Teollisuusroboteille on kuusi yleistä koordinaattijärjestelmää: peruskoordinaatti, DH, nivelet, maailma, työpöytä, työkalut
Teollisuusrobotteja voidaan hyödyntää erilaisissa sovelluksissa automatisoidussa toiminnassa, kuten hitsaus, ruiskutus, kiillotus,lastaus ja purkaminen ja lajittelu. Niin kauan kuin sopiva ratkaisu on saatavana, erilaisia sovelluksia voi toteutua. Nämä kaikki luottavat robotien koordinaattijärjestelmien joustavaan käyttöön. Teollisuusrobotti -koordinaattijärjestelmien merkitys on robottien tarkan asennon ja asenteenhallinnan tarjoamisessa, ohjelmoinnin ja virheenkorjauksen yksinkertaistamisessa, monimutkaisten sovellusskenaarioiden mukauttamisessa, johdonmukaisuuden ja tarkkuuden ja monien muiden näkökohtien varmistamisesta.
Koordinaattijärjestelmä on kuin kompassi robottioperaatioille, joita käytetään robotin sijainnin ja asennon vahvistamiseen tai vertailuarvojen luomiseen muille työkappaleille. Robotiikassa käytetään useita koordinaattijärjestelmiä, mukaan lukien peruskoordinaattijärjestelmä, DH -koordinaattijärjestelmä, yhteinen koordinaattijärjestelmä, maailmankoordinaattijärjestelmä, työpenkki koordinaattijärjestelmä ja työkalukoordinaattijärjestelmä.
1. Peruskoordinaattijärjestelmä
Pohjakoordinaattijärjestelmä on robotin kiinnityspohjan referenssikoordinaattijärjestelmä, yleensä robotin kiinnityspinnan leikkauspiste ja alkuperän ensimmäisen kierto -akseli. Se on muiden koordinaattijärjestelmien perusta, jota käytetään kuvaamaan robotin yleistä sijaintia ja asentoa. Peruskoordinaattijärjestelmä on kiinteä koordinaattijärjestelmä, joka ei muutu robotin asennon kanssa. Pohjakoordinaattijärjestelmän alkuperä sijaitsee yleensä robotin asennuspinnan ja ensimmäisen kierto-akselin leikkauskohdassa, kun X-akseli liikkuu eteenpäin, Y-akseli liikkuu vasemmalle ja Z-akseli liikkuu ylöspäin oikeanpuoleisen säännön jälkeen.
Peruskoordinaattijärjestelmän päätehtävä on tarjota robottille vakaa vertailupiste, joka mahdollistaa tarkan liikkeenhallinnan. Jopa nivelkierroksen ja vääntökulman muutosten tapauksessa peruskoordinaattijärjestelmä voi varmistaa robottiliikkeen tarkkuuden ja johdonmukaisuuden monimutkaisissa teollisuussovelluksissa, on välttämätöntä luoda useita erilaisia koordinaattijärjestelmiä erilaisten tuotantotarpeiden tyydyttämiseksi. Peruskoordinaattijärjestelmä toimii näiden koordinaattijärjestelmien vertailukohtana, jolloin robotit voivat vaihtaa joustavasti eri koordinaattijärjestelmien välillä, mikä parantaa tuotannon tehokkuutta ja koneistustarkkuutta.
2. DH -koordinaattijärjestelmä
Koko nimi onDenavit Hartenbergin koordinaattijärjestelmä, joka on matemaattinen malli, jota käytetään kuvaamaan robottiyhteyksien välisiä geometrisiä suhteita. Sitä käytetään laajasti aloilla, kuten robotin kinemaattinen mallintaminen, etenemissuunnittelu ja liikkeenhallinta.
DH -koordinaattijärjestelmä kuvaa robotin vierekkäisten linkkien välistä spatiaalista suhdetta neljän parametrin kautta: linkin pituus AA, linkin siirtymäkulma alfa -alfa, kiertokulma ja linkkikulman beeta. Nämä parametrit määrittelevät muunnossuhteen koordinaattijärjestelmästä toiseen, mukaan lukien kierto- ja käännösoperaatiot. Tämä menetelmä muodostaa koordinaattijärjestelmän jokaiselle kytkentävarrelle ja saavuttaa koordinaattimuutoksen kahdessa kytkentävarassa homogeenisen koordinaattimuutoksen avulla. Monilinkkisarjajärjestelmässä homogeenisen koordinaattimuutoksen monikäyttö voi luoda pään ja päätykoordinaattijärjestelmien välisen suhteen, ja jokainen akseli pyörii aina kyseisen akselin koordinaattijärjestelmän Z-akselin ympäri liikkuessaan.
