一种确定工业机器人运动轨迹的方法技术

本发明专利技术提供了一种确定工业机器人运动轨迹的方法，包括：将机器人工具分为回转类工具及非回转类工具；根据机器人工具与工件的接触方式，将回转类工具及非回转类工具与标准加工刀具一一对应；在CAM软件中建立标准加工刀具的模型，利用模型对工件的加工区域进行轨迹规划，获取五轴CAM轨迹；在五轴CAM轨迹中定义第六轴信息，根据第六轴信息将五轴CAM轨迹中的位姿调整为所述机器人工具的位姿，获取机器人工具的六轴轨迹；能够将大量的五轴CAM轨迹转化为稳定、合理的机器人轨迹，使机器人能够应用到复杂曲面加工领域；并有效缩短机器人轨迹规划时间，提高工作效率；并且该方法考虑了在切削、打磨、焊接、喷涂、切削等众多加工领域的工具，具有普遍适用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业机器人应用
，尤其涉及一种确定工业机器人运动轨迹的方法。
技术介绍
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人的简单应用可由示教来完成编程，对于复杂应用，如复杂曲面的抛光、打磨、或者焊接等应用，采用示教编程的方法并不能达到加工要求，必须借助工业机器人离线编程系统。而现有的机器人离线编程系统，其轨迹规划并不成熟，难以生成复杂的多轴轨迹。这限制了工业机器人在有复杂轨迹需求行业的应用。现有技术中，一般利用计算机辅助制造(CAM，ComputerAidedManufacturing)软件生成复杂轨迹，但CAM生成的是五轴刀路轨迹，其本质是五自由度的。而工业机器人由于所夹持工具的复杂性，往往要求控制末端为六个自由度的位姿。这对机器人的离线编程系统提供了更高的要求。基于此，目前亟需一种将CAM生成的五轴刀路轨迹，转换成六轴工业机器人的六轴刀路轨迹，从而适用于绝大多数工业机器人运动的复杂轨迹的方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供了一种确定工业机器人运动轨迹的方法，用于解决现有技术中不能将利用CAM生成的五轴刀路轨迹，转换成六轴工业机器人的六轴刀路轨迹，导致工业机器人的作业空间受限，不能广泛应用在复杂曲面加工领域。本专利技术提供一种确定工业机器人运动轨迹的方法，所述方法包括：将机器人工具分为回转类工具及非回转类工具；根据所述机器人工具与工件的接触方式将所述回转类工具及所述非回转类工具分别与标准加工刀具一一对应；在计算机辅助制造CAM软件中建立所述标准加工刀具的模型，利用所述模型对工件的加工区域进行轨迹规划，获取五轴CAM轨迹；在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息，根据所述第六轴信息将所述五轴CAM轨迹中的位姿调整为所述机器人工具的位姿，获取所述机器人工具的六轴轨迹。上述方案中，所述回转类工具包括：圆柱形工具、圆锥型或具有回转对称几何特征的工具。上述方案中，所述非回转类工具包括：无旋转轴或不具有回转对称几何特征的工具。上述方案中，所述标准加工刀具包括：平底刀及球头刀。上述方案中，所述机器人工具与工件的接触方式包括：回转面接触、端面接触、球面接触、平面接触及点接触。上述方案中，所述在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息包括：提取所述五轴CAM轨迹中的刀位点及刀轴矢量数据；在所述轨迹上的第i个刀位点Pi(Xi,Yi,Zi)处建立第一坐标系Oc(Xc,Yc,Zc)；以所述第i个刀位点为原点，将所述第i个刀位点的刀轴矢量设置为所述第i个刀位点的Zc轴；根据所述Zc轴及Xc轴建立所述第六轴信息。上述方案中，所述第i个刀位点的刀轴矢量为上述方案中，所述Xc轴的向量为其中，所述为辅助矢量。上述方案中，所述辅助矢量根据F→l=PlP→l+1=(xi+1,yi+1,zi+1)-(xi,yi,zi)]]>确定。上述方案中，所述机器人工具包括：切削工具、打磨工具、焊接工具、喷涂工具、激光成型工具、去毛刺工具、抛光工具及3D打印工具。本专利技术提供了一种确定工业机器人运动轨迹的方法，所述方法包括：将机器人工具分为回转类工具及非回转类工具；根据所述机器人工具与工件的接触方式，将所述回转类工具及非回转类工具分别与标准加工刀具一一对应；在计算机辅助制造CAM软件中建立所述标准加工刀具的模型，利用所述模型对工件的加工区域进行轨迹规划，获取五轴CAM轨迹；在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息，根据所述第六轴信息将所述五轴CAM轨迹中的位姿调整为所述机器人工具的位姿，获取所述机器人工具的六轴轨迹；如此，该方法能够将大量的五轴CAM轨迹转化为稳定、合理的机器人轨迹，使机器人能够运动到复杂曲面加工领域；并能够有效缩短机器人规划时间，提高工作效率；并且该方法考虑了在切削、打磨、焊接、喷涂、抛光、激光成型、3D打印等众多加工领域的工具，具有一定的普遍适用性。