作業効率を改善し、ロボットが特定のタスクを最短時間で完了できるようにするには、合理的な動作計画が必要です。 オフラインのモーション プランニングは、パス プランニングと軌道プランニングに分けられます。
経路計画の目標は、経路と障害物との間の距離をできるだけ長くし、経路の長さをできるだけ短くすることです。 軌道計画の目的は、ロボットの関節空間移動中のロボットの実行時間をできるだけ短くするか、エネルギーをできるだけ小さくすることです。 軌道計画は、経路計画に基づいて時系列情報を追加し、タスクを実行する際のロボットの速度と加速度を計画して、滑らかさと速度制御性の要件を満たします。
ティーチングとプレイバックは、パス プランニングを実現する方法の 1 つです。 作業工程では、操作空間を介したティーチングとティーチング結果の記録が繰り返されます。 現場でのティーチングは、ロボットが完了する必要があるアクションに直接対応し、パスは直感的で明確です。 欠点は、経験豊富なオペレーターが必要であり、多くの時間を消費することです。 パスは必ずしも最適化されているわけではありません。 上記の問題を解決するために、ロボットの仮想モデルを確立し、タスクの経路計画を仮想視覚操作によって完了することができます。
共同空間でパスプランニングを行うことができます。 関節軌道の補間関数として 5 次 B スプラインを使用でき、運動時間に対する加速度の 2 乗の積分を目的関数として最適化して、各関節の運動が十分に滑らかであることを確認できます。 あるいは、ロボットの関節軌道は 5 次 B スプラインを使用して補間でき、ロボットの各関節の速度と加速度の終点値は、滑らかさの要件に従って任意に構成できます。 さらに、関節空間での軌道計画により、手術空間の特異性を回避できます。 チームは、関節空間での特異点を回避するための関節軌道最適化アルゴリズムも設計しました。 6- DOF アーク溶接ロボットの関節関数の冗長性をタスク プロセスに使用し、ロボットの特異点と関節の制約を制約として、TWA 法を使用して最適化計算を行います。
ジョイント スペース パス プランニングには、オペレーション スペース パス プランニングと比較して次のような利点があります。
1. 動作空間におけるロボットの特異性の問題が回避されます。
2. ロボットの動きはジョイント モーターによって制御されるため、ジョイント空間での多数の順運動学および逆運動学の計算が回避されます。
3. 関節空間内の各関節の軌跡は、制御の最適化に便利です。