(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211523317.4 (22)申请日 2022.12.01 (71)申请人 北京航空航天大 学杭州创新研究院 地址 310000 浙江省杭州市滨江区长河街 道创慧街18号 (72)发明人 韩冰　牛建伟　侯人鸾　马群　 于晓龙　任涛　杨帆　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 余菲 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 协同运动控制方法及 装置、 机器人控制设备 和存储介质 (57)摘要 本申请提供一种协同运动控制方法及 装置、 机器人控制设备和存储介质， 涉及机器人控制技 术领域。 本申请在获取到附加轴系统按照当前附 加轴运动规划轨迹运动时的期望输出末端位姿， 以及目标工业机器人当前使用的机器人末端运 动规划轨迹的情况下， 根据期望输出末端位姿及 预存的目标工业机器人与附加轴系统之间的相 对位姿变换矩阵， 对机器人末端运动规划轨迹进 行轨迹修正， 而后控制目标工业机器人按照修正 得到的机器人末端期望运动轨迹运动， 使目标工 业机器人的机器人末端能够跟随附加轴系统的 输出末端协同运动， 从而有效保留工业机器人和 附加轴系统各自的运动轨迹规划独立性， 并有效 实现工业机 器人和附加轴 系统的协同运动效果。 权利要求书2页 说明书12页 附图3页 CN 115533924 A 2022.12.30 CN 115533924 A 1.一种协同运动控制方法， 其特 征在于， 所述控制方法包括： 获取附加轴 系统按照当前附加轴运动规划轨 迹运动时的期望 输出末端位姿； 获取目标工业机器人当前使用的机器人末端运动规划轨 迹； 根据所述期望输出末端位姿及预存的所述目标工业机器人与所述附加轴系统之间的 相对位姿变换矩阵， 对所述机器人末端运动规划轨迹进行轨迹修正， 得到机器人末端期望 运动轨迹； 控制所述目标工业机器人按照所述机器人末端期望运动轨迹运动， 使所述目标工业机 器人的机器人末端跟随所述附加轴 系统的输出末端协同运动。 2.根据权利要求1所述的控制方法， 其特征在于， 所述获取目标工业机器人当前使用的 机器人末端运动规划轨 迹的步骤， 包括： 检测所述目标工业机器人当前 是否需要执 行工件加工指令； 在检测到所述目标工业机器人当前需要执行工件加工指令的情况下， 将针对所述目标 工业机器人的机器人末端的与所述工件加工指 令匹配的加工作业前台控制轨迹， 作为所述 机器人末端运动规划轨 迹； 在检测到所述目标工业机器人当前不需要执行工件加工指令的情况下， 将针对所述机 器人末端的等待加工后台控制轨 迹， 作为所述机器人末端运动规划轨 迹。 3.根据权利要求1所述的控制方法， 其特征在于， 所述根据 所述期望输出末端位姿及预 存的所述目标工业机器人与所述附加轴系统之 间的相对位姿变换矩阵， 对 所述机器人末端 运动规划轨 迹进行轨 迹修正， 得到机器人末端期望运动轨 迹的步骤， 包括： 根据所述期望输出末端位姿计算所述附加轴系统当前的附加轴基座坐标系与输出末 端坐标系之间的期望齐次变换矩阵； 根据所述期望齐次变换矩阵、 所述相对位姿变换矩阵以及所述输出末端坐标系与工件 坐标系之 间的预设齐次变换矩阵， 计算得到所述工件坐标系当前与所述目标工业机器人的 机器人基座 坐标系之间的目标齐次变换矩阵； 按照所述目标齐次变换矩阵对所述机器人末端运动规划轨迹记录的目标相对位姿关 系进行参数调整， 得到所述机器人末端期望运动轨迹， 其中所述 目标相对位姿关系用于描 述所述工件坐标系与所述机器人基座 坐标系之间的相对位姿关系。 4.根据权利要求3所述的控制方法， 其特征在于， 所述工件坐标系与 所述机器人基座坐 标系之间的目标齐次变换矩阵采用如下式子计算得到： ； 其中， 用于表示所述工件坐标系 W与所述机器人基座坐标系 B之间的目标齐次变换 矩阵， 用于表示所述附加轴基 座坐标系D与所述机器人基座坐 标系B之间的已标定齐次 变换矩阵， 用于表示所述输出末 端坐标系 C与所述附加轴基座坐标系 D之间的期望齐次 变换矩阵， 用于表示所述工件坐标系 W与所述输出末端坐 标系C之间的预设齐次变换矩 阵， 其中所述已标定齐次变换矩阵为所述目标工业机器人与所述附加轴系统之 间的相对位权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115533924 A 2姿变换矩阵。 5.根据权利要求1 ‑4中任意一项所述的控制方法， 其特征在于， 所述控制所述目标工业 机器人按照所述机器人末端期望运动轨 迹运动的步骤， 包括： 基于机器人逆运动学原理对所述机器人末端期望运动轨迹进行逆运动学求解， 得到所 述目标工业机器人的各机器人关节的关节期望位置； 针对所述目标工业机器人的每个机器人关节， 按照该机器人关节的关节期望位置调整 该机器人关节的实际关节位置 。 6.根据权利要求1所述的控制方法， 其特 征在于， 所述控制方法还 包括： 获取外部录入的工件加工需求内容， 并针对所述目标工业机器人的机器人末端， 规划 形成与所述工件加工需求内容对应的加工作业前台控制轨 迹； 获取外部录入的等待加工需求内容， 并针对所述目标工业机器人的机器人末端， 规划 形成与所述 等待加工需求内容对应的等待加工后台控制轨 迹。 7.一种协同运动控制装置， 其特 征在于， 所述控制装置包括： 附加轴位姿获取模块， 用于获取附加轴系统按照当前附加轴运动 规划轨迹运动时的期 望输出末端位姿； 机器人轨迹获取模块， 用于获取目标工业机器人当前使用的机器人末端运动规划轨 迹； 机器人轨迹修正模块， 用于根据所述期望输出末端位姿及预存的所述目标工业机器人 与所述附加轴系统之 间的相对位姿变换矩阵， 对所述机器人末端运动规划轨迹进 行轨迹修 正， 得到机器人末端期望运动轨 迹； 机器人运动控制模块， 用于控制所述目标工业机器人按照所述机器人末端期望运动轨 迹运动， 使所述目标工业机器人的机器人末端跟随所述附加轴 系统的输出末端协同运动。 8.根据权利要求7 所述的控制装置， 其特 征在于， 所述控制装置还 包括： 机器人轨迹规划模块， 用于获取外部录入的工件加工需求内容， 并针对所述目标工业 机器人的机器人末端， 规划形成与所述工件加工需求内容对应的加工作业前台控制轨 迹； 所述机器人轨迹规划模块， 还用于获取外部录入的等待加工需求内容， 并针对所述目 标工业机器人的机器人末端， 规划形成与所述等待加工需求内容对应的等待加工后台控制 轨迹。 9.一种机器人控制设备， 其特征在于， 包括处理器和存储器， 所述存储器存储有能够被 所述处理器执行的计算机程序， 所述处理器可执行所述计算机程序， 以实现权利要求 1‑6中 任意一项所述的协同运动控制方法。 10.一种存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理器执 行时， 实现权利要求1 ‑6中任意一项所述的协同运动控制方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115533924 A 3