，采用本发明最佳实施例的方法来完成速度规划。根据表1的运动学参数，设置最大正弦位移X为1500mm，分别对路径位移量S为500mm、1500mm、2500mm的情况实施本发明提出的正弦速度规划。

结果如附图4所示，当路径位移量S大于最大正弦位移X时，正弦速度曲线含有匀速段。

(Ⅱ)验证效率的提高。将上述传统正弦速度规划与本发明正弦速度规划中，路径位移量S为2500mm的速度曲线进行对比。

结果如附图5所示，其中传统方法的插补周期个数为1962，本发明的插补周期个数为1677，提高了约15％的效率。在曲线柔性满足要求的前提下，设置X为更小的值，将提效更多。

(Ⅲ)验证曲率系数K调节曲率。根据表1的运动学参数，固定路径位移量S为2500mm，机器人运动最大路径位移量Smax为3000mm，设置曲率系数K分别为33.3％、50％、66.7％，由K＝X/Smax可得最大正弦位移X分别为1000mm、1500mm、2000mm，进而实施正弦速度规划。

结果如图6所示，曲率系数K可以调节曲线的曲率。K为33.3％、50％、66.7％曲线的加速段插补周期个数分别为393、589、785。可以发现，曲率系数K越大，加减速段时间越长，速度曲线曲率越大，即曲率系数K与速度曲线曲率成正相关。

本发明实施例提供的一种具体的工业机器人控制方法在不同机器人作业场景下，根据作业需求选择最合适的速度曲线。其中，正弦速度曲线相较于其他的速度曲线来说，具有快起快停、快速达到目标速度、捷度曲线连续的等优点。本申请通过判断是否需要建立匀速段，如果不需要，则直接采用第二正弦速度曲线运行，如果需要，则以第一速度曲线运行，其中第一速度曲线为正弦曲线中间插补匀速段。

一个实施例中，如图7所示，本发明还提供一种工业机器人控制装置，包括：

路径位移量获取模块71，用于获取工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

匀速段判断模块72，用于根据路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；具体地，当路径位移量不大于最大正弦位移时，工业机器人的速度曲线不需要建立匀速段；当路径位移量大于最大正弦位移时，工业机器人的速度曲线需要建立匀速段。

速度控制模块73，用于若不需要，则控制工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点，第二正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；若需要，则在预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。

具体地，在预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线包括：在预设正弦曲线的幅值处开始插补匀速段，匀速段时的速度为最大目标速度。

其中，控制工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点包括：获取预设的最大目标速度；根据限制条件计算第二正弦速度曲线的数学表达式；限制条件为：在坐标轴上，第二正弦速度曲线幅值为最大目标速度，第二正弦速度曲线与时间轴组成的封闭图形的面积为路径位移量；根据数学表达式完成速度插补。

根据限制条件计算第二正弦速度曲线的数学表达式包括：

根据限制条件计算第二正弦速度曲线的数学表达式的计算方程组如下：

其中，Vm为最大目标速度，T为以第二正弦速度曲线运行路径位移量的时间；sin(ω·t)为第二正弦速度曲线方程，S为路径位移量，ω为第二正弦速度曲线数学表达式中的角速度。

作为本发明实施例一种可选的实现方式，控制工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点包括：

获取预设的最大目标速度；根据限制条件计算预设正弦速度曲线的数学表达式；限制条件为：在坐标轴上，预设正弦速度曲线为最大目标速度，预设正弦速度曲线与时间轴组成的封闭图形的面积为最大正弦位移；根据最大正弦位移、路径位移量以及最大目标速度求取第一速度曲线的匀速段的时间；根据预设正弦速度曲线的表达式和匀速段的时间完成速度插补。

根据限制条件计算预设正弦速度曲线的数学表达式的计算方程组为：

其中，Vm为最大目标速度，T1为以预设正弦速度曲线运行路径位移量的时间；sin(ω₁·t)为预设正弦速度曲线方程，X为路径位移量，ω₁为第二正弦速度曲线数学表达式中的角速度。

根据最大正弦位移、路径位移量以及最大目标速度求取第一速度曲线的匀速段的时间的计算公式如下：

Delta＝S-X

Tc＝Delta/Vm

其中，Delta为匀速段的位移，S为路径位移量，X为路径位移量，Tc为匀速段的时间，Vm为最大目标速度。

完成速度插补包括：求出个插补周期的笛卡尔点位；将笛卡尔点位逆解，求解除点位对应的各关节值。

本发明实施例提供的一种工业机器人控制装置，路径位移量获取模块获取工业机器人出发点到目标点的路径位移量；匀速段判断模块，根据路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；若不需要，速度控制模块则控制工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点；若需要，速度控制模块则控制工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。第一速度曲线有预设正弦速度曲线和匀速段构成，该种控制方式，既能保留正弦速度曲线快起快停、快速达到目标速度、加速度曲线连续等优点，又可以提高机器人运行效率。

一个实施例中，本发明提供一种工业机器人，如图8所示，包括：

处理器81；

用于存储处理器可执行命令的存储器82；

处理器81被配置为：

获取工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

根据路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；当路径位移量不大于最大正弦位移时，工业机器人的速度曲线不需要建立匀速段；当路径位移量大于最大正弦位移时，工业机器人的速度曲线需要建立匀速段。

若不需要，则控制工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点，第二正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；具体地，获取预设的最大目标速度；

根据限制条件计算第二正弦速度曲线的数学表达式；限制条件为：在坐标轴上，第二正弦速度曲线幅值为最大目标速度，第二正弦速度曲线与时间轴组成的封闭图形的面积为路径位移量；

