机器人末端控制方法、装置和计算机设备与流程

本申请涉及工业机器人控制领域，特别是涉及一种机器人末端控制方法、装置和计算机设备。

背景技术：

1、运动规划作为工业机器人控制技术的重要组成部分，已逐渐成为热门研究方向。比如在连续焊接、涂装等工艺中，不仅要保证工业机器人末端按照既定的路径进行运动，还需要保证工业机器人末端以指定的速度进行运动，以期获得良好的加工表面质量。

2、现有机器人的轨迹运动是由一系列离散点组成，在机器人示教器中只能给定一个机器人整体速度，并非有效地直接控制机器人末端速度，导致在实际生产中机器人末端不能以指定的速度进行加工，不能有效得保证加工表面质量。且因各种外界因素的存在，机器人往往会出现误差，导致运动路径偏离设定的位置或姿态。因此，如何实现对机器人末端的精准控制是现阶段研究的重点。

技术实现思路

1、基于此，本申请目的在于提供一种能准确对机器人末端进行控制的机器人末端控制方法、装置和计算机设备，来解决运动路径偏离理想位置的技术问题。

2、第一方面，本申请提供了一种机器人末端控制方法。包括：

3、获取对工件的加工请求和预设的关节轨迹模型；

4、确定所述工件在笛卡尔空间下、包括了多个实际路径位置的初始加工路径；

5、根据所述关节轨迹模型，确定所述实际路径位置在关节空间下的理论关节位置，并确定所述理论关节位置在笛卡尔空间下的理论路径位置；

6、通过所述实际路径位置和所述理论路径位置，修正所述初始加工路径。

7、在一个实施例中，根据所述关节轨迹模型，确定所述实际路径位置在关节空间下的理论关节位置，包括：确定机器人末端在所述初始加工路径上的初始速度、以及所述初始速度对应的关节速度；根据所述关节速度和所述关节轨迹模型，确定所述实际路径位置在关节空间下的理论关节位置。

8、在一个实施例中，确定所述理论关节位置在笛卡尔空间下的理论路径位置，包括：获取机器人末端对应的正运动学模型；所述正运动学模型通过poe建模法确定得到；通过所述正运动学模型，将所述理论关节位置转换成在笛卡尔空间下的理论路径位置。

9、在一个实施例中，通过所述实际路径位置和所述理论路径位置，修正所述初始加工路径，包括：获取动态路径修改模型，并确定所述初始加工路径允许的最大偏移量；所述动态路径修改模型至少包括偏移量计算模式和通道输入模式；根据所述偏移量计算模式，确定所述实际路径位置和所述理论路径位置之间的实际偏移量；根据所述通道输入模式和所述最大偏移量，对所述初始加工路径进行修正。

10、在一个实施例中，根据所述通道输入模式和所述最大偏移量，对所述初始加工路径进行修正，包括：当所述通道输入模式表征直接读取所述实际偏移量并存储在寄存器中时，确定所述初始加工路径允许的目标修正速度；以所述关节轨迹模型和所述最大偏移量为约束条件，并按照所述目标修正速度对所述初始加工路径进行修正。

11、在一个实施例中，动态路径修改模型还包括修正模式、跟踪方向和跟踪模式；上述方法还包括：基于所述修正模式、所述跟踪方向和所述跟踪模式，对所述初始加工路径进行修正。

12、在一个实施例中，关节轨迹模型的构建方法包括：确定预设时段内采集的多个样本路径点；所述样本路径点处于笛卡尔空间；通过机器人末端对应的逆运动学模型，将每个所述样本路径点分别转换成关节空间下的关节路径点；通过目标插值算法对各所述关节路径点之间进行插值规划，得到所述机器人末端对应的关节轨迹模型

13、第二方面，本申请还提供了一种机器人末端控制装置。包括：

14、实际路径位置确定模块，用于获取对工件的加工请求和预设的关节轨迹模型；确定所述工件在笛卡尔空间下、包括了多个实际路径位置的初始加工路径；

15、理论路径位置确定模块，用于根据所述关节轨迹模型，确定所述实际路径位置在关节空间下的理论关节位置，并确定所述理论关节位置在笛卡尔空间下的理论路径位置；

16、初始加工路径修正模块，用于通过所述实际路径位置和所述理论路径位置，修正所述初始加工路径。

17、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

18、获取对工件的加工请求和预设的关节轨迹模型；

19、确定所述工件在笛卡尔空间下、包括了多个实际路径位置的初始加工路径；

20、根据所述关节轨迹模型，确定所述实际路径位置在关节空间下的理论关节位置，并确定所述理论关节位置在笛卡尔空间下的理论路径位置；

21、通过所述实际路径位置和所述理论路径位置，修正所述初始加工路径。

22、上述机器人末端控制方法、装置和计算机设备，通过获取对工件的加工请求和预设的关节轨迹模型，进而确定工件在笛卡尔空间下、包含了多个实际路径位置的初始加工路径；当根据关节轨迹模型，确定实际路径位置在关节空间下的理论关节位置，并确定理论关节位置在笛卡尔空间下的理论路径位置时，便可通过实际路径位置和理论路径位置，修正初始加工路径。由于本发明基于工件的加工请求，直接将指定的机器人末端的实际路径位置转换为关节空间下的理论关节位置，然后将通过目标插值算法得到的关节轨迹模型与动态路径修改模型相结合后，进行加工路径的实时修正，有效保证机器人末端以指定的速度运行，提升了路径修正的精度。

技术特征：

1.一种机器人末端控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述关节轨迹模型，确定所述实际路径位置在关节空间下的理论关节位置，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述理论关节位置在笛卡尔空间下的理论路径位置，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述实际路径位置和所述理论路径位置，修正所述初始加工路径，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述通道输入模式和所述最大偏移量，对所述初始加工路径进行修正，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动态路径修改模型还包括修正模式、跟踪方向和跟踪模式；所述方法还包括：基于所述修正模式、所述跟踪方向和所述跟踪模式，对所述初始加工路径进行修正。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关节轨迹模型的构建方法包括：

8.一种机器人末端控制装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种机器人末端控制方法、装置和计算机设备。包括：获取对工件的加工请求和预设的关节轨迹模型；确定工件在笛卡尔空间下、包括了多个实际路径位置的初始加工路径；根据关节轨迹模型，确定实际路径位置在关节空间下的理论关节位置，并确定理论关节位置在笛卡尔空间下的理论路径位置；通过实际路径位置和理论路径位置，修正初始加工路径。采用本方法能够有效保证机器人末端以指定的速度运行，并提升路径精度。

技术研发人员：胡韶,邱蜀伟
受保护的技术使用者：湖南视比特机器人有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1