[发明专利]一种基于捷度控制的多轴机械运动轨迹规划方法

权利要求书

1.一种基于捷度控制的多轴机械运动轨迹规划方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：

步骤1、设置多轴机械的捷度阈值和加速度阈值；

步骤2、获得多轴机械各个运动轴的PT曲线，并利用捷度阈值和加速度阈值标记各个运动轴PVT曲线上所有的突变点；

步骤3、利用插值算法替换所有突变点；

步骤4、利用各个运动轴PT曲线计算获得各种PVT曲线；

步骤5、利用运动轴PT曲线反算机械末点运动轨迹，并进行新轨迹与原始轨迹的偏差计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于捷度控制的多轴机械运动轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤2具体包括：

步骤2.1、利用现有常规方法获得各个运动轴PT曲线；

步骤2.2、根据各个运动轴的PT曲线，根据捷度阈值和加速度阈值标记各个运动轴PVT曲线上所有的突变点。

3.根据权利要求2所述的一种基于捷度控制的多轴机械运动轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤2.1中获得各个运动轴PT曲线的具体步骤为：

步骤2.1.1、根据具体的要求规划机械装置末点的运动路线；

步骤2.1.2、对规划的运动路线进行末点的S曲线运行轨迹规划，获得路径中的关键点P；

步骤2.1.3、根据机械末点P解算当前状态最优的各运动单元瞬时位置p，完成所有关键点解算后，即可获得各运动单元的运动轨迹。

4.根据权利要求2所述的一种基于捷度控制的多轴机械运动轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤2.2具体包括如下步骤：

步骤2.2.1、根据各个运动轴的PT曲线，并以PT曲线计算相应的加速度曲线和捷度曲线；

步骤2.2.2、根据捷度阈值和加速度阈值筛选曲线突变点，并将其在曲线中的坐标记录获得突变点集合。

5.根据权利要求4所述的一种基于捷度控制的多轴机械运动轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤2.2.1中根据各个运动轴的PT曲线，精确计算获得相应的加速度曲线和捷度曲线的步骤为：

步骤2.2.1.1.1、每个轴上的PT曲线中P为一维标量，表示为距离；以时间T为横坐标，以距离P作为纵坐标，形成离散的PT曲线；

步骤2.2.1.1.2、将离散的PT矩形用三次样条的方式进行曲线拟合，边界条件根据起始点和末点的一阶导数来确定；

步骤2.2.1.1.3、获取相邻邻两点间的三次样条曲线表达式；

Ax³+Bx²+Cx+D＝0(x∈[t_i,t_i+1])，则任意点的加速度值为6Ax+2B，捷度值为6A。

6.根据权利要求4所述的一种基于捷度控制的多轴机械运动轨迹规划方法，其特征在于：所述的步骤2.2.1中根据各个运动轴的PT曲线，近似计算获得相应的加速度曲线和捷度曲线的步骤为：

步骤2.2.1.2.1、每个轴上的PT曲线中P为一维标量，表示为距离；以时间T为横坐标，以距离P作为纵坐标，形成离散的PT曲线；

步骤2.2.1.2.2、近似计算获得相应的加速度值和捷度值；

对于位置点P_n，其加速度值约为：

或者

其捷度值约为：

对于首点(n＝1)和末点的加速度，其加速度值约为：

和

其捷度值约为：