关节轴和多个杆件；多个所述杆件通过第 一关节轴、第二关节轴、第Η关节轴、第四关节轴、第五关节轴和第六关节轴相互串联连接； 其特征在于所述混合控制方法包括如下步骤： 步骤1 ;在所述第五关节轴和第六关节轴的末端均安装有末端执行器；设定第一关节 轴，第二关节轴，第Η关节轴，第四关节轴，第五关节轴，W及多个通过所述第一关节轴、第 二关节轴、第Η关节轴、第四关节轴和第五关节轴串联连接的杆件构成5轴机器人，同时设 定第一关节轴，第二关节轴，第Η关节轴，第四关节轴，第五关节轴，第六关节轴，W及多个 通过所述第一关节轴、第二关节轴、第Η关节轴、第四关节轴、第五关节轴和第六关节轴串 联连接的杆件构成6轴机器人； 步骤2 ;分别配置所述5轴机器人和所述6轴机器人的通道，其中所述5轴机器人对应 第一通道，所述6轴机器人对应第二通道； 步骤3 ;分别获取所述5轴机器人和6轴机器人各关节轴的运动目标位置； 步骤4 ;按照所获取的5轴机器人和6轴机器人的各关节轴的运动目标位置，第一通道 实现对5轴机器人的各关节轴的运动控制，第二通道实现对6轴机器人的各关节轴的运动 虹制。2. 根据权利要求1所述的一种工业机器人的5轴6轴混合控制方法，其特征在于所述 步骤3具体包括如下步骤： 步骤31 ;根据所述工业机器人各杆件尺寸，W及根据各关节轴的当前运动状态，生成D-H参数表，该D-H参数表中包含第i个关节轴的转角Θ1，第i个关节轴与其相邻的第i-1 个关节轴之间的轴线距离曰1，第i个关节轴与第i-1个关节轴沿轴线方向的距离di，第i个 关节轴的轴线与其相邻的第i-1个关节轴的轴线之间的夹角Ui，其中i取值为1、2、…、 6 ； 步骤32 ;根据所述D-H参数表生成第i个关节轴变换矩阵f其中θι为第i个关节轴的转 角，为第i个关节轴与其相邻的第i-1个关节轴之间的轴线距离，di为第i个关节轴与第i-1个关节轴沿轴线方向的距离，α1为第i个关节轴的轴线与其相邻的第i-1个关节轴的 轴线之间的夹角，i取值为1、2、…、6 ; 步骤33 ;根据末端执行器的尺寸，生成相应的末端执行器变换矩阵At; 步骤34 ;通过第i个关节轴变换矩阵Ai和末端执行器变换矩阵At分别得出5轴机器 人和6轴机器人的运动学正解，i取值为1、2、…、6 ; 其中，5轴机器人的运动学正解Ps等于AiXA2XAsXA4XAsXAt，6轴机器人的运动学正 解Pe等于AiXAzXAsXAAXAsXAeXAt; 步骤35 ;分别根据5轴机器人和6轴机器人的运动学正解，相应得出5轴机器人和6轴 机器人的运动学逆解方程，并根据5轴机器人和6轴机器人的运动学逆解方程得到各自的 运动学逆解； 其中，5轴机器人的运动学逆解方程为：6轴机器人的运动学逆解方程为：步骤36 ;分别从5轴机器人和6轴机器人的多个运动学逆解中确定各自的唯一解，其 中对应5轴机器人的唯一解即为5轴机器人各关节轴的运动目标位置，对应6轴机器人的 唯一解即为6轴机器人各关节轴的运动目标位置。3. 根据权利要求2所述的一种工业机器人的5轴6轴混合控制方法，其特征在于在步 骤3之前还包括如下步骤： 分别配置编码器和数据总线接口给所述工业机器人的各关节轴；所述编码器用于检测 各关节轴的当前运动状态并通过数据总线接口传输。4. 根据权利要求1所述的一种工业机器人的5轴6轴混合控制方法，其特征在于： 5轴机器人的各关节轴与6轴机器人的各关节轴在不同时间段分别根据第一通道和第 二通道的控制实现独立运动。5. 根据权利要求2所述的一种工业机器人的5轴6轴混合控制方法，其特征在于： 采用最短路径法分别从5轴机器人和6轴机器人的多个运动学逆解中确定各自的唯一 解。