Existuje šest běžných souřadnicových systémů pro průmyslové roboty: základní souřadnice, DH, klouby, svět, pracovní stůl, nástroje
Průmyslové roboty mohou být použity v různých aplikacích v automatizovaných operacích, jako je svařování, postřik, leštění,načítání a vykládání a třídění. 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 other aspekty .
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. Základní souřadnicový systém
Základní souřadnicový systém je referenční souřadnicový systém pro montážní základnu robota, obvykle s průnikovým bodem robota montážního povrchu a první osy rotace jako původu . Je to základ jiných souřadných systémů používaných k popisu celkové polohy a držení robota . Základní souřadnicový systém, který se nezměnil s robotem . {{{{{}}} {{{}}} {{{}}} {{{}}} {{{}}} {{{}}} {{{}} {{{{}} {{{}}} . Původ základního souřadnicového systému je obecně umístěn na křižovatce montážního povrchu robota a první osy rotace, přičemž osa x se pohybuje vpřed, osa y se pohybuje doleva a osa z se pohybuje nahoru, podle pravidla .
Hlavní funkcí základního souřadnicového systému je poskytnout stabilní referenční bod pro robota, který umožňuje přesné řízení pohybu . i v případě změn rotace kloubů a úhlu torze může zajistit základní souřadnicový systém, který je nutný k tomu, aby bylo nutné, aby se zakládaly více odlišných koordinovaných systémů, aby se koordinovaly koordinované systémy, jako je koordinovaná koordinovaná systémy, jako je základní koordinační systémy, jako je koordinovaná koordinovaná systémy, jako je koordinovaná koordinovaná systémy, jako je základní koordinované systémy, jako je základní koordinační systémy, jako je základní koordinační systémy, jako je koordinovaná koordinační systémy, jako je základní koordinační systémy, protože je nutné, aby se koordinovaly koordinované systémy, jako je základní koordinační systémy, aby se zakládaly na základě koordinovaných systémů. Systémy, které umožňují robotům flexibilně přepínat mezi různými souřadnicovými systémy, čímž se zlepšuje účinnost výroby a přesnost obrábění .
2. DH souřadný systém
Celé jméno jeSystém souřadnic denavit Hartenberg, což je matematický model používaný k popisu geometrických vztahů mezi vazbami robotů . se široce používá v polích, jako je robot kinematické modelování, plánování trajektorie a řízení pohybu .
Systém souřadnic DH popisuje prostorový vztah mezi sousedními vazbami robota prostřednictvím čtyř parametrů: délka odkazu AA, úhel offsetového úhlu alfa alfa, úhel rotace a úhel odkazů . Tyto metody Definují transformační vztahy z jednoho koordinačního systému na každý systém na koordinačním systému na koordinační systém na každém založení na koordinační systém na koordinační systém na koordinačním systému na koordinační systém na koordinační systém na koordinační systém na koordinační systém z jednoho. Spojení tyče a dosažení transformace souřadnic na dvou spojovacích tyčích prostřednictvím homogenní transformace souřadnic . V systému série s více propojeními může více použití homogenní souřadnicové transformace navázat vztah mezi souřadnicovými systémy hlavy a koncovým souřadnicím a každá osa se vždy otáčí kolem z-osy z této osy koordinačního systému .}}}}}}}}}
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.
Metoda parametru DH je:
Označte každý spojovací tyč (vytvořte souřadnicový systém) .
Popište vztah mezi sousedními vazbami pomocí čtyř parametrů .
Vypočítejte konečnou polohu a směr od prvního ojnice k poslednímu ojnice .
3. společný souřadný systém
Společný souřadnický systém je referenční souřadnicový systém založený na osách každého kloubu robota, který se používá k popisu pohybového stavu každého kloubu robota . Každý kloub má odpovídající souřadnicový systém používaný k zaznamenávání rotace a směru kloubu . Původ společný souřadnicový systém je obvykle stanoven na středovém bodě kloub Pozice .
By controlling the angles in the joint coordinate system, independent motion of each axis of the robot can be achieved. For example, we can control one axis of the robot to move from point a to point b, and two axes to move from point c to point d. Each axis can be independently recorded, and complex action combinations can be completed.
