Det er seks vanlige koordinatsystemer for industrielle roboter: basekoordinat, DH, skjøter, verden, arbeidsbenk, verktøy
Industrielle roboter kan brukes i forskjellige applikasjoner i automatiserte operasjoner, for eksempel sveising, sprøyting, polering,lasting og lossing og sortering. Så lenge en passende løsning er tilgjengelig, kan forskjellige applikasjoner bli utført. Disse er alle avhengige av fleksibel bruk av koordinatsystemer av roboter. Betydningen av industrielle robotkoordinatsystemer ligger i å gi presis posisjon og holdningskontroll for roboter, forenkle programmering og feilsøking, tilpasse seg komplekse applikasjonsscenarier, sikre konsistens og nøyaktighet, og mange andre aspekter.
Koordinatsystemet er som et kompass for robotoperasjoner, brukt til å bekrefte robotens posisjon og holdning eller for å etablere benchmarks på andre arbeidsstykker. Det er flere typer koordinatsystemer som brukes i robotikk, inkludert basekoordinatsystemet, DH -koordinatsystemet, felles koordinatsystem, verdenskoordinatsystem, arbeidsbenk -koordinatsystem og verktøykoordinatsystem.
1. Base -koordinatsystem
Basekoordinatsystemet er referansekoordinatsystemet for robotmonteringsbasen, vanligvis med skjæringspunktet til robotmonteringsoverflaten og den første rotasjonsaksen som opprinnelse. Det er grunnlaget for andre koordinatsystemer som brukes for å beskrive den generelle posisjonen og holdningen til roboten. Basekoordinatsystemet er et fast koordinatsystem som ikke endres med robotens holdning. Opprinnelsen til basekoordinatsystemet er vanligvis lokalisert i skjæringspunktet mellom robotens monteringsoverflate og den første rotasjonsaksen, med x-aksen som beveger seg fremover, Y-aksen beveger seg til venstre, og z-aksen beveger seg oppover, etter den høyre regelen.
Hovedfunksjonen til basekoordinatsystemet er å gi et stabilt referansepunkt for roboten, noe som muliggjør nøyaktig bevegelseskontroll. Selv om felles rotasjon og torsjonsvinkelendringer, kan basekoordinatsystemet sikre nøyaktigheten og konsistensen av robotbevegelse i komplekse industrielle applikasjoner, er det nødvendig å etablere flere forskjellige koordinatsystemer for å imøtekomme forskjellige produksjonsbehov. Basekoordinatsystemet fungerer som målestokk for disse koordinatsystemene, slik at roboter fleksibelt kan veksle mellom forskjellige koordinatsystemer, og dermed forbedre produksjonseffektiviteten og maskineringsnøyaktigheten.
2. DH koordinatsystem
Hele navnet erDenavit Hartenberg koordinatsystem, som er en matematisk modell som brukes for å beskrive de geometriske forholdene mellom robotkoblinger. Det er mye brukt i felt som robot kinematisk modellering, baneplanlegging og bevegelseskontroll.
DH -koordinatsystemet beskriver det romlige forholdet mellom tilstøtende koblinger til en robot gjennom fire parametere: koblingslengde AA, koblingsforskyvningsvinkel alfa alfa, rotasjonsvinkel og koble vinkel beta. Disse parametrene definerer transformasjonsforholdet fra ett koordinatsystem til et annet, vanligvis inkludert rotasjons- og oversettelsesoperasjoner. Denne metoden etablerer et koordinatsystem på hver forbindelsesstang og oppnår koordinattransformasjon på to forbindelsesstenger gjennom homogen koordinattransformasjon. I et system med flere koblingsserier kan flere bruksområder av homogen koordinattransformasjon etablere forholdet mellom hode- og endekoordinatsystemene, og hver akse roterer alltid rundt z-aksen til det aksekoordinatsystemet når du beveger deg.
DH -parametermetoden etablerer et koordinatsystem på hver forbindelsesstang og bruker en homogen transformasjonsmatrise (4x4 matrise) for å beskrive transformasjonsforholdet mellom tilstøtende koordinatsystemer. I et multi-link-system, ved å bruke disse transformasjonsmatriser flere ganger, kan forholdet mellom hode- og sluttkoordinatsystemene etableres for å beskrive den kinematiske modellen til hele systemet.
DH -parametermetoden er:
Merk hver tilkoblingsstang (etabler et koordinatsystem).
Beskriv forholdet mellom tilstøtende koblinger ved bruk av fire parametere.
Beregn den endelige posisjonen og retningen fra den første forbindelsesstangen til den siste forbindelsesstangen.
3. Felles koordinatsystem
Felles koordinatsystem er et referansekoordinatsystem basert på aksene til hvert ledd av en robot, brukt for å beskrive bevegelsestilstanden til hvert ledd av roboten. Hvert ledd har et tilsvarende koordinatsystem som brukes til å registrere rotasjon og retning av leddet. Opprinnelsen til felles koordinatsystemet settes vanligvis på midtpunktet for leddet, noe som gjenspeiler den absolutte vinkelen til hver ledd i forhold til dets opprinnelsesposisjon.
Ved å kontrollere vinklene i leddkoordinatsystemet, kan uavhengig bevegelse av hver akse av roboten oppnås. For eksempel kan vi kontrollere en akse av roboten for å bevege seg fra punkt A til punkt B, og to akser for å bevege seg fra punkt C til punkt D. Hver akse kan registreres uavhengig, og komplekse handlingskombinasjoner kan fullføres.
