一种G3连续且运动平稳的机器人路径光顺方法
2025-02-26 15:24
No.1344329401541861376
技术概要
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本技术是一种G3连续且运动平稳的机器人路径光顺方法。首先,在工件坐标系下进行机器人末端位置路径光顺,通过构建6次Bezier曲线拐角过渡模型,实现路径衔接处的位置G3连续平滑转接;其次,在绕工件坐标系的欧拉角空间内进行机器人末端姿态路径光顺,通过构建6次Bezier曲线拐角过渡模型,实现路径衔接处的姿态G3连续平滑转接;最后,对转接光顺后的机器人末端位置和姿态路径进行参数同步处理,通过考虑位姿同步条件和位姿路径的几何特性自适应调整位置、姿态过渡参数,确保末端姿态相对于位置路径弧长的一阶、二阶、三阶导连续。本发明能实现机器人末段位姿G3连续平滑转接,没有任何迭代计算,光顺误差可控的同时机器人末端工具刀轴角运动更平稳。
背景技术
近年来,机器人凭借成本低、灵活性高、工作空间大等优势,逐步取代多轴机床用于曲线、曲面零件加工。与搬运、码垛等应用场景中的点对点运动不同,此类加工要求机器人末端执行器进行精确、平稳的轮廓运动。由于加工路径通常由多段线性路径组成,其拐角处的切向、法向不连续会导致机器人末端工具运动突变,严重影响加工效率和加工平稳性,因此需要对六轴机器人线性路径进行拐角平滑处理。 机器人线性路径平滑的难点在于,如何实现光顺误差约束下末端位置和姿态的高阶平滑转接,以及如何进行末端位置和姿态路径的参数同步。目前,机器人平滑算法大多都能实现运动路径G2连续(曲率连续),但由于机器人的刚度较差,这种连续性仍难以确保末端工具运动的平稳性。此外,为实现末端位置和姿态路径的参数同步,现有平滑算法常通过把余留路径再参数化,但其由于忽略了位置和姿态路径的几何特性,会导致路径转接点处的工具刀轴角速度、角加速度及角跃度波动较大。因此,亟需一种既能使运动路径高阶平滑转接又能确保末端工具刀轴角运动性能良好的机器人路径光顺方法。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
李岩  冯硕  王鑫垚  刘建宏  刘建博  卢曾鹏  张振国
技术所属: 长春工业大学
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