一種連桿結(jié)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械手相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種連桿結(jié)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車廠沖壓自動化生產(chǎn)線一般包含4-5臺壓機(jī)，壓機(jī)之間通過機(jī)械手完成上下料；本方案涉及的機(jī)械手為連桿雙臂機(jī)械手，用于完成X/Z平面的板料傳送；每套機(jī)械手包含一臺上料手、一臺下料手以及一個(gè)輸送小車，主要實(shí)現(xiàn)的功能為上一工位下料手將沖壓工件從壓機(jī)內(nèi)取出后放到輸送小車上，輸送小車運(yùn)行到上料位置后，本工位上料手從小車上取料送入壓機(jī)內(nèi)，壓機(jī)沖壓完成后，本工位下料手再從壓機(jī)內(nèi)將工件取出放到下一工位小車上。
[0003]壓機(jī)上料手、下料手以及輸送小車均由兩個(gè)伺服電機(jī)控制機(jī)械運(yùn)動，上料手、下料手的機(jī)械結(jié)構(gòu)完全相同，由兩個(gè)運(yùn)動軸組成，其中一個(gè)直線軸Z軸通過帶輪以及皮帶帶動機(jī)械手整體沿垂直方向運(yùn)動，另一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸通過連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為X和Z軸方向的平面運(yùn)動，
[0004]現(xiàn)有機(jī)械手的運(yùn)動控制方法，需要設(shè)定不同的空間軌跡曲線，然后根據(jù)空間軌跡曲線上的每個(gè)點(diǎn)，計(jì)算出所需要的電機(jī)參數(shù)，在運(yùn)行時(shí)，判斷機(jī)械手到達(dá)那個(gè)位置點(diǎn)，然后讀取該點(diǎn)對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)，并控制電機(jī)按照電機(jī)參數(shù)運(yùn)行，以使機(jī)械手到達(dá)下一個(gè)點(diǎn)。
[0005]然而，每個(gè)點(diǎn)均是采用空間位置進(jìn)行保存，系統(tǒng)需要不停的讀取不同的空間位置，并根據(jù)該空間位置獲取其對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)，特別是當(dāng)機(jī)械手抓取不同零件時(shí)，其零件大小不一致，導(dǎo)致空間軌跡曲線也不一致，為此需要針對不同的零件，保存不同的空間位置，使得運(yùn)動平滑性較低，抓取效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械手運(yùn)動控制方法效率較低的技術(shù)問題，提供一種連桿結(jié)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動控制方法及系統(tǒng)。
[0007]—種連桿結(jié)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動控制方法，包括:
[0008]步驟11，獲取用于標(biāo)識所述機(jī)械手空間位置的多個(gè)軌跡點(diǎn)，所述軌跡點(diǎn)包括用于標(biāo)識抓料位置的抓料點(diǎn)、用于標(biāo)識放料位置的放料點(diǎn)、以及所述抓料點(diǎn)和放料點(diǎn)之間的過渡點(diǎn)，所述過渡點(diǎn)包括第一過渡點(diǎn)、第二過渡點(diǎn)、第三過渡點(diǎn)和第四過渡點(diǎn)，所述空間位置為所述機(jī)械手的水平位置和豎直位置；
[0009]步驟12，按照抓料點(diǎn)、第一過渡點(diǎn)、第二過渡點(diǎn)、放料點(diǎn)、第三過渡點(diǎn)、第四過渡點(diǎn)和抓料點(diǎn)的順序生成空間軌跡曲線；
[0010]步驟13，所述空間軌跡曲線上的點(diǎn)為空間點(diǎn)，將所述空間軌跡曲線上的多個(gè)空間點(diǎn)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電機(jī)角度，根據(jù)所述多個(gè)電機(jī)角度生成基于時(shí)間軸的凸輪曲線；
[0011]步驟14，確定所述空間點(diǎn)所對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)，并將對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)與空間點(diǎn)對應(yīng)的電機(jī)角度關(guān)聯(lián)，所述電機(jī)參數(shù)為控制所述機(jī)械手運(yùn)動的電機(jī)在對應(yīng)空間點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)；
[0012]步驟15，根據(jù)所述凸輪曲線及凸輪曲線上的點(diǎn)所對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)，控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而帶動所述機(jī)械手運(yùn)動。
[0013]一種連桿結(jié)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動控制系統(tǒng)，包括:
[0014]軌跡點(diǎn)獲取模塊，用于獲取用于標(biāo)識所述機(jī)械手空間位置的多個(gè)軌跡點(diǎn)，所述軌跡點(diǎn)包括用于標(biāo)識抓料位置的抓料點(diǎn)、用于標(biāo)識放料位置的放料點(diǎn)、以及所述抓料點(diǎn)和放料點(diǎn)之間的過渡點(diǎn)，所述過渡點(diǎn)包括第一過渡點(diǎn)、第二過渡點(diǎn)、第三過渡點(diǎn)和第四過渡點(diǎn)，所述空間位置為所述機(jī)械手的水平位置和豎直位置；
[0015]空間軌跡曲線生成模塊，用于按照抓料點(diǎn)、第一過渡點(diǎn)、第二過渡點(diǎn)、放料點(diǎn)、第三過渡點(diǎn)、第四過渡點(diǎn)和抓料點(diǎn)的順序生成空間軌跡曲線；