DH -parametrimenetelmä muodostaa koordinaattijärjestelmän jokaiselle kytkentävarrelle ja käyttää homogeenista muunnosmatriisia (4x4 -matriisia) kuvaamaan vierekkäisten koordinaattijärjestelmien välistä transformaatiosuhdetta. Monilinkkijärjestelmässä soveltamalla näitä muunnosmatriiseja useita kertoja, pään ja päätykoordinaattijärjestelmien välinen suhde voidaan luoda kuvaamaan koko järjestelmän kinemaattista mallia.
DH -parametrimenetelmä on:
Merkitse jokainen liitäntätanko (aseta koordinaattijärjestelmä).
Kuvaile vierekkäisten yhteyksien välistä suhdetta neljällä parametrilla.
Laske lopullinen sijainti ja suunta ensimmäisestä kytkentätangasta viimeiseen kytkentätankoon.
3. yhteinen koordinaattijärjestelmä
Yhteinen koordinaattijärjestelmä on referenssikoordinaattijärjestelmä, joka perustuu robotin kunkin nivelten akseliin, jota käytetään kuvaamaan robotin kunkin nivelten liiketilan. Jokaisella nivelellä on vastaava koordinaattijärjestelmä, jota käytetään nivelen pyörimisen ja suunnan tallentamiseen. Yhteisen koordinaattijärjestelmän alkuperä on yleensä asetettu nivelen keskipisteeseen, mikä heijastaa kunkin nivelten absoluuttista kulmaa sen alkuperäasentoon nähden.
Hallitsemalla nivelkoordinaattijärjestelmän kulmia, robotin kunkin akselin riippumaton liike voidaan saavuttaa. Esimerkiksi, voimme hallita yhtä robotin akselia siirtymiseksi pisteestä A pisteeseen B ja kaksi akselia siirtymään pisteestä C pisteeseen d. Jokainen akseli voidaan tallentaa itsenäisesti, ja monimutkaiset toimintayhdistelmät voidaan suorittaa.
Vain lisätäksesi, yhteisen koordinaattijärjestelmän alkuperä liittyy moottorin kooderin arvoon. Järjestelmä tallentaa tilan kooderiarvon alkuperästä, ja tässä tilassa yhteiset koordinaattiarvot ovat kaikki 0. Robotti käyttää absoluuttisen arvon kooderimoottoria, joka saa akun virran, kun virta on pois päältä. Uudelleenkäynnistymisen jälkeen järjestelmä lukee moottorin absoluuttisen kooderin arvon muistista varmistaaksesi, että alkuperä ei menetetä.
4. maailman koordinaattijärjestelmä
Maailman koordinaattijärjestelmän suunta on yhdenmukainen robotin pohjakoordinaattijärjestelmän suunnan kanssa, mikä tarkoittaa, että maailman koordinaattijärjestelmän ja robotin pohjakoordinaattijärjestelmän X-, Y- ja Z -akselit ovat samat. Koordinaattijärjestelmän XYZ: n tiedot saadaan lisäämällä kunkin akselin kytkentäparametrit, joita käytetään edustamaan mitä avaruuspistettä robotti sijaitsee ja määrittää sen sijainti avaruudessa.
X-akseli: x1ec + l34b + l56y
Akseli: y1ec z-akseli: z+l 23+ l34a uvw. Kolme tietokohdetta edustavat Euler -kulmat, ja pyörimissuunta on Rx Ry, RZ.
RX: Kiertokulma x-akselin ympärillä.
RY: Kiertokulma y-akselin ympärillä.
RZ: Kiertokulma z-akselin ympärillä.
5. työpöydän koordinaattijärjestelmä
Manuaalisesti asetettu maailmankoordinaattijärjestelmä tietylle työalustalle. Kun robotin työskentelytaso ei ole yhdensuuntainen peruskoordinaattijärjestelmän kanssa, virheenkorjauksen helpottamiseksi, työpöydän koordinaattijärjestelmä perustetaan referenssiakselina työpöydän kahden reunan kanssa.
