买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：福州大学

摘要：本发明提供的一种基于solidworks的工业机器人磨抛路径生成方法及设备，其方法包括：步骤S1、获取工件三维模型中需要进行磨抛路径规划的加工表面，根据用户设定的残余高度以及弦高误差来规划工业机器人在加工表面的磨抛路径；步骤S2、对于已规划好磨抛路径的所有加工表面，通过蚁群算法与改进RRT算法生成不同加工表面中磨抛路径之间的最短无干涉连接路径；由此，本发明有利于提高磨抛路径生成的自动化能力和提高生产效率。

主权项：1.一种基于solidworks的工业机器人磨抛路径生成方法，其特征在于，包括：步骤S1、获取工件三维模型中需要进行磨抛路径规划的加工表面，根据用户设定的残余高度以及弦高误差来规划工业机器人在所述加工表面的磨抛路径；步骤S2、对于已规划好磨抛路径的所有加工表面，通过蚁群算法与改进RRT算法生成不同加工表面中磨抛路径之间的最短无干涉连接路径；所述步骤S1包括：步骤S11、获取工件三维模型中需要进行磨抛路径规划的加工表面、用户设定的磨抛路径离散成磨抛路径点时许可的弦高误差以及用户设定的磨抛加工时许可的残余高度；步骤S12、获取所述加工表面的最小曲率半径；步骤S13、根据所述残余高度和所述最小曲率半径计算得到截平面的最大间距；步骤S14、根据所述加工表面是否为回转表面来得到生成参考平面的法线线段；步骤S15、获得生成参考平面的法线线段长度，将所述截平面的最大间距作为要生成的参考平面的间距，以生成若干参考平面；步骤S16、生成所述加工表面以及所生成的参考平面的交线；步骤S17、遍历步骤S16中所生成的交线，根据所述弦高误差将其离散为加工路径点，并依据顺序进行保存所述加工路径点；步骤S18、根据所述加工路径点生成并保存工业机器人的位姿信息，以得到工业机器人在所述加工表面的磨抛路径；步骤S19、循环执行所述步骤S11至步骤S18，直至完成所述工件三维模型中所有需要进行磨抛路径规划的加工表面；所述步骤S14包括：步骤S141、判断所述加工表面是否为回转表面，若是，则执行步骤S142，否则执行步骤S143；步骤S142、以所述加工表面的轴线作为生成参考平面的法线，所述加工表面的轴线为线段；步骤S143、分别获得所述加工表面在UV方向距离最远点连接成的直线线段，以其中最短的直线线段作为生成参考平面的法线线段；所述步骤S15包括：步骤S151、根据法线方向以及与法线线段起始点重合来获得第一个参考平面；步骤S152、为下一参考平面与第一个参考平面的第一距离赋值为所述截平面的最大间距；步骤S153、获得生成参考平面的法线线段长度，判断所述第一距离是否小于生成参考平面的法线线段长度，若是，则执行步骤S154，否则执行步骤S16；步骤S154、生成与第一个参考平面相距所述第一距离的参考平面；步骤S155、将下一参考平面与第一个参考平面的第一距离更新为所述截平面的最大间距加上当前的第一距离并返回至步骤S153，直至更新后的第一距离小于生成参考平面的法线线段长度，得到若干参考平面；所述步骤S17包括：步骤S171、创建加工路径文件用于存储加工路径点；步骤S172、遍历步骤S16中所生成的交线，根据所述弦高误差将其离散为加工路径点，并依据顺序尾插入所述加工路径文件中进行保存；所述步骤S18包括：步骤S181、对于每一个所述加工表面，创建X轴文件、Y轴文件以及Z轴文件用于存储加工路径点姿态的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向，创建位姿文件用于存储加工路径点姿态的四元数信息；步骤S182、获取所述加工路径文件中各个加工路径点的单位法向量信息，并将其尾插入Z轴文件进行保存；步骤S183、将参考平面的法向量作为加工路径点姿态的Y轴方向，将其保存于所述Y轴方向中，所述参考平面相互平行且法向量皆相等；步骤S184、将Y轴文件以及Z轴文件中的元素进行叉乘，所得值作为加工路径点姿态的X轴方向，将其保存于X轴文件中；步骤S185：根据X轴文件、Y轴文件以及Z轴文件中各个元素相对应的值，将其转成四元数后尾插入所述位姿文件中；步骤S186、将每一个所述加工表面的所述加工路径文件和所述位姿文件分别尾插入加工路径总文件和位姿总文件中，并进行缓存，所述加工路径总文件和位姿总文件分别用于存储不同加工表面上的加工路径点以及相应的姿态信息；所述步骤S2包括：步骤S21、将已规划好磨抛路径的所有加工表面作为需要连接的加工表面，根据所需要连接表面的数量n以及每个加工表面上磨抛路径线所具有的两个端点，创建2n大小的二维数组citySite，将i、j分别作为二维数组的行、列索引，当i和j为2的倍数时，i与i+1、j与j+1表示由步骤S1所生成同一加工表面的磨抛路径点上的第一个点和最后一个点，所述二维数组citySite[i][j]存储的信息为端点i到端点j的无干涉路径长度；步骤S22、所述二维数组citySite中用不同两个加工表面上的点分别作为起始点和目标点，利用改进RRT算法分别找到一条可达路径，同时判断扩展节点是否与磨抛工件相干涉；步骤S23、保留步骤S22中所寻找到的可达路径，计算可达路径长度，将作为所述二维数组citySite所存储的值；步骤S24、根据所述二维数组citySite中存储的值作为两个节点间距离，采用蚁群算法进行连接，以生成最佳路径，在蚁群算法选择下一节点的过程中判断所在节点所在表面的另一端点是否有被选择，若无，则下一节点必为所在节点所在表面的另一端点，若有，则按照蚁群算法规定选择下一节点；步骤S25、将所述最佳路径排序索引存储于bestRoute，所述bestRoute表示各个表面端点如何连接将会形成最短且不同表面之间无干涉的连接路径；步骤S26、获取用户设定的磨抛路径的起始加工点，判断所设定加工起始点所在表面的另一端点在bestRoute的位置是在所述加工起始点前还是后，若为后则执行步骤S27，若为前则执行S28；步骤S27、将起始点前的所有bestRoute数据不变方向的插入到bestRoute末尾；步骤S28、反转bestRoute后将所述加工起始点前的所有bestRoute数据不变方向的插入到bestRoute末尾；步骤S29、创建加工路径最终文件和位姿最终文件，根据bestRoute存储的信息，将对应的加工路径总文件和位姿总文件中元素分别尾插入加工路径总文件和位姿总文件，并根据bestRoute的信息判断加工路径总文件和位姿总文件中元素分别尾插入加工路径总文件和位姿总文件时是否需要反转，当bestRoute相邻两元素为不同加工表面端点的索引时，在位姿最终文件中尾插入对应的由步骤S23保留的可达路径，同时根据不同加工表面两端点的四元数值进行插值，尾插入位姿最终文件中，所述插值数量为可达路径点的数量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 福州大学 基于solidworks的工业机器人磨抛路径生成方法及设备