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的确定工业机器人运动轨迹的方法流程示意图；图2为本专利技术实施例一提供的机器人工具与工件的接触面为回转体端面时的示意图；图3为本专利技术实施例一提供的机器人工具与工件的接触面为回转体侧面时的示意图；图4为本专利技术实施例一提供的机器人工具与工件的接触面为平面时的示意图；图5本专利技术实施例一提供的机器人工具与工件的接触面为球形面时的示意图；图6为本专利技术实施例一提供的机器人工具与工件的接触面为点接触时的示意图；图7为本专利技术实施例一提供的当机器人工具与工件的接触面为回转体端面时，标准工具与机器人工具在同一刀位点的位姿对比图；图8为本专利技术实施例一提供的当机器人工具与工件的接触面为回转体侧面时，标准工具与机器人工具在同一刀位点的位姿对比图；图9为本专利技术实施例一提供的当机器人工具与工件的接触面为球面时，标准工具与机器人工具在同一刀位点的位姿对比图；图10为本专利技术实施例一提供的当机器人工具与工件的接触面为平面时，标准工具与机器人工具在同一刀位点的位姿对比图；图11为本专利技术实施例一提供的当机器人工具与工件的接触面为点接触时，标准工具与机器人工具在同一刀位点的位姿对比图；图12为本专利技术实施例二提供的机器人打磨工具示意图；图13为本专利技术实施例二提供的汽车曲面玻璃在CAM中的轨迹规划示意图；图14为本专利技术实施例二提供的标准刀具在刀位点处的位姿图；图15为本专利技术实施例二提供的机器人打磨工具在刀位点处的位姿图；图16为本专利技术实施例二提供的标准刀具与机器人打磨工具在同一刀位点处位姿对比图。具体实施方式为了能够将大量的五轴CAM轨迹转化为稳定、合理的机器人轨迹，使机器人能够运动到复杂曲面加工领域，本专利技术提供了一种确定工业机器人运动轨迹的方法，所述方法包括：将机器人工具分为回转类工具及非回转类工具；根据所述机器人工具与工件的接触方式，将所述回转类工具及非回转类工具分别与标准加工刀具一一对应；在计算机辅助制造CAM软件中建立所述标准加工刀具的模型，利用所述模型对工件的加工区域进行轨迹规划，获取五轴CAM轨迹；在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息，根据所述第六轴信息将所述五轴CAM轨迹中的位姿调整为所述机器人工具的位姿，获取所述机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定工业机器人运动轨迹的方法，其特征在于，所述方法包括：将机器人工具分为回转类工具及非回转类工具；根据所述机器人工具与工件的接触方式将所述回转类工具及所述非回转类工具分别与标准加工刀具一一对应；在计算机辅助制造CAM软件中建立所述标准加工刀具的模型，利用所述模型对工件的加工区域进行轨迹规划，获取五轴CAM轨迹；在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息，根据所述第六轴信息将所述五轴CAM轨迹中的位姿调整为所述机器人工具的位姿，获取所述机器人工具的六轴轨迹。

【技术特征摘要】
1.一种确定工业机器人运动轨迹的方法，其特征在于，所述方法包括：
将机器人工具分为回转类工具及非回转类工具；
根据所述机器人工具与工件的接触方式将所述回转类工具及所述非回转类工具分别
与标准加工刀具一一对应；
在计算机辅助制造CAM软件中建立所述标准加工刀具的模型，利用所述模型对工件的
加工区域进行轨迹规划，获取五轴CAM轨迹；
在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息，根据所述第六轴信息将所述五轴CAM轨迹中的
位姿调整为所述机器人工具的位姿，获取所述机器人工具的六轴轨迹。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回转类工具包括：圆柱形工具、圆锥型或
具有回转对称几何特征的工具。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非回转类工具包括：无旋转轴或不具有
回转对称几何特征的工具。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准加工刀具包括：平底刀及球头刀。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人工具与工件的接触方式包括：回
转面接触、端面接触、球面接触、平面接触及点接触。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述五轴CAM轨迹中定义第六轴信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜昌亚，赵云，李振瀚，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42