[0016]凸輪曲線生成模塊，用于所述空間軌跡曲線上的點(diǎn)為空間點(diǎn)，將所述空間軌跡曲線上的多個(gè)空間點(diǎn)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電機(jī)角度，根據(jù)所述多個(gè)電機(jī)角度生成基于時(shí)間軸的凸輪曲線；
[0017]電機(jī)參數(shù)關(guān)聯(lián)模塊，用于確定所述空間點(diǎn)所對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)，并將對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)與空間點(diǎn)對應(yīng)的電機(jī)角度關(guān)聯(lián)，所述電機(jī)參數(shù)為控制所述機(jī)械手運(yùn)動的電機(jī)在對應(yīng)空間點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)；
[0018]機(jī)械手運(yùn)動模塊，用于根據(jù)所述凸輪曲線及凸輪曲線上的點(diǎn)所對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)，控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而帶動所述機(jī)械手運(yùn)動。
[0019]本發(fā)明將空間軌跡曲線轉(zhuǎn)換為凸輪曲線，則在控制機(jī)械手時(shí)，僅需要判斷當(dāng)前所處電機(jī)角度，并根據(jù)電機(jī)角度獲取對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)。對于不同的空間軌跡曲線上的點(diǎn)，均可以轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電機(jī)角度，使得系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，能夠以統(tǒng)一的電機(jī)角度獲取電機(jī)參數(shù)，提供了工作效率，也同時(shí)提高了機(jī)械手運(yùn)行的平滑性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種連桿結(jié)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動控制方法的工作流程圖；
[0021]圖2為機(jī)械手的示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例中的空間軌跡曲線示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的大圓弧過渡的示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的小圓弧過渡的TJK意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的路徑速度曲線示意圖；
[0026]圖7A為本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例中的X軸凸輪曲線示意圖；
[0027]圖7B為圖7A的X軸凸輪曲線示意圖對應(yīng)的速度曲線示意圖；
[0028]圖7C為圖7A的X軸凸輪曲線示意圖對應(yīng)的加速度曲線示意圖；
[0029]圖8A為本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例中的Z軸凸輪曲線示意圖；
[0030]圖8B為圖8A的Z軸凸輪曲線示意圖對應(yīng)的速度曲線示意圖；
[0031]圖8C為圖8A的Z軸凸輪曲線示意圖對應(yīng)的加速度曲線示意圖；
[0032]圖9為本發(fā)明一種連桿結(jié)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0034]如圖1所示為本發(fā)明一種連桿結(jié)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動控制方法的工作流程圖，包括:
[0035]步驟11，獲取用于標(biāo)識所述機(jī)械手空間位置的多個(gè)軌跡點(diǎn)，所述軌跡點(diǎn)包括用于標(biāo)識抓料位置的抓料點(diǎn)、用于標(biāo)識放料位置的放料點(diǎn)、以及所述抓料點(diǎn)和放料點(diǎn)之間的過渡點(diǎn)，所述過渡點(diǎn)包括第一過渡點(diǎn)、第二過渡點(diǎn)、第三過渡點(diǎn)和第四過渡點(diǎn)，所述空間位置為所述機(jī)械手的水平位置和豎直位置；
[0036]步驟12，按照抓料點(diǎn)、第一過渡點(diǎn)、第二過渡點(diǎn)、放料點(diǎn)、第三過渡點(diǎn)、第四過渡點(diǎn)和抓料點(diǎn)的順序生成空間軌跡曲線；
[0037]步驟13，所述空間軌跡曲線上的點(diǎn)為空間點(diǎn)，將所述空間軌跡曲線上的多個(gè)空間點(diǎn)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電機(jī)角度，根據(jù)所述多個(gè)電機(jī)角度生成基于時(shí)間軸的凸輪曲線；
[0038]步驟14，確定所述空間點(diǎn)所對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)，并將對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)與空間點(diǎn)對應(yīng)的電機(jī)角度關(guān)聯(lián)，所述電機(jī)參數(shù)為控制所述機(jī)械手運(yùn)動的電機(jī)在對應(yīng)空間點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)；
[0039]步驟15，根據(jù)所述凸輪曲線及凸輪曲線上的點(diǎn)所對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)，控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而帶動所述機(jī)械手運(yùn)動。
[0040]如圖2所示為機(jī)械手的示意圖，機(jī)械手的連桿機(jī)構(gòu)以O(shè)點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)，并以