CN119388446A 一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法及系统 （浙江理工大学）

一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规本发明公开了一种基于滤波器的机械臂加刀具与刀尖的光顺误差计算运动路径转角处的2通过数控文件获取运动路径，基于刀具与刀尖的光顺误差计算运通过所述运动路径中相邻的路径点之间的差值、所述刀具与刀调整后的所述延迟时间常数设计对应刀具与刀尖的滤波器，通过所述滤波器计算运动曲基于关节空间与刀具运动空间的关系建立延迟时间常数与关节运2.根据权利要求1所述的一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法，其特征在;;3.根据权利要求2所述的一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法，其特征在3;T为刀尖的延迟时间常数，i=1,2,3；为刀具位置相邻的路径点坐标与pa之间的差值，O,=arccoso,·ol为4.根据权利要求2所述的一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法，其特征在;其中，原速度信号V(r)经过时域上的脉冲信号与FIR滤波器做卷积计算得到速度信号5.根据权利要求2所述的一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法，其特征在于，所述基于关节空间与刀具运动空间的关系建立延迟时间常数与关节运动约束的方程，6.根据权利要求5所述的一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法，其特征在;;和R代表末端坐标系绕轴的旋转角度，R:代47.根据权利要求6所述的一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法，其特征在;;8.根据权利要求6所述的一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法，其特征在;其中，原位置信息L(t)经过时域上的脉冲信号与FIR滤波器做四次卷积计算得到位置9.一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划系统，应用权利要求1_8任一所述的一重叠时间计算模块，基于数控文件获取运动路径，基于刀具滤波器构建模块，通过所述运动路径中相邻的路径点之间的差值运动约束模块，基于所述运动曲线建立关节空间与所述运动空间的路径更新模块，基于预设的插补方程，结合更新后的延迟时间5[0004]目前常用的轨迹插补方法考虑采用高阶连续曲线对离散的G01轨迹进行拟合法或虑在轨迹全局范围或者局部范围进行高阶曲线的拟合或逼近。然后规划刀具的运动速度、[0006]有鉴于此，本发明提供了一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法及系束以及所述重叠时间计算延迟时间常数，调整原延迟时间常数并同步刀具与刀尖的运动，基于关节空间与刀具运动空间的关系建立延迟时间常数与关节运动约束的方程，基于预设的插补方程，结合更新后的延迟时间常数与所述运动约束更新运动路6;;为刀具位置相邻的路径点坐标与pa之间的差值，O,=arccoso,·ol为7;;;其中，R:为机器人旋转矩阵，R、R,和R代表末端坐标系绕轴的旋转角度，;;8;其中，原位置信息L(t)经过时域上的脉冲信号与FIR滤波器做节空间约束更新所述延迟时间常数，再通过机械臂动力学得到机械臂关节空间的运动约图3为本发明提供的高阶FIR滤波器与2阶图7为本发明提供的基于动力学约束后的规划与采用保守值的一般约束下的规划9[0020]本发明实施例公开了一种基于滤波器的机械臂加工刀具路径规划方法，如图1所基于关节空间与刀具运动空间的关系建立延迟时间常数与关节运动约束的方程，;;;;;与刀尖的延迟时间常数，i=1,2,3，和E。分别表示刀具与刀尖的光顺误差，和可以看出经过所提的三阶FIR滤波器卷积计算所得到运动曲线更为平滑，且加加速度曲线;其中，、为刀具的延迟时间常数，、为刀尖的延迟时间常数，O,=arccoslo,·OI为刀尖方向相邻的路径点坐标0,与oa之间的角度，;其中，原速度信号V(r)经过时域上的脉冲信号与FIR滤波器做卷积计算得到速度;;;i;;[0030]对建立的摩擦力模型转变为带有线性化参数矩阵与非线性参数矩阵相乘的形式，;权最小二乘的算法辨识得到机械臂的动力学模识得到的参数集估计值，P和p'分别代表更新后与更新前的权重，代表归一化处理其中，R:根据所选择工作空间可以得到与刀具位置信息的关系，通过刀尖矢量与机器人旋转矩阵R:可以得到机械臂末端欧拉角的关系：;;;为摩擦力力矩，表示环境力影响下的力矩，通过约束力矩得到关节的运动约束、;i和得到该段路径下刀具的最大速度、加速度和;[0038]与切向约束下的延迟时间常数对比，进而得到关节空间约束;;0尖角加速度，、和分别代表机器人第i个关节处关节角位移对刀尖角位移的一[0039]在一个具体实施例中，通过机械臂关节约束后得到更新后的滤波器延迟时间常;;;;当不满足T,之T;和时，调整加速度和加加速度的数值满足;速度和加加速度的数值满足不等式关系：;;其中，刀具位置运动时间为和刀尖方向运动时间为。;[0041]经过机械臂关节空间动力学约束后形成的插补点与机械臂关节运动保守值约束下形成的插补点对比见图7，可以发现经过动力学辨识后得到的运动约束减小了刀具的运[0044]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发