6. -种工业机器人的5轴6轴混合控制系统，所述工业机器人包括第一关节轴、第二关 节轴、第Η关节轴、第四关节轴、第五关节轴、第六关节轴和多个杆件；多个所述杆件通过第 一关节轴、第二关节轴、第Η关节轴、第四关节轴、第五关节轴和第六关节轴相互串联连接； 其特征在于，所述第五关节轴和第六关节轴的末端均安装有末端执行器；所述控制系统包 括相互通信的第一通道和第二通道； 所述第一通道和第二通道均包括： 通道配置单元，用于分别配置所述5轴机器人和所述6轴机器人的通道，其中所述5 轴机器人对应第一通道，所述6轴机器人对应第二通道；设定第一关节轴，第二关节轴，第 Η关节轴，第四关节轴，第五关节轴，W及多个通过所述第一关节轴、第二关节轴、第Η关节 轴、第四关节轴和第五关节轴串联连接的杆件构成5轴机器人，同时设定第一关节轴，第二 关节轴，第Η关节轴，第四关节轴，第五关节轴，第六关节轴，W及多个通过所述第一关节 轴、第二关节轴、第Η关节轴、第四关节轴、第五关节轴和第六关节轴串联连接的杆件构成6 轴机器人； 目标位置获取单元，用于分别获取所述5轴机器人和6轴机器人各关节轴的运动目标 位置； 和控制单元，用于按照所获取的5轴机器人和6轴机器人的各关节轴的运动目标位置， 实现对5轴机器人的各关节轴的运动控制，或实现对6轴机器人的各关节轴的运动控制。7. 根据权利要求6所述的一种工业机器人的5轴6轴混合控制系统，其特征在于所述 目标位置获取单元包括： D-H参数表生成模块，用于根据所述工业机器人各杆件尺寸，W及根据各关节轴的当前 运动状态，生成D-H参数表，该D-H参数表中包含第i个关节轴的转角Θ1，第i个关节轴与 其相邻的第i-1个关节轴之间的轴线距离曰1，第i个关节轴与第i-1个关节轴沿轴线方向 的距离山，第i个关节轴的轴线与其相邻的第i-1个关节轴的轴线之间的夹角α1，其中i 取值为1、2、…、6 ; 关节轴变换矩阵生成模块，用于根据所述D-H参数表生成第i个关节轴变换矩阵，其中θι为第i个关节轴的转角，曰1 为第i个关节轴与其相邻的第i-1个关节轴之间的轴线距离，di为第i个关节轴与第i-1 个关节轴沿轴线方向的距离，α1为第i个关节轴的轴线与其相邻的第i-1个关节轴的轴线 之间的夹角，i取值为1、2、…、6 ; 末端执行器变换矩阵生成模块，用于根据末端执行器的尺寸，生成相应的末端执行器 变换矩阵At; 运动学正解获取模块，用于通过第i个关节轴变换矩阵Ai和末端执行器变换矩 阵At分别得出5轴机器人和6轴机器人的运动学正解，i取值为1、2、一.6,其中，5轴 机器人的运动学正解Pe等于AiXA2XA3XA4XAsXAt，6轴机器人的运动学正解Pe等于 k,乂k!乂kj乂乂ks乂乂K ; 运动学逆解获取模块，用于分别根据5轴机器人和6轴机器人的运动学正解，相应得出 5轴机器人和6轴机器人的运动学逆解方程，并根据5轴机器人和6轴机器人的运动学逆解 方程得到各自的运动学逆解； 其中，5轴机器人的运动学逆解方程为：6轴机器人的运动学逆解方程为：和唯一解确定模块，用于分别从5轴机器人和6轴机器人的多个运动学逆解中确定各 自的唯一解，其中对应5轴机器人的唯一解即为5轴机器人各关节轴的运动目标位置，对应 6轴机器人的唯一解即为6轴机器人各关节轴的运动目标位置。8. 根据权利要求6所述的一种工业机器人的5轴6轴混合控制系统，其特征在于所述 第5关节轴安装的末端执行器为电主轴和松夹装置，所述第6关节轴安装的末端执行器为 气动卡具。9. 根据权利要求6所述的一种工业机器人的5轴6轴混合控制系统，其特征在于所述 机器人还包括多个用于检测各关节轴的当前运动状态的编码器和连接所述编码器的数据 总线接口。
【专利摘要】本发明公开了一种工业机器人的5轴6轴混合控制方法及其系统，所述混合控制方法包括如下步骤：分别配置所述5轴机器人和所述6轴机器人的通道，其中所述5轴机器人对应第一通道，所述6轴机器人对应第二通道；分别获取所述5轴机器人和6轴机器人各关节轴的运动目标位置；按照所获取的5轴机器人和6轴机器人的各关节轴的运动目标位置，第一通道实现对5轴机器人的各关节轴的运动控制，第二通道实现对6轴机器人的各关节轴的运动控制；本发明可实现利用5轴机器人进行材料加工，减小了机械连接柔性，降低了材料加工过程中的振动，利用6轴机器人进行工件搬运，保持了操作的灵活性。
【IPC分类】B25J9/18, B25J1/02, B25J9/08
【公开号】CN105313119
【申请号】CN201410337702
【发明人】于德海, 陈虎, 周国锋, 李亚鹏, 蔡春刚, 吴福海, 于本宏, 李经明, 姜珑, 刘庭刚, 许钢
【申请人】大连科德数控有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年7月15日
【公告号】WO2016008215A1