Има шест общи координатни системи за индустриални роботи: базова координата, DH, фуги, свят, Workbench, инструменти
Индустриалните роботи могат да се използват в различни приложения в автоматизирани операции, като заваряване, пръскане, полиране,Зареждане и разтоварване и сортиране. As long as a suitable solution is available, various applications can come to fruition. These all rely on the flexible use of coordinate systems by robots. The importance of industrial robot coordinate systems lies in providing precise position and attitude control for robots, simplifying programming and debugging, adapting to complex application scenarios, ensuring consistency and accuracy, and many Други аспекти .
The coordinate system is like a compass for robot operations, used to confirm the robot's position and posture or to establish benchmarks on other workpieces. There are several types of coordinate systems used in robotics, including the base coordinate system, DH coordinate system, joint coordinate system, world coordinate system, workbench coordinate system, and tool coordinate system.
1. Основна координатна система
Основната координатна система е референтната координатна система за монтажната основа на робота, обикновено с точката на пресичане на повърхността на монтаж на робота и първата ос на въртене като произход . Това е основата на други координатни системи, използвани за описание на цялостната позиция и позиране на робота .}} Полто на базовата координатна система е фиксирана координатна система на ROBOT на Orign Origin oer Oign Origin.} не се променя с POSTURE на Orign.} не се променя с стоката на ROBOT.} не се променя с POSTUE на ROBOT.} не се променя с POSTURE на Orign.} не се променя с стома на Robot. Основната координатна система обикновено е разположена на пресечната точка на монтажната повърхност на робота и първата ос на въртене, като оста X се движи напред, Y-оста се движи наляво, а оста на z Z, следвайки правилото на дясната ръка .
The main function of the base coordinate system is to provide a stable reference point for the robot, enabling accurate motion control. Even in the case of joint rotation and torsion angle changes, the base coordinate system can ensure the accuracy and consistency of robot motion In complex industrial applications, it is necessary to establish multiple different coordinate systems to meet different production needs. The base coordinate system serves as the benchmark for these Координирани системи, позволяващи на роботите да превключват гъвкаво между различни координатни системи, като по този начин подобряват ефективността на производството и точността на обработка .
2. DH координатна система
Пълното име еКоординатна система на Denavit Hartenberg, който е математически модел, използван за описание на геометричните връзки между връзките на робота ., той се използва широко в полета като кинематично моделиране на робота, планиране на траекторията и контрол на движение .
DH координатната система описва пространствените отношения между съседните свързващи елементи на робот чрез четири параметъра: дължина на свързващия елемент aa, ъгъл на отклонение на свързващия елемент alpha alpha, ъгъл на ротация theta и ъгъл на свързващия елемент beta.. Тези параметри определят трансформационното отношение от една координатна система към друга, обикновено включваща операции по ротация и транслация.. Този метод установява координатна система на всеки свързващ елемент и постига координатна трансформация на два свързващи елемента чрез хомогенна координатна трансформация.. В многосвързваща система, многократното използване на хомогенна координатна трансформация може да установи отношението между главната и крайната координатни системи, а всяка ос винаги се върти около Z-оста на тази координатна система при движение..
The DH parameter method establishes a coordinate system on each connecting rod and uses a homogeneous transformation matrix (4x4 matrix) to describe the transformation relationship between adjacent coordinate systems. In a multi-link system, by applying these transformation matrices multiple times, the relationship between the head and end coordinate systems can be established to describe the kinematic model of the entire system.
Методът на DH параметър е:
Етикетирайте всеки свързващ прът (създайте координатна система) .
Опишете връзката между съседни връзки, използвайки четири параметъра .
Изчислете крайната позиция и посоката от първия свързващ прът към последния свързващ прът .
3. Съвместна координатна система
The joint coordinate system is a reference coordinate system based on the axes of each joint of a robot, used to describe the motion state of each joint of the robot. Each joint has a corresponding coordinate system used to record the rotation and direction of the joint. The origin of the joint coordinate system is usually set at the center point of the joint, reflecting the absolute angle of each joint relative to its origin позиция .
Чрез контролиране на ъглите в съвместната координатна система може да се постигне независимо движение на всяка ос на робота ., например, можем да контролираме една ос на робота, за да се преместим от точка А до точка Б, а две оси, за да се преместим от точка C до точка D . всяка ос може да бъде независимо записана, и сложните комбинации от действие могат да бъдат независимо записани, и сложните комбинации от действия могат да бъдат завършени независимо, а сложните действия могат да бъдат завършени {{2}.
