五轴运动控制方法、装置及点胶设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种五轴运动控制方法、装置及点胶设备，其中，该方法包括采集参考点的坐标数据；根据所述坐标数据采用标定算法计算X轴、Y轴、Z轴、U轴及R轴的中心坐标及法向量，其中，X轴、Y轴及Z轴为平移轴，U轴和R轴为旋转轴；根据所述中心坐标及法向量计算点位坐标；根据所述点位坐标控制五轴运动。根据本发明专利技术实施例提供的五轴运动控制方法、装置及点胶设备，可以对旋转轴进行点位空间标定，实现点位的准确计算，再根据准确的点位进行运动控制，可以达到精确控制的目的。由此，可以降低对五轴控制系统的精度要求，从而降低五轴控制系统的成本和开发时间。此外，可以通过标定和点位计算，将一台设备的点位赋值至另一外一台设备，具有更好的通用性。

Five axis motion control method, device and dispensing equipment

【技术实现步骤摘要】
五轴运动控制方法、装置及点胶设备
本专利技术涉及多轴运动控制
，尤其涉及一种五轴运动控制方法、装置及点胶设备。
技术介绍
在各种自动化设备中，通常需要配合多个轴的运动进而实现自动化作业，而多轴运动时，从一个位置运动至另一个位置，需要控制系统进行准确的控制，才能确保能够从运动位置的准确。相关技术中，在五轴运动系统中，U轴和R轴的旋转运动控制，通常需要用配置高精度五轴控制系统，并需要独立开发软件和算法，对于用户而言，开发周期长，成本高。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种五轴运动控制方法、装置及点胶设备。为实现上述目的，一方面，根据本专利技术实施例的五轴运动控制方法，包括：采集参考点的坐标数据；根据所述坐标数据采用标定算法计算X轴、Y轴、Z轴、U轴及R轴的中心坐标及法向量，其中，X轴、Y轴及Z轴为平移轴，U轴和R轴为旋转轴；根据所述中心坐标及法向量计算点位坐标；根据所述点位坐标控制五轴运动。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述中心坐标及法向量计算点位坐标包括：将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点，得到第一平移矩阵；将旋转轴旋转至YOZ平面，得到第一X轴旋转矩阵；将旋转轴旋转至与Z轴重合，得到第一Y轴旋转矩阵；将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点，得到第二平移矩阵；将旋转轴绕Z轴旋转，得到Z轴旋转矩阵；执行“将旋转轴旋转至与Z轴重合”的逆过程，得到第二Y轴旋转矩阵；执行“将旋转轴旋转至YOZ平面”的逆过程，得到第二X轴旋转矩阵；执行“将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点”，得到第三平移矩阵；根据所述第一X轴旋转矩阵、第一Y轴旋转矩阵、Z轴旋转矩阵、第二Y轴旋转矩阵及第二X轴旋转矩阵得到绕任意轴旋转的结果矩阵；根据所述结果矩阵即可计算点位坐标。根据本专利技术的一个实施例，所述将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点，得到第一平移矩阵包括：将旋转轴V1V2平移至XYZ坐标系的原点，得到旋转轴OP，其中，V1点的坐标为(a1,b1,c1)，V2点的坐标为(a2,b2,c2)，O点的坐标为(0,0,0)，P点的坐标为(a,b,c)；则得到第一平移矩阵T(x,y,z)：根据本专利技术的一个实施例，所述将旋转轴旋转至YOZ平面，得到第一X轴旋转矩阵包括：作p点在平面YOZ上的投影q点，再过q点作Z轴垂线，则得到r点是p点绕X轴旋转α角所得，r点的坐标为则得到第一X轴旋转矩阵RX(α)：根据本专利技术的一个实施例，所述将旋转轴旋转至与Z轴重合，得到第一Y轴旋转矩阵包括：将旋转轴or绕Y轴旋转β角至与Z轴重合，则有：则得到第一Y轴旋转矩阵Ry(-β)：根据本专利技术的一个实施例，所述将旋转轴绕Z轴旋转，得到Z轴旋转矩阵包括：将旋转轴or绕Z轴旋转θ角后，则得到Z轴旋转矩阵Rz(θ)：根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述第一X轴旋转矩阵、第一Y轴旋转矩阵、Z轴旋转矩阵、第二Y轴旋转矩阵及第二X轴旋转矩阵得到绕任意轴旋转的结果矩阵包括：将第一X轴旋转矩阵、第一Y轴旋转矩阵、Z轴旋转矩阵、第二Y轴旋转矩阵及第二X轴旋转矩阵相乘得到结果矩阵M：另一方面，根据本专利技术实施例的五轴运动控制装置，包括：采集单元，用于采集参考点的坐标数据；标定单元，用于根据所述坐标数据采用标定算法计算X轴、Y轴、Z轴、U轴及R轴的中心坐标及法向量，其中，X轴、Y轴及Z轴为平移轴，U轴和R轴为旋转轴；计算单元，用于根据所述中心坐标及法向量计算点位坐标；控制单元，用于根据所述点位坐标控制五轴运动。根据本专利技术的一个实施例，所述计算单元具体用于：将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点，得到第一平移矩阵；将旋转轴旋转至YOZ平面，得到第一X轴旋转矩阵；将旋转轴旋转至与Z轴重合，得到第一Y轴旋转矩阵；将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点，得到第二平移矩阵；将旋转轴绕Z轴旋转，得到Z轴旋转矩阵；执行“将旋转轴旋转至与Z轴重合”的逆过程，得到第二Y轴旋转矩阵；执行“将旋转轴旋转至YOZ平面”的逆过程，得到第二X轴旋转矩阵；执行“将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点”，得到第三平移矩阵；根据所述第一X轴旋转矩阵、第一Y轴旋转矩阵、Z轴旋转矩阵、第二Y轴旋转矩阵及第二X轴旋转矩阵得到绕任意轴旋转的结果矩阵；根据所述结果矩阵即可计算点位坐标。又一方面，根据本专利技术实施例的点胶设备，包括五轴运动控制设备，所述五轴运动控制设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的五轴运动控制方法。根据本专利技术实施例提供的五轴运动控制方法、装置及点胶设备，通过采集参考点的坐标数据，根据所述坐标数据采用标定算法计算X轴、Y轴、Z轴、U轴及R轴的中心坐标及法向量，再根据所述中心坐标及法向量计算点位坐标，最后，根据所述点位坐标控制五轴运动，如此，可以对旋转轴进行点位空间标定，实现点位的准确计算，再根据准确的点位进行运动控制，可以达到精确控制的目的。由此，可以降低对五轴控制系统的精度要求，从而降低五轴控制系统的成本和开发时间。此外，可以通过标定和点位计算，将一台设备的点位赋值至另一外一台设备，具有更好的通用性。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术五轴运动控制方法实施例的流程图；图2是本专利技术五轴运动控制方法中部分步骤的过程图；图3是本专利技术五轴运动控制方法中旋转轴旋转至YOZ平面的过程图；图4是本专利技术五轴运动控制装置实施例的结构示意图；图5是本专利技术点胶设备实施例的结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。参照图1所示，图1示出了本专利技术实施例提供的五轴运动控制方法一个实施例的流程图，为了便于描述，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。具体的，该五轴运动控制方法可以由具有五轴的自动化设备执行，该自动化设备可以但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴运动控制方法，其特征在于，包括：/n采集参考点的坐标数据；/n根据所述坐标数据采用标定算法计算X轴、Y轴、Z轴、U轴及R轴的中心坐标及法向量，其中，X轴、Y轴及Z轴为平移轴，U轴和R轴为旋转轴；/n根据所述中心坐标及法向量计算点位坐标；/n根据所述点位坐标控制五轴运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种五轴运动控制方法，其特征在于，包括：
采集参考点的坐标数据；
根据所述坐标数据采用标定算法计算X轴、Y轴、Z轴、U轴及R轴的中心坐标及法向量，其中，X轴、Y轴及Z轴为平移轴，U轴和R轴为旋转轴；
根据所述中心坐标及法向量计算点位坐标；
根据所述点位坐标控制五轴运动。