Miksi tarvitsemme työpöydän koordinaattijärjestelmän?
① Kätevä virheenkorjaus: Kun robotin työtaso ei ole yhdensuuntainen peruskoordinaattijärjestelmän kanssa, suoraan peruskoordinaattijärjestelmää käyttämällä vaikeuttaa virheenkorjausprosessia.
② Yksinkertaistettu toimenpide: Työpohjakoordinaattijärjestelmä siirtää robotin vertailupisteen peruskoordinaattijärjestelmästä työpöydän koordinaattijärjestelmän alkuperään, mikä tekee toiminnasta intuitiivisemman.
Perustamisen jälkeen robotin vertailupiste siirtyy peruskoordinaattijärjestelmästä työpöydän koordinaattijärjestelmän alkuperään, ja koordinaattijärjestelmän suunta on yhdenmukainen peruskoordinaatin kanssa. Asetusmenetelmä: Valitse työpöydän, Tallenna PO-, PX- ja PY -pisteiden kulma peräkkäin ja vahvista modifikaatiot. Työpöydän koordinaattijärjestelmän suunta viittaa peruskoordinaattiin varmistaen, että z-akselin suunta on johdonmukainen. Kun robotti siirtyy PO: ksi, se siirtyy työpöydän koordinaattijärjestelmään 0 XYZ -arvojen kanssa.
PO: Workbench -koordinaattijärjestelmän alkuperä.
PX: Kohta x-akselin suunnassa.
PY: Piste y-akselin suuntaan.
Vahvista muutos: Napsauta OK muokata ja määrittää työpöydän koordinaattijärjestelmä.
6. Työkalukoordinaattijärjestelmä
Teollisuusrobotien työkalukoordinaattijärjestelmä on koordinaattijärjestelmä, joka kuvaa robotin päätyefektorien, kuten imukupit, tarttujien, hitsauspistoolien jne. Asento ja suunta, on määritettävä työkalukeskuksen (TCP) sijainti ja suunta kuvaamaan työkalun asento X: n, Y: n ja z -akselin suuntaan. Soveltuu skenaarioihin, jotka vaativat työkaluasennon usein säätämistä.
TCP sijaitsee yleensä työkalun kärjen tai päätylaipan keskustassa, ja nämä kaksi voidaan vaihtaa kalibroinnin kautta.
Normaalisti pään TCP: n asenteenmuutosviite on robotin laipan keskipisteessä, kun U -akseli pyörii x -akselin ympäri, v -akselin kiertäminen y -akselin ympäri ja W -akselin kiertäminen z -akselin ympäri.
Kun kiinnitys on asennettu lopussa, työkalun vertailupiste on muutettava laipan koordinaattijärjestelmästä päätyefektoriin. Yleensä 6- pistemenetelmää käytetään kalibroinnin laskentaan. Kun siirryt kalibroidun työkalukoordinaattijärjestelmään, robottilaskelman vertailupiste ei ole enää laipan koordinaattijärjestelmä, vaan kalibroitu sijainti.
6- pisteen kalibrointimenetelmä
Vaihe: Valitse kiinteä referenssipiste. Tallenna 6 tietojoukkoa ottamalla yhteyttä vertailupisteeseen eri paikoissa kiinnittimen lopun läpi. Laske referenssipisteen sijainti ja suunta kiinnittimen lopussa verrattuna laipan koordinaattijärjestelmään tallennetun datan perusteella.
Tulos: Kalibroinnin jälkeen työkalukoordinaattijärjestelmän vertailupiste ei ole enää laipan koordinaattijärjestelmä, vaan kiinnittimen pääte.
Robottien koordinaattijärjestelmien soveltaminen on ratkaisevan tärkeää niiden asennon ja sijainnin määrittämisessä. Näillä koordinaattijärjestelmillä on tärkeä rooli erilaisissa sovellusskenaarioissa, jotka auttavat saavuttamaan tarkan liikkeenhallinnan ja tehtävien suorittamisen. Mitä koordinaattijärjestelmää käytät yleisimmin?