华中科技大学杨吉祥获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种工业机器人加转台的喷涂路径规划方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115716269B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211564837.X,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种工业机器人加转台的喷涂路径规划方法及系统是由杨吉祥;漆琪;丁汉设计研发完成,并于2022-12-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种工业机器人加转台的喷涂路径规划方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于机器人喷涂路径生成技术领域,并具体公开了一种工业机器人加转台的喷涂路径规划方法及系统,其包括:根据复杂曲面零件模型,确定初始喷涂路径和初始喷涂姿态;确定可能发生干涉的其他曲面,对初始喷涂姿态进行调整,获得无干涉的喷涂姿态;基于无干涉的喷涂姿态构建机器人工具坐标系和喷涂工件坐标系的转换关系,得到机器人喷涂冗余角与转台旋转冗余角的关联关系;构建优化模型,以机器人喷涂关节效率为优化目标,以机器人喷涂冗余角、转台旋转冗余角为优化变量,考虑机器人喷涂可达性;进而基于关联关系,对优化模型采用差分进化算法求解得到机器人喷涂路径以及转台旋转冗余角。本发明可实现喷涂时的机器人与变位机转台的运动光顺。
本发明授权一种工业机器人加转台的喷涂路径规划方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种工业机器人加转台的喷涂路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤: S1、根据复杂曲面零件模型,获取曲面参数,进而确定初始喷涂路径和初始喷涂姿态; S2、根据待喷涂的曲面,确定可能发生干涉的其他曲面,从而对初始喷涂姿态进行调整,获得无干涉的喷涂姿态; S3、基于无干涉的喷涂姿态构建机器人工具坐标系和喷涂工件坐标系的转换关系,进而得到机器人喷涂冗余角与转台旋转冗余角的关联关系; S4、构建优化模型,具体以机器人喷涂关节效率为优化目标,以机器人喷涂冗余角、转台旋转冗余角为优化变量,考虑机器人喷涂可达性;进而基于所述关联关系,对优化模型进行求解得到机器人喷涂路径以及转台旋转冗余角; 步骤S2中,无干涉的喷涂姿态具体为: 其中,为初始喷涂姿态;以路径点处曲面的法向量为z轴、切向量为x轴建立局部路径点坐标系,α、β分别为初始喷涂姿态绕x轴、y轴旋转的角度,Rxα、Ryβ分别为绕x轴、y轴旋转的旋转矩阵; 采用OPCODE干涉检测算法检测干涉情况,通过迭代调整α,β得到无干涉的喷涂姿态; 步骤S3具体包括: 标定外置转台旋转中心和转台旋转0度时的喷涂工件坐标系;进而得到转台旋转冗余角θ与喷涂工件坐标系的关系为: Twcsθ=Tturntable·rotzθ·invTturntable·Twcs0 其中,Twcsθ表示转台旋转θ度时的喷涂工件坐标系旋转矩阵,Twcs0表示转台旋转0度时的喷涂工件坐标系旋转矩阵,Tturntable表示转台旋转中心在0度下的坐标系旋转矩阵,inv代表矩阵的逆,rotzθ为绕z轴旋转θ度的旋转矩阵; 标定机器人工具坐标系,结合机器人运动学,有: 其中,γ为机器人喷涂冗余角,为无干涉的喷涂姿态,Tb为机器人末端关节的姿态,Ttcp表示机器人工具坐标系旋转矩阵; 从而得到机器人工具坐标系和喷涂工件坐标系的转换关系,同时基于喷涂工件坐标系,建立机器人喷涂冗余角θ和转台旋转冗余角γ的关联关系。
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