Существует шесть общих систем координат для промышленных роботов: базовая координата, DH, суставы, мир, Workbench, инструменты
Промышленные роботы могут использоваться в различных приложениях в области автоматизированных операций, таких как сварка, распыление, полировка,загрузка и разгрузка, а также сортировкаПолем Пока доступно подходящее решение, различные приложения могут осуществляться. Все они полагаются на гибкое использование систем координат роботами. Важность систем координат промышленных роботов заключается в обеспечении точного управления положением и отношением для роботов, упрощения программирования и отладки, адаптации к сложным сценариям применения, обеспечения согласованности и точности, а также многих других аспектов.
Система координат похожа на компас для операций робота, используемая для подтверждения позиции и осанки робота или для установления тестов на других заготовках. Существует несколько типов систем координат, используемых в робототехнике, включая базовую систему координат, систему координат DH, совместную систему координат, систему мировой координат, систему координат рабочего координат и систему координат инструментов.
1. Базовая система координат
Базовая система координат является контрольной системой координат для монтажной основы робота, обычно с точкой пересечения поверхности монтажа робота и первой осью вращения в качестве начала. Это основа других систем координат, используемых для описания общей позиции и осанки робота. Базовая система координат представляет собой фиксированную систему координат, которая не меняется с осанкой робота. Происхождение базовой системы координат, как правило, расположено на пересечении монтажной поверхности робота и первой оси вращения, причем ось x движется вперед, ось Y, движущаяся влево и ось z, движущаяся вверх, следуя правым правилу.
Основная функция базовой системы координат состоит в том, чтобы обеспечить стабильную точку отсчета для робота, что обеспечивает точное управление движением. Даже в случае изменений вращения совместного вращения и угла кручения базовая система координат может обеспечить точность и согласованность движения робота в сложных промышленных приложениях, необходимо создать несколько различных систем координат для удовлетворения различных производственных потребностей. Базовая система координат служит эталоном для этих систем координат, позволяя роботам гибко переключаться между различными системами координат, тем самым повышая эффективность производства и точность обработки.
2. Система координат DH
Полное имяДенавит Хартенберг Система координат, которая является математической моделью, используемой для описания геометрических отношений между связями с роботами. Он широко используется в таких областях, как кинематическое моделирование робота, планирование траектории и управление движением.
Система координат DH описывает пространственную взаимосвязь между соседними связями робота через четыре параметра: длина связи AA, угол смещения ссылки альфа альфа, угол тета вращения и бета. Эти параметры определяют соотношение преобразования от одной системы координат в другую, как правило, включают операции вращения и трансляции. Этот метод устанавливает систему координат на каждом соединительном стержне и достигает преобразования координат на двух соединительных стержнях посредством однородного преобразования координат. В системе серии с несколькими ссылками многократное использование однородного преобразования координат может установить взаимосвязь между системами головы и конечных координат, и каждая ось всегда вращается вокруг оси Z этой системы координат оси при движении.
Метод параметров DH устанавливает систему координат на каждом соединительном шату и использует гомогенную матрицу преобразования (матрица 4x4) для описания отношения преобразования между смежными системами координат. В системе с несколькими связями, путем применения этих матриц преобразования несколько раз, взаимосвязь между системами головы и конечных координат может быть установлена для описания кинематической модели всей системы.
Метод параметров DH:
МАРЕКИ КАЖДЫЙ СОЕДИНЕННЫЙ ПУТ (Установите систему координат).
Опишите взаимосвязь между соседними связями, используя четыре параметра.
Рассчитайте окончательное положение и направление от первого соединительного шатуна до последнего шатуна.
3. Совместная система координат
Совместная система координат представляет собой контрольную систему координат, основанную на осях каждого соединения робота, используемого для описания состояния движения каждого соединения робота. Каждый сустав имеет соответствующую систему координат, используемая для записи вращения и направления соединения. Происхождение совместной системы координат обычно устанавливается в центральной точке соединения, отражая абсолютный угол каждого соединения относительно его положения происхождения.
Контролируя углы в системе координат совместного, может быть достигнуто независимое движение каждой оси робота. Например, мы можем управлять одной осью робота, чтобы перемещаться от точки A к точке B, и две оси, чтобы перемещаться от точки C к точке D. Каждая ось может быть независимо записана, а сложные комбинации действий могут быть завершены.
