机器人变位机 机器人变位机协同坐标计算

生活知识 2025-09-25 15:43www.robotxin.com生活百科

1. 坐标系基础

  • 基坐标系:机器人第一轴旋转轴定义为Z轴,旋转中心为原点,X/Y方向由电机零点确定,单个机器人内该坐标系固定不变。
  • 工具坐标系(TCP):位于机器人末端执行器(如焊枪),随六轴运动实时变换,其原点在基坐标系下的位置数据(X/Y/Z/A/B/C)决定机器人位姿。
  • 用户坐标系:通过齐次变换将基坐标系旋转偏移到工件上,便于编程(如倾斜工件表面操作)。
  • 2. 协同坐标变换方法

  • 齐次变换矩阵:用于统一描述位置和姿态,通过4×4矩阵实现坐标系间的平移和旋转变换。例如,变位机坐标系到机器人坐标系的转换需先建立两者间的变换关系。
  • D-H变换:当机器人配置外部轴(如行走轴)时,需将基坐标系变换到外部轴零点位置,通过测量机械参数实现坐标统一。
  • 3. 多设备协同控制

  • Multimove技术:单控制器控制多机器人及变位机,需在程序中定义PERS格式的`task`数据数组,并设置`syncident`同步标识实现动作协调。
  • 示例流程
  • 1. 变位机旋转至焊接位;

    2. 机器人1完成焊接后触发`syn1`信号;

    3. 机器人2接收信号后开始焊接。

  • 非Multimove系统:需手动标定两机器人基坐标系,通过示教TCP点对齐世界坐标系。
  • 4. 同步算法

  • 时间同步:通过梯形速度规划或时间缩放法确保多轴运动同步,避免轨迹冲突。
  • 数据同步:使用旋转矩阵(如绕X/Y/Z轴的复合旋转)计算位姿变换,确保变位机与机器人动作匹配。
  • 5. 应用案例

  • 焊接协同:变位机调整工件姿态,机器人根据变换后的工具坐标系轨迹焊接,需通过齐次矩阵实时更新TCP位置。
  • 双机器人协作:通过坐标变换使两机器人共享同一工件坐标系,避免干涉。
  • 关键公式示例

  • 齐次变换矩阵
  • ```

    T = [ R(3×3) t(3×1)

    0(1×3) 1 ]

    ```

    其中`R`为旋转矩阵,`t`为平移向量。

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