一种龙门式吊装机器人工作单元中附加轴运动规划方法与流程

技术特征：

1.一种龙门式吊装机器人工作单元中附加轴运动规划方法，该附加轴包括直线导轨(1)和滑台(2)，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：在工作台(4)上建立用户坐标系{O_U X_U Y_U Z_U}；在直线导轨(1)的零点M处建立导轨零点坐标系{O_H X_H Y_H Z_H}，其中OX轴线方向，即直线导轨(1)轴线方向为滑台(2)运动方向；在滑台(2)下表面中心处建立滑台坐标系{O_A X_A Y_A Z_A}；

步骤2：在沿滑台(2)运动方向单调变化的一段加工轨迹点(5)中手动选取两个轨迹点a、b作为区间的端点；

步骤3：根据点到空间直线的投影原理，将区间[a,b]的左端点a投影到直线导轨(1)轴线上，获得滑台(2)移动起始点A；

根据直线导轨(1)的零点M(x₁,y₁,z₁)和直线导轨(1)的终止点N(x₂,y₂,z₂)，直线导轨(1)轴线直线参数方程为：

x＝x₁+mt

y＝y₁+nt

z＝z₁+lt

其中，m＝x₂-x₁，n＝y₂-y₁，l＝z₂-z₁，t为参数；

则滑台(2)移动起始点在直线导轨(1)轴线上表示为A(x₁+mt,y₁+nt,z₁+lt)，

设区间[a,b]的左端点为a(x₃,y₃,z₃)，参数t为：

$t=\frac{m(x_3-x_1)+n(y_3-y_1)+l(z_3-z_1)}{m^2+n^2+l^2};$

步骤4：判断滑台(2)移动起始点A(x₁+mt,y₁+nt,z₁+lt)是否在以直线导轨(1)零点M和终止点N为端点的直线段MN上；若点A不在线段MN上，则回到步骤2，重新选取区间[a,b]的左端点a；若点A在线段MN上，根据两点间距离公式，计算得滑台(2)移动起始点A到直线导轨(1)零点M的距离D₁：

$D_1=\sqrt{{(x_1+mt-x_1)}^2+{(y_1+nt-y_1)}^2+{(z_1+lt-z_1)}^2}$

步骤5：通过区间[a,b]获得该区间内轨迹点的个数n，从滑台(2)移动起始点A处沿滑台(2)移动方向叠加n-1个滑台(2)移动的步长△d，获得n-2个滑台(2)移动中间点到直线导轨(1)零点M的距离D₂，D₃，……D_n-1，以及滑台(2)移动终止点B到直线导轨(1)零点M的距离D_n；

机器人加工区间[a,b]内轨迹点使滑台坐标系{O_A X_A Y_A Z_A}原点依次与滑台(2)移动起始点A、n-2个滑台(2)移动中间点、滑台(2)移动终止点B重合，即得到滑台(2)与区间[a,b]内加工轨迹点对应的各移动位置到直线导轨(1)零点M的距离D；

步骤6：根据直线导轨(1)行程L，判断滑台(2)移动终止点B到直线导轨(1)零点M的距离D_n是否超出直线导轨(1)行程L，若D_n>L，则回到步骤5，减小步长△d，直至D_n<L或D_n＝L；若D_n<L或D_n＝L，即建立滑台(2)与区间[a,b]内加工轨迹点对应的各移动位置关系；

步骤7：对区间[a,b]以外的加工轨迹点，加工离端点a近的轨迹点时，滑台(2)在移动起始点A处；加工离端点b近的轨迹点时，滑台(2)在移动终止点B处，至此，得到滑台(2)与所有加工轨迹点对应的各移动位置到直线导轨(1)零点M的距离D值，即完成建立龙门式吊装机器人工作单元中附加轴运动规划模型。