一种工业机器人NURBS曲线插补时的速度规划方法技术

本发明专利技术涉及一种工业机器人NURBS曲线插补时的速度规划方法，包括步骤：(1)建立NURBS曲线基于参数u和进给速度v的特征方程；(2)建立NURBS曲线基于向心加速度和弓高误差等几何约束条件下的速度约束关系；(3)根据机器人末端进给速度变化的单调性，对NURBS曲线进行前瞻速度分段处理，得到分段点插补参数集合，完成速度规划过程。本发明专利技术所所提供的速度规划方法特别适用于已知若干个示教点，要求机器人末端运动轨迹平滑且运动速度及加速度无大的突变的NURBS曲线插补的场合，建立速度约束时考了NURBS曲线的几何特性，对曲线根据速度变化的单调性进行前瞻分段，极大地减小机器人在NURBS曲线插补时受到的冲击。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及六轴工业机器人应用领域，尤其涉及一种用于工业机器人NURBS曲线插补时的速度规划方法。
技术介绍
NURBS是一种用途广泛的样条曲线，它不仅能够用于描述自由曲线和曲面，而且还提供了包括能精确表达圆锥曲线曲面在内各种几何体的统一表达式。传统的NURBS在工业机器人路径插补中的应用，主要是采用将曲线用微小直线逼近的方法，这种方法具有轨迹精度低、运算量大、插补速度慢、轨迹不平滑等缺点。六轴工业机器人的NURBS曲线路径插补过程需要满足以下两方面的要求：根据示教点生成的曲线轨迹平滑、无突变，且要求示教点的数量不要太多；插补过程中笛卡尔空间和关节空间的各速度、加速度无大的突变。因此，研究寻找一种轨迹平滑、速度和加速度无大的突变的六轴工业机器人的NURBS曲线路径插补方法有重要意义。近年来，国内出现了一种基于参数u的曲线参数方程的插补方法，但在速度规划方法方面，主要采用匀速或梯形加减速速度规划，这种方法能够得到平滑且无突变的轨迹，但机器人末端进给速度不能根据曲线的几何形状自适应变化，容易造成机器人在插补过程中受到较大的冲击和振动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种插补后轨迹平滑、速度加速度无突变的工业机器人NURBS曲线插补时的速度规划方法。上述目的是通过以下技术方案实现的：一种工业机器人NURBS曲线插补时的速度规划方法，包括步骤：(1)建立NURBS曲线基于参数u和进给速度v的特征方程；(2)建立NURBS曲线基于向心加速度和弓高误差等几何约束条件下的速度约束关系；(3)根据机器人末端进给速度变化的单调性，对NURBS曲线进行前瞻速度分段处理，得到最终的分段点插补参数集合，完成速度规划过程。进一步地，所述步骤(1)具体包括：11)建立基于参数u的NURBS曲线参数方程式：根据控制点坐标和NURBS曲线次数，得到曲线的参数方程为：式中，{pi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业机器人NURBS曲线插补时的速度规划方法，其特征在于，包括步骤：(1)建立NURBS曲线基于参数u和进给速度v的特征方程；(2)建立NURBS曲线基于向心加速度和弓高误差等几何约束条件下的速度约束关系；(3)根据机器人末端进给速度变化的单调性，对NURBS曲线进行前瞻速度分段处理，得到最终的分段点插补参数集合，完成速度规划过程。

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人NURBS曲线插补时的速度规划方法，其特征在于，包括步骤：
(1)建立NURBS曲线基于参数u和进给速度v的特征方程；
(2)建立NURBS曲线基于向心加速度和弓高误差等几何约束条件下的速度约束关系；
(3)根据机器人末端进给速度变化的单调性，对NURBS曲线进行前...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铁，龚文涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44