一种基于姿态控制的鞋底喷胶路径的规划方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105894120A(43)申请公布日2016.08.24(21)申请号201610217580.9(22)申请日2016.04.08(71)申请人泉州装备制造研究所地址362100福建省泉州市台商投资区东园镇群青村杏秀路行政服务大楼5楼511室(72)发明人李俊谢银辉(74)专利代理机构泉州市文华专利代理有限公司35205代理人卢清华(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06F17/11(2006.01)G06F17/16(2006.01)B25J13/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于姿态控制的鞋底喷胶路径的规划方法(57)摘要本发明一种基于姿态控制的鞋底喷胶路径的规划方法，主要包括机器人、激光轮廓测量仪、胶枪及工控机，通过激光轮廓测量仪扫描鞋底，得到鞋底曲面的三维点云，数据处理后进行喷胶路径规划，在工控机上生成控制程序导入机器人，根据不同的鞋型控制机器人末端胶枪的姿态，完成鞋底的喷胶工序，能够使胶枪姿态跟随鞋底轮廓拟合曲线的斜率进行变化，可以根据不同的鞋型控制机器人的末端胶枪姿态，且由于本发明的喷胶路径经过平滑处理，能够减少机器人电机换向的次数，提高机器人的运行速度，从而提高喷胶效率，并延长机器人的工作寿命。CN105894120ACN105894120A权利要求书1/2页1.一种基于姿态控制的鞋底喷胶路径的规划方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、通过激光轮廓测量仪扫描得到鞋底曲面信息，根据曲面信息提取鞋底轮廓曲线，对鞋底轮廓曲线进行偏置规划，生成喷胶轨迹线：步骤2、对步骤1得到的喷胶轨迹曲线采用分段曲线拟合法进行平滑处理，即在喷胶轨迹曲线的每段区间上进行局部最小二乘法拟合：步骤3、根据喷胶轨迹曲线的斜率控制机器人末端胶枪的姿态，结合机器人喷胶时的运动模型，通过机器人逆运动学逆解得到机器人在喷胶过程中每个关节转动的序列角度；步骤4、依据步骤3得到的机器人在喷胶过程中每个关节转动的序列角度,在工控机上生成控制程序导入机器人，根据不同的鞋型控制机器人的末端胶枪姿态，完成鞋底的喷胶工序。2.根据权利要求1所述的一种基于姿态控制的鞋底喷胶路径的规划方法，其特征在于该步骤1具体为：通过激光轮廓测量仪扫描得到由一组三维点云数据构成的鞋底曲面信息，将该鞋底三维点云数据投影到XOY平面上，提取鞋底最外圈轮廓曲线，该XOY平面上的鞋底轮廓曲线以参数形式表示为r(u)＝(x(u)，y(u))，其参数形式的偏置曲线为：其中，d是偏置的距离，N(u)为单位法向量，对轮廓曲线r(u)上的每个数据点及两个相邻点进行分段处理，近似求得轮廓曲线r(u)上每个数据点对应的法线，设置偏置的距离d，由式(1)得到偏置的喷胶轨迹曲线。3.根据权利要求1所述的一种基于姿态控制的鞋底喷胶路径的规划方法，其特征在于该步骤3具体为：建立机器人各个连杆坐标系，得到机器人连杆参数，建立坐标系{i}相对于坐标系{i-1}的变换，从而得到机器人末端胶枪相对于基础坐标系的变换矩阵T6,0：式中O为规定安装有胶枪的法兰的自身方向的矢量，A为所述法兰接近工件的矢量，N为由方向矢量O和接近矢量A并结合右手法则得到的机器人末端所述法兰的法线矢量，P为所述法兰中心点的位置矢量,则机器人变换矩阵表示为：在鞋底喷胶的过程中，使胶枪在鞋底的投影始终垂直于喷胶轨迹曲线，结合拟合后的喷胶轨迹曲线的方程，确定机器人变换矩阵T6,0，根据机器人运动学方程逆解得到式(4)，相应得到机器人关节1到关节6转动的角度θ1至θ6：2CN105894120A权利要求书2/2页其中：s6＝-nx(c1c23s4-s1c4)-ny(s1c23s4+c1c4)-nzs23s4，c6＝nx[(c1c23c4+s1s4)c5-c1s23s5]+ny[(s1c23c4-c1s4)c5-s1s23s5]axc1s23-nz(s23c4c5+c23s5)上述sj为sinθj的简写，cj为cosθj的简写，j＝1、2，…，6，s23为sin(θ2+θ3)的简写，c23为cos(θ2+θ3)的简写。3CN105894120A说明书1/5页一种基于姿态控制的鞋底喷胶路径的规划方法技术领域[0001]本发明设计一种基于姿态控制的鞋底喷胶路径的规划方法。背景技术[0002]在机器人鞋底喷胶的工序中，由于鞋底为各种型号的不规则曲面，其喷胶路径需要根据不同的型号的鞋底进行自适应规划。目前的鞋底喷胶路径的规划，主要是根据鞋底轮廓获取的，由于鞋底轮廓的不规则性，鞋底喷胶路径存在不平滑的缺点，对喷胶的连续性造成影响；另外，喷胶路径规划中缺少对机器人末端的胶枪进行姿态控制，则机器人末端的胶枪的不适当姿态会造