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0 引言

机器人的轨迹规划,在机器人控制中具有重要的作用,直接影响着控制的准确性和快速性。而插补算法是整个机器人轨迹规划控制过程的精华所在,占据着举足轻重的地位。通过示教机器人运动路径上的某些关键点,然后根据轨迹特征算出这些示教点之间必须到达的中间位置点,通过插补进行控制,从而实现高效率高精度的运动控制。

当曲线轨迹为圆弧时,除了示教圆弧起点和终点外,至少还应知道圆心或圆弧上一个辅助点。显然,示教圆心是很困难的,因而工业机器人终端执行器的轨迹圆弧通常由示教的圆弧起点、辅助点及圆弧终点决定,而这三点所决定的平面通常不一定平行于某一坐标平面,因而需要研究空间任意三点圆弧的插补算法[1]～[4]。

目前普遍采用基于坐标转换的空间圆弧插补方法,即通过坐标转换将空间圆弧转化为平面圆弧[5],利用平面圆弧插补算法进行计算,之后再通过坐标转换把插补点从平面结果转换为空间结果。此方法需要进行多次坐标变换,计算过程复杂,计算工作量大。现有空间圆弧插补方法未提及过辅助点姿态;随着工业发展的进步,控制指令的简便,某些特殊应用场合如焊接、涂胶等需要经过辅助点的姿态。

针对以上问题,提出了一种用于工业机器人的过辅助点姿态空间圆弧插补方法。该插补方法示教任意不共线的空间三点,不需要坐标转换将空间点转换成平面点进行计算,而是直接进行空间离散点的计算,并且对姿态进行规划使其过辅助点姿态,能根据给定的圆弧起点、辅助点及终点完成任意空间圆弧插补。……