根据数学表达式完成速度插补。

根据限制条件计算第二正弦速度曲线的数学表达式的计算方程组如下：

其中，Vm为最大目标速度，T为以第二正弦速度曲线运行路径位移量的时间；sin(ω·t)为第二正弦速度曲线方程，S为路径位移量，ω为第二正弦速度曲线数学表达式中的角速度。

若需要，则在预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。具体地，获取预设的最大目标速度；具体地，在预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线包括：在预设正弦曲线的幅值处开始插补匀速段，匀速段时的速度为最大目标速度。

根据限制条件计算预设正弦速度曲线的数学表达式；限制条件为：在坐标轴上，预设正弦速度曲线为最大目标速度，预设正弦速度曲线与时间轴组成的封闭图形的面积为最大正弦位移；根据最大正弦位移、路径位移量以及最大目标速度求取第一速度曲线的匀速段的时间；根据预设正弦速度曲线的表达式和匀速段的时间完成速度插补。根据限制条件计算预设正弦速度曲线的数学表达式的计算方程组为：

其中，Vm为最大目标速度，T1为以预设正弦速度曲线运行路径位移量的时间；sin(ω₁·t)为预设正弦速度曲线方程，X为路径位移量，ω₁为第二正弦速度曲线数学表达式中的角速度。根据最大正弦位移、路径位移量以及最大目标速度求取第一速度曲线的匀速段的时间的计算公式如下：

Delta＝S-X

Tc＝Delta/Vm

其中，Delta为匀速段的位移，S为路径位移量，X为路径位移量，Tc为匀速段的时间，Vm为最大目标速度。

完成速度插补包括：求出个插补周期的笛卡尔点位；将笛卡尔点位逆解，求解除点位对应的各关节值。

本发明实施例提供的工业机器人，通过存储器存储处理器的可执行命令，以使处理器能够根据路径位移量判断是否需要建立匀速段，如需要建立匀速段则采用预设正弦速度曲线插补匀速段控制工业机器人运行，如不需要则直接采用正弦速度曲线控制工业机器人运行即可。既可以保留正弦速度曲线快起快停、快速达到目标速度、加速度曲线连续等优点，又能提高机器人运行效率，使机器人快速从出发点到达目标点。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理需要，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种工业机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取所述工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

根据所述路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断所述工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；所述最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，所述预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；

若需要，则在所述预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制所述工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述在所述预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线包括：

在预设正弦曲线的幅值处开始插补匀速段，所述匀速段时的速度为最大目标速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若不需要，则控制所述工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点，所述第二正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据所述路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断所述工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段包括：

当所述路径位移量不大于所述最大正弦位移时，所述工业机器人的速度曲线不需要建立匀速段；

当所述路径位移量大于所述最大正弦位移时，所述工业机器人的速度曲线需要建立匀速段。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述控制所述工业机器人从出发点按照第二正弦速度曲线运行到目标点包括：

获取预设的最大目标速度；

根据限制条件计算所述第二正弦速度曲线的数学表达式；所述限制条件为：在坐标轴上，所述第二正弦速度曲线幅值为所述最大目标速度，所述第二正弦速度曲线与时间轴组成的封闭图形的面积为路径位移量；

根据所述数学表达式完成速度插补。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：根据限制条件计算所述第二正弦速度曲线的数学表达式包括：

根据限制条件计算所述第二正弦速度曲线的数学表达式的计算方程组如下：

其中，Vm为最大目标速度，T为以第二正弦速度曲线运行路径位移量的时间；sin(ω·t)为第二正弦速度曲线方程，S为路径位移量，ω为第二正弦速度曲线数学表达式中的角速度。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述控制所述工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点包括：

获取预设的最大目标速度；

根据限制条件计算所述预设正弦速度曲线的数学表达式；所述限制条件为：在坐标轴上，所述预设正弦速度曲线为所述最大目标速度，所述预设正弦速度曲线与时间轴组成的封闭图形的面积为最大正弦位移；

根据最大正弦位移、路径位移量以及最大目标速度求取所述第一速度曲线的匀速段的时间；

根据所述预设正弦速度曲线的表达式和匀速段的时间完成速度插补。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述根据限制条件计算所述预设正弦速度曲线的数学表达式的计算方程组为：

其中，Vm为最大目标速度，T1为以预设正弦速度曲线运行路径位移量的时间；sin(ω₁·t)为预设正弦速度曲线方程，X为路径位移量，ω₁为第二正弦速度曲线数学表达式中的角速度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述根据最大正弦位移、路径位移量以及最大目标速度求取所述第一速度曲线的匀速段的时间的计算公式如下：

Delta＝S-X

Tc＝Delta/Vm

其中，Delta为匀速段的位移，S为路径位移量，X为路径位移量，Tc为匀速段的时间，Vm为最大目标速度。

10.根据权利要求5或7所述的方法，其特征在于：所述完成速度插补包括：

求出个插补周期的笛卡尔点位；

将笛卡尔点位逆解，求解除点位对应的各关节值。

11.一种工业机器人控制装置，其特征在于，包括：

路径位移量获取模块，用于获取所述工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

匀速段判断模块，用于根据所述路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断所述工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；所述最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，所述预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；

速度控制模块，用于若需要，则在所述预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制所述工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。

12.一种工业机器人，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行命令的存储器；

所述处理器被配置为：

获取所述工业机器人出发点到目标点的路径位移量；

根据所述路径位移量和预设的最大正弦位移的大小关系判断所述工业机器人的正弦速度曲线是否需要建立匀速段；所述最大正弦位移为工业机器人以预设正弦速度曲线运行后的位移量，所述预设正弦速度曲线的唯一幅值为最大目标速度，起点速度和终点速度都为零；

若需要，则在所述预设正弦速度曲线中插补匀速段得到第一速度曲线，控制所述工业机器人从出发点按照第一速度曲线运行到目标点。

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