Bare for å legge til, er opprinnelsen til felles koordinatsystem relatert til verdien av motorkoderen. Systemet vil registrere koderverdien til en tilstand som opprinnelse, og i denne tilstanden er felles koordinatverdiene alle 0. Roboten bruker en absolutt verdikodermotor, som drives av et batteri når strømmen er av. Etter omstart vil systemet lese den absolutte koderverdien til motoren fra minnet for å sikre at opprinnelsen ikke går tapt.
4. Verdens koordinatsystem
Retningen til verdens koordinatsystem er i samsvar med retningen til robotbasekoordinatsystemet, noe som betyr at X-, Y- og Z -akse retningene til verdens koordinatsystem og robotbasekoordinatsystemet er de samme. Dataene fra koordinatsystem XYZ oppnås ved å legge til koblingsparametrene til hver akse, som brukes til å representere hvilket punkt i rommet roboten er plassert på og bestemme dens posisjon i verdensrommet.
X-Axis: X1EEC + L34B + L56Y
Axis: Y1eec Z-Axis: Z+L 23+ L34A UVW. De tre dataelementene er representert med Euler -vinkler, og rotasjonsretningen er Rx Ry, RZ.
RX: Rotasjonsvinkelen rundt x-aksen.
RY: Rotasjonsvinkelen rundt y-aksen.
RZ: Rotasjonsvinkelen rundt z-aksen.
5. Workbench -koordinatsystem
Et manuelt sett verdenskoordinatsystem for en viss arbeidsplattform. Når arbeidsplanet til roboten ikke er parallell med basekoordinatsystemet, for å lette feilsøking, etableres arbeidsbenk -koordinatsystemet med de to kantene på arbeidsbenken som referanseakser.
Hvorfor trenger vi et arbeidsbenk -koordinatsystem?
① Praktisk feilsøking: Når arbeidsplanet til roboten ikke er parallell med basekoordinatsystemet, vil direkte ved bruk av basekoordinatsystemet komplisere feilsøkingsprosessen.
② Forenklet drift: Arbeidsbenk -koordinatsystemet flytter robotens referansepunkt fra basekoordinatsystemet til opprinnelsen til arbeidsbenk -koordinatsystemet, noe som gjør operasjonen mer intuitiv.
Etter etablering beveger robotens referansepunkt fra basekoordinatsystemet til opprinnelsen til arbeidsbenk -koordinatsystemet, og retningen til koordinatsystemet er i samsvar med basekoordinaten. Innstillingsmetode: Velg et hjørne av arbeidsbenken, posten PO, PX og PY -peker i rekkefølge, og bekreft modifikasjonene. Retningen til arbeidsbenk-koordinatsystemet refererer til basekoordinaten, og sikrer at z-aksen er konsistent. Etter at roboten flyttet til PO, bytter den til arbeidsbenk -koordinatsystemet med XYZ -verdier på 0.
PO: Opprinnelsen til arbeidsbenk -koordinatsystemet.
PX: Pek i x-aksetetningen.
PY: Pek i y-aksen retning.
Bekreft modifisering: Klikk OK for å endre og etablere arbeidsbenk -koordinatsystemet.
6. Verktøykoordinatsystem
Verktøykoordinatsystemet for industrielle roboter er et koordinatsystem som beskriver plasseringen og orienteringen av robotens endeffektorer, for eksempel sugekopper, gripere, sveisepistoler, etc. Dens kjernefunksjon er å definere plasseringen og retningen til verktøyets sentrum (TCP), som brukes som opprinnelse for å beskrive posisjonen til verktøyet gjennom retningen og en vinkel av rysten av X -en -x -ringen. Passer for scenarier som krever hyppig justering av verktøystilling.
TCP er vanligvis lokalisert ved spissen eller endeflensesenteret til verktøyet, og de to kan byttes gjennom kalibrering.
Normalt er holdningstransformasjonsreferansen til enden TCP på midtpunktet for robotens flens, med U -aksen som roterer rundt x -aksen, V -aksen som roterer rundt Y -aksen, og W -aksen som roterer rundt Z -aksen.
Når armaturen er installert på slutten, må referansepunktet til verktøyet transformeres fra flensekoordinatsystemet til endeffektoren. Generelt brukes 6- punktmetoden for kalibreringsberegning. Når du bytter til det kalibrerte verktøykoordinatsystemet, er referansepunktet for beregning av robotstilling ikke lenger flenskoordinatsystemet, men den kalibrerte posisjonen.
6- punktkalibreringsmetode
Trinn: Velg et fast referansepunkt. Registrer 6 sett med data ved å kontakte referansepunktet på forskjellige posisjoner gjennom enden av inventar. Beregn posisjonen og retningen til referansepunktet på slutten av armaturen i forhold til flensekoordinatsystemet basert på de registrerte dataene.
Resultat: Etter kalibrering er referansepunktet for verktøykoordinatsystemet ikke lenger flensekoordinatsystemet, men plasseringen av enden av inventar.
Bruken av koordinatsystemer for roboter er avgjørende for å bestemme deres holdning og posisjon. Disse koordinatsystemene spiller en viktig rolle i forskjellige applikasjonsscenarier, og hjelper til med å oppnå presis bevegelseskontroll og oppgaveutførelse. Hvilket koordinatsystem bruker du oftest?