2.根据权利要求1所述的五轴运动控制方法，其特征在于，所述根据所述中心坐标及法向量计算点位坐标包括：
将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点，得到第一平移矩阵；
将旋转轴旋转至YOZ平面，得到第一X轴旋转矩阵；
将旋转轴旋转至与Z轴重合，得到第一Y轴旋转矩阵；
将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点，得到第二平移矩阵；
将旋转轴绕Z轴旋转，得到Z轴旋转矩阵；
执行“将旋转轴旋转至与Z轴重合”的逆过程，得到第二Y轴旋转矩阵；
执行“将旋转轴旋转至YOZ平面”的逆过程，得到第二X轴旋转矩阵；
执行“将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点”，得到第三平移矩阵；
根据所述第一X轴旋转矩阵、第一Y轴旋转矩阵、Z轴旋转矩阵、第二Y轴旋转矩阵及第二X轴旋转矩阵得到绕任意轴旋转的结果矩阵；
根据所述结果矩阵即可计算点位坐标。


3.根据权利要求2所述的五轴运动控制方法，其特征在于，所述将旋转轴平移至XYZ坐标系的原点，得到第一平移矩阵包括：
将旋转轴V1V2平移至XYZ坐标系的原点，得到旋转轴OP，其中，V1点的坐标为(a1,b1,c1)，V2点的坐标为(a2,b2,c2)，O点的坐标为(0,0,0)，P点的坐标为(a,b,c)；
则得到第一平移矩阵T(x,y,z)：





4.根据权利要求3所述的五轴运动控制方法，其特征在于，所述将旋转轴旋转至YOZ平面，得到第一X轴旋转矩阵包括：
作p点在平面YOZ上的投影q点，再过q点作Z轴垂线，则得到r点是p点绕X轴旋转α角所得，r点的坐标为



则得到第一X轴旋转矩阵RX(α)：





5.根据权利要求4所述的五轴运动控制方法，其特征在于，所述将旋转轴旋转至与Z轴重合，得到第一Y轴旋转矩阵包括：
将旋转轴or绕Y轴旋转β角至与Z轴重合，则有：

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄爱林，马爽，
申请(专利权)人：深圳市世宗自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44