Просто чтобы добавить, происхождение совместной системы координат связано со значением моторного энкодера. Система будет записывать значение энкодера состояния в качестве происхождения, и в этом состоянии совместные значения координат - все 0. Робот использует двигатель энкодера абсолютного значения, который питается аккумулятором, когда питание выключено. После перезапуска система будет читать абсолютное значение кодера двигателя из памяти, чтобы убедиться, что начало не теряется.
4. Всемирная система координат
Направление мировой системы координат согласуется с направлением системы координат базы роботов, что означает, что направления оси x, y и z of World Cordinate и система координат базы роботов одинаковы. Данные системы координат XYZ получают путем добавления параметров связи каждой оси, которая используется для представления точки в пространстве, в котором находится робот и определяет его положение в пространстве.
Ось X: x1eec + L34b + L56y
Ось: y1eec z-ось: z+l 23+ l34a uvw. Три элемента данных представлены углами Эйлера, а направление вращения - rx ry, rz.
RX: угол поворота вокруг оси X.
Ry: угол вращения вокруг оси Y.
RZ: угол поворота вокруг оси Z.
5. Система координат Workbench
Вручную установлена мировая система координат для определенной рабочей платформы. Когда рабочая плоскость робота не является параллельной базовой системе координат, чтобы облегчить отладку, система координат рабочего координат устанавливается с двумя краями рабочего стола в качестве контрольных оси.
Зачем нам нужна система координат Workbench?
① Удобная отладка: когда рабочая плоскость робота не параллельна базовой системе координат, непосредственно с использованием базовой системы координат усложнит процесс отладки.
② Упрощенная операция: Система координат Workbench перемещает контрольную точку робота из базовой системы координат в происхождение системы координат Workbench, что делает операцию более интуитивной.
После установления эталонная точка робота перемещается от базовой системы координат к происхождению системы координат рабочего координат, а направление системы координат согласуется с базовой координатой. Метод настройки: выберите угол рабочих, записи PO, PX и PY -точек в последовательности и подтвердите модификации. Направление системы координат Workbench относится к базовой координате, гарантируя, что направление оси z является последовательным. После того, как робот переходит на PO, он переключается на систему координат Workbench со значениями xyz 0.
PO: Происхождение системы координат Workbench.
PX: укажите в направлении оси X.
PY: укажите в направлении оси Y.
Подтвердите модификацию: нажмите OK, чтобы изменить и установить систему координат Workbench.
6. Система координат инструмента
Инструментальная система координат промышленных роботов представляет собой систему координат, которая описывает положение и ориентацию конечных эффекторов робота, таких как всасывающие чашки, захваты, сварки и т. Д. Его основная функция заключается в определении позиции и направления центральной точки инструмента (TCP), которая используется в качестве источника, чтобы описать почту инструмента в направлении и угла X, Y и Z. Подходит для сценариев, которые требуют частой настройки осанки инструмента.
TCP обычно расположен в центре наконечника или конечного фланца инструмента, и они могут быть переключены с помощью калибровки.
Обычно ссылка на преобразование отношения конечного TCP находится в центральной точке фланца робота, при этом ось U вращается вокруг оси x, ось V вращается вокруг оси Y, и ось W вращается вокруг оси z.
Когда приспособление установлено в конце, точка эталона инструмента должна быть преобразована из системы координат фланца в конечный эффектор. Как правило, метод точки {0}} используется для расчета калибровки. При переходе на калиброванную систему координат инструмента контрольная точка для расчета позы робота больше не является системой координат фланца, а калиброванным положением.
6- Метод калибровки точек
Шаг: выберите фиксированную точку отсчета. Запишите 6 наборов данных, связавшись с эталонной точкой в разных положениях до конца приспособления. Рассчитайте положение и направление контрольной точки в конце приспособления относительно системы координат фланца на основе записанных данных.
Результат: после калибровки контрольной точкой системы координат инструмента больше не является системой координат фланца, а положением конца приспособления.
Применение систем координат для роботов имеет решающее значение при определении их осанки и положения. Эти системы координат играют важную роль в различных сценариях применения, помогая достичь точного управления движением и выполнения задач. Какую систему координат вы чаще всего используете?