机械手坐标系的理解

2021年9月2日 6点热度 0条评论 来源: 老王工控笔记

                            机械手坐标系的理解

一直对工具坐标系有点疑惑,今天特意查了下资料,看到一个蛮形象的比喻:

"工具坐标系”对应的是“工具坐标点,

就比如你手里拿着2米长的刺刀,

在不考虑工具坐标的情况下,你可以通过X、Y、Z 轴定义的空间将这把刺刀的刀尖移动到空间中的一个靶心。

刺刀刀尖到达这靶心没问题,可“刀尖”可以以无数种姿态到达这个靶心,可以横着、竖着、斜着、正向垂直于靶心、反向垂直于靶心.....等等怎样都可以,只要刀尖碰到靶心就行,无论何种姿态。

但是怎样的到达才是有效的?我们都可以认为只有“一种”姿态到达靶心是有效的,(暂且定义“垂直于靶心”的姿态是有效的)

于是问题出现了,但是你如何保证把刺刀的刀尖有效地刺向目标呢?

对于人来说,这太简单了,

但对于机器人,他是不知道的,他需要你给他定义,比如多重,多长,中心在哪里

也就是把刺刀的工作点“刀尖”作为工具坐标系的“TCP(工具坐标点)”,

以这个起点来设置XYZ轴,并定义XYZ轴方向,

我们也许会这样定义                 +Z方向 要垂直于工件表面方向

                                                 X方向 刺刀刀尖沿着水平方向横着划拉

                                                 Y方向  刺刀刀尖沿着竖直方向竖着划拉........

把刀装在机器执行机构上,这么去定义,那就叫做“工具坐标系”

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也可以说是法兰坐标系以笛卡尔坐标系做的偏移,以库卡机器人为例,他默认的工具坐标系,是以法兰盘的圆心,XYZ为固定方向的一个坐标系,任何工具安装到法兰盘上,TCP点跟法兰盘的中心都是固定的,那以工具刀尖做的坐标系,对于法兰盘中心的坐标系是偏移的

一般六轴机械手,标定工具坐标系有直接输入法,三点标定法,四点标定法,六点标定法,当机器人姿态不需要变化时(即W,P,R不变时),选用三点四点标定就行,当姿态需要变化时,要用六点标定,

重点介绍一下“六点法”

1.标定步骤

(1)在机器人动作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点;

(2)在工具上确定一个参考点(最好是工具中心点Tool Center Point, TCP);

(3)手动操纵机器人的方法移动TCP,以四种不同的工具姿态与固定点刚好碰上。

  前三个点任意姿态,第四点是用工具的参考点垂直于固定点,第五点是工具参考点从固定点向将要设定的TCP的x方向移动,第六点是工具参考点从固定点向将要设定的TCP的在z方向移动,(姿态取点时有x,y方向的取点方法,也有x,z方向的取点方法,视机器人而定),如下图所示:

另外坐标系还有世界坐标系,基坐标系,工件坐标系,用户坐标系,

世界坐标系是以大地为基准,可以让多个机器人走到同一个位置点,当两个或多个机器人协同(比如一个拿工件一个焊接),选择世界坐标系会好一点

基坐标系是以基座为中心,要是基座是水平安装,那等同于世界坐标系,如果倒装或者基座安装在外部轴上则不同于世界坐标

工件坐标系是工件的平面坐标系,目的是用来当工件位置改变后,重新建立一个工件坐标系就不用更改运动轨迹了

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    原文作者:老王工控笔记
    原文地址: https://blog.csdn.net/danikor/article/details/120053693
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