一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械手相关技术领域，特别是一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]汽车厂冲压自动化生产线一般包含4-5台压机，压机之间通过机械手完成上下料；本方案涉及的机械手为连杆双臂机械手，用于完成X/Z平面的板料传送；每套机械手包含一台上料手、一台下料手以及一个输送小车，主要实现的功能为上一工位下料手将冲压工件从压机内取出后放到输送小车上，输送小车运行到上料位置后，本工位上料手从小车上取料送入压机内，压机冲压完成后，本工位下料手再从压机内将工件取出放到下一工位小车上。
[0003]压机上料手、下料手以及输送小车均由两个伺服电机控制机械运动，上料手、下料手的机械结构完全相同，由两个运动轴组成，其中一个直线轴Z轴通过带轮以及皮带带动机械手整体沿垂直方向运动，另一个旋转轴通过连杆机构将电机的旋转转换为X和Z轴方向的平面运动，
[0004]现有机械手的运动控制方法，需要设定不同的空间轨迹曲线，然后根据空间轨迹曲线上的每个点，计算出所需要的电机参数，在运行时，判断机械手到达那个位置点，然后读取该点对应的电机参数，并控制电机按照电机参数运行，以使机械手到达下一个点。
[0005]然而，每个点均是采用空间位置进行保存，系统需要不停的读取不同的空间位置，并根据该空间位置获取其对应的电机参数，特别是当机械手抓取不同零件时，其零件大小不一致，导致空间轨迹曲线也不一致，为此需要针对不同的零件，保存不同的空间位置，使得运动平滑性较低，抓取效率不高。
【发明内容】
[0006]基于此，有必要针对现有技术的机械手运动控制方法效率较低的技术问题，提供一种连杆结构机械手的运动控制方法及系统。
[0007]—种连杆结构机械手的运动控制方法，包括:
[0008]步骤11，获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点，所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点，所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点，所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置；
[0009]步骤12，按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线；
[0010]步骤13，所述空间轨迹曲线上的点为空间点，将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度，根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线；
[0011]步骤14，确定所述空间点所对应的电机参数，并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联，所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数；
[0012]步骤15，根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数，控制所述电机转动，从而带动所述机械手运动。
[0013]一种连杆结构机械手的运动控制系统，包括:
[0014]轨迹点获取模块，用于获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点，所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点，所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点，所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置；
[0015]空间轨迹曲线生成模块，用于按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线；
[0016]凸轮曲线生成模块，用于所述空间轨迹曲线上的点为空间点，将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度，根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线；
[0017]电机参数关联模块，用于确定所述空间点所对应的电机参数，并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联，所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数；
[0018]机械手运动模块，用于根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数，控制所述电机转动，从而带动所述机械手运动。
[0019]本发明将空间轨迹曲线转换为凸轮曲线，则在控制机械手时，仅需要判断当前所处电机角度，并根据电机角度获取对应的电机参数。对于不同的空间轨迹曲线上的点，均可以转换为统一的电机角度，使得系统在运行的过程中，能够以统一的电机角度获取电机参数，提供了工作效率，也同时提高了机械手运行的平滑性。
【附图说明】
[0020]图1为本发明一种连杆结构机械手的运动控制方法的工作流程图；
[0021]图2为机械手的示意图；
[0022]图3为本发明一个最佳实施例中的空间轨迹曲线示意图；
[0023]图4为本发明一个最佳实施例的大圆弧过渡的示意图；
[0024]图5为本发明一个最佳实施例的小圆弧过渡的TJK意图；
[0025]图6为本发明一个最佳实施例的路径速度曲线示意图；
[0026]图7A为本发明一个最佳实施例中的X轴凸轮曲线示意图；
[0027]图7B为图7A的X轴凸轮曲线示意图对应的速度曲线示意图；
[0028]图7C为图7A的X轴凸轮曲线示意图对应的加速度曲线示意图；
[0029]图8A为本发明一个最佳实施例中的Z轴凸轮曲线示意图；
[0030]图8B为图8A的Z轴凸轮曲线示意图对应的速度曲线示意图；
[0031]图8C为图8A的Z轴凸轮曲线示意图对应的加速度曲线示意图；
[0032]图9为本发明一种连杆结构机械手的运动控制系统的结构模块图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0034]如图1所示为本发明一种连杆结构机械手的运动控制方法的工作流程图，包括:
[0035]步骤11，获取用于标识所述机械手空间位置的多个轨迹点，所述轨迹点包括用于标识抓料位置的抓料点、用于标识放料位置的放料点、以及所述抓料点和放料点之间的过渡点，所述过渡点包括第一过渡点、第二过渡点、第三过渡点和第四过渡点，所述空间位置为所述机械手的水平位置和竖直位置；
[0036]步骤12，按照抓料点、第一过渡点、第二过渡点、放料点、第三过渡点、第四过渡点和抓料点的顺序生成空间轨迹曲线；
[0037]步骤13，所述空间轨迹曲线上的点为空间点，将所述空间轨迹曲线上的多个空间点转换为对应的电机角度，根据所述多个电机角度生成基于时间轴的凸轮曲线；
[0038]步骤14，确定所述空间点所对应的电机参数，并将对应的电机参数与空间点对应的电机角度关联，所述电机参数为控制所述机械手运动的电机在对应空间点的运行参数；
[0039]步骤15，根据所述凸轮曲线及凸轮曲线上的点所对应的电机参数，控制所述电机转动，从而带动所述机械手运动。
[0040]如图2所示为机械手的示意图，机械手的连杆机构以O点为中心旋转，并以