Just to add, the origin of the joint coordinate system is related to the value of the motor encoder. The system will record the encoder value of a state as the origin, and in this state, the joint coordinate values are all 0. The robot uses an absolute value encoder motor, which is powered by a battery when the power is off. After restarting, the system will read the absolute encoder Стойност на двигателя от паметта, за да се гарантира, че произходът не е загубен .
4. Световна координатна система
The direction of the world coordinate system is consistent with the direction of the robot base coordinate system, which means that the X, Y, and Z axis directions of the world coordinate system and the robot base coordinate system are the same. The data of coordinate system XYZ is obtained by adding the linkage parameters of each axis, which is used to represent which point in space the robot is located at and determine its position in пространство .
X-ос: x1eec + l34b + l56y
Axis: y1eec z-ос: z+l 23+ l34a uvw . Трите елемента от данни са представени от ъгли на Euler, а посоката на въртене е rx ry, rz .
RX: Ъгълът на въртене около оста x .
RY: Ъгълът на въртене около y-ос .
RZ: Ъгълът на въртене около z-ос .
5. Координатна система за работна маса
Ръчно зададена световна координатна система за определена работна платформа ., когато работната равнина на робота не е успоредна на основната координатна система, за да се улесни грешката, координатната система на работната маса се установява с двата ръба на работната маса, тъй като референтните оси .
Защо се нуждаем от координатна система на Workbench?
① Удобно отстраняване на грешки: Когато работещата равнина на робота не е успоредна на основната координатна система, директно използването на основната координатна система ще усложни процеса на отстраняване на грешки .
② Опростена операция: Координатната система Workbench премества референтната точка на робота от основната координатна система до произхода на координатната система на работната маса, което прави операцията по -интуитивна .
After establishment, the robot's reference point moves from the base coordinate system to the origin of the workbench coordinate system, and the direction of the coordinate system is consistent with the base coordinate. Setting method: Select a corner of the workbench, record Po, Px, and Py points in sequence, and confirm the modifications. The direction of the workbench coordinate system refers to the base coordinate, ensuring that the Посоката z-ос е последователна . След като роботът се премести към PO, той преминава към координатата на работната маса със стойности на XYZ от 0.
PO: Произходът на координатната система Workbench .
PX: точка в посоката на x-ос .
PY: точка в посоката на оста y .
Потвърдете модификацията: Щракнете върху OK, за да промените и установите координатната система Workbench .
6. Координатна система на инструмента
The tool coordinate system of industrial robots is a coordinate system that describes the position and orientation of the robot's end effectors, such as suction cups, grippers, welding guns, etc. Its core function is to define the position and direction of the tool center point (TCP), which is used as the origin to describe the posture of the tool through the direction and angle of the X, Y, and Z Оси ., подходящи за сценарии, които изискват често регулиране на стойката на инструмента .
TCP обикновено се намира в центъра на върха или крайния фланец на инструмента, а двете могат да бъдат превключени чрез калибриране .
Обикновено референцията за трансформация на отношението на крайния TCP е в централната точка на фланеца на робота, като оста на U се върти около оста на X, оста v, въртяща се около оста y, а оста W, въртяща се около z оста .
When the fixture is installed at the end, the reference point of the tool needs to be transformed from the flange coordinate system to the end effector. Generally, the 6-point method is used for calibration calculation. When switching to the calibrated tool coordinate system, the reference point for robot posture calculation is no longer the flange coordinate system, but the calibrated позиция .
6- Метод за калибриране на точка
Step: Select a fixed reference point. Record 6 sets of data by contacting the reference point at different positions through the end of the fixture. Calculate the position and direction of the reference point at the end of the fixture relative to the flange coordinate system based on the recorded data.
Резултат: След калибриране, референтната точка на координатната система на инструмента вече не е координатна система на фланеца, но позицията на края на приспособлението .
Прилагането на координатни системи за роботи е от решаващо значение за определяне на тяхната стойка и позиция . Тези координатни системи играят важна роля в различни сценарии на приложение, като спомагат за постигането на прецизен контрол на движението и изпълнение на задачи . Каква координатна система използвате най -често?