Jen pro přidání, původ společného souřadnicového systému souvisí s hodnotou motorového kodéru . Systém zaznamená hodnotu kodéru stavu jako původu, a v tomto stavu je v tomto stavu, když je napájeno, po napájení, které je poháněno, po napájení, které je poháněno, a to, že je to poháněno, bude po napájením posilovanou, a to, že je posilován, po penzionu, který je po napájení, po penzionu, který je posilován, po celém odpočinku, který je posilován, po celém odpočinku, který je po napájení, po přečtení, které je posilovanou, po přečtení, které je posilovanou, a po reagurtu, který je napájen, po reautoru, po napájení, poté, co je poháněn, po napájení, po přečtení, které je po napájení, a to, že je to po napájení, bude posilovanou posilovanou. Hodnota motoru z paměti, aby se zajistilo, že původ není ztracen .
4. Světový souřadnicový systém
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 Space .
Osa x: X1EEC + L34B + L56Y
Axis: Y1EEC Z-Axis: Z+L 23+ L34A UVW . Tři datové položky jsou reprezentovány úhly Euler a směr rotace je rx Ry, rz .
RX: Úhel rotace kolem osy x .
RY: Úhel rotace kolem osy y .
RZ: Úhel rotace kolem osy Z .
5. Systém souřadnic Workbench
Ručně nastavený systém souřadnic světa pro určitou pracovní platformu . Když pracovní rovina robota není rovnoběžná s základním souřadnicovým systémem, aby se usnadnilo ladění, je stanoven souřadnicový systém Workbench se dvěma hranami pracovního stolu jako referenční osy .
Proč potřebujeme koordinovaný systém pracovního stolu?
① Pohodlné ladění: Pokud pracovní rovina robota není rovnoběžná se základním souřadnicovým systémem, přímo pomocí základního souřadnicového systému komplikuje proces ladění .
② Zjednodušená operace: Systém souřadnic pracovního stolu přesune referenční bod robota ze základního souřadnicového systému na původ souřadnicového systému Workbench, díky čemuž je operace intuitivnější .
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 Směr z osy z je konzistentní . Po přesunutí robota do PO, přechází na souřadnicový systém Workbench s hodnotami XYZ 0.
PO: Původ souřadnicového systému Workbench .
PX: Point ve směru osy X .
PY: Point ve směru osy y .
Potvrdit úpravu: Klepnutím na OK Upravte a navazujte souřadný systém Workbench .
6. Systém souřadnic nástrojů
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 axes. Vhodné pro scénáře, které vyžadují časté úpravy držení těla .
TCP je obvykle umístěn ve středu TIP nebo END FLANGE CENTER a dva lze přepínat kalibrací .
Normálně je odkaz na transformaci postoje konce TCP ve středu příruby robota, přičemž osa U se otáčí kolem osy x, osy V rotují kolem osy y a osa w rotují kolem osy Z .
Když je příslušenství nainstalováno na konci, musí být referenční bod nástroje transformován z souřadnicového systému příruby na koncový efektor . Obecně se objevuje metoda bodového bodu 6-, ale při přepínání na kalibrační souřadnicový systém se již nelze pro výpočet kalibrace koordinovaný systém, ale již není kalibrační souřadnicový systém, ale meribrinovaný soudce na koordinovaný nástroj, ale již není kalibrační souřadnicový systém. Pozice .
6- metoda kalibrace bodu
Krok: Vyberte pevný referenční bod . Zaznamenávat 6 sad dat kontaktem referenčního bodu na různých pozicích na konci příslušenství . Vypočítejte polohu a směr referenčního bodu na konci příslušenství ve vztahu k souřadnicovému systému na základě zaznamenaných dat .
Výsledek: Po kalibraci již referenčním bodem souřadnicového systému nástroje již není souřadnicový systém příruby, ale poloha konce příslušenství .
Aplikace souřadných systémů pro roboty je zásadní při určování jejich držení těla a polohy . Tyto souřadnicové systémy hrají důležitou roli v různých aplikačních scénářích, což pomáhá dosáhnout přesného řízení pohybu a provádění úloh . Jaký souřadnicový systém nejčastěji používáte?