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快速理解机器人的坐标系(机器人坐标系怎么理解)

baijin 2024-09-15 14:37:15 博客文章 5 ℃ 0 评论

【快速理解机器人的坐标系】

机器人的坐标系包括基坐标系、DH坐标系、关节坐标系、世界坐标系、工作台坐标、工具坐标六个类型,它们用于确认机器人的位置和姿态,或用于在其他工件上建立基准。


1、基坐标系

基坐标系由机器人底座基点与坐标方位组成,是机器人其他坐标系的基础,与数学中的笛卡尔坐标系方向一致。


2、 DH坐标系

DH坐标系是Denavit和Hartenberg于1955年提出的一种建模方法,主要用于机器人运动学。这种方法在每个连杆上建立一个坐标系,通过齐次坐标变换实现两个连杆上坐标的变换。在多连杆串联系统中,多次使用齐次坐标变换,建立首末坐标系的关系。每个轴运动时总是绕着该轴坐标系的Z轴旋转。


3、关节坐标系

关节坐标系设定在机器人关节中,关节旋转的度数以关节坐标系的原点为基准。关节坐标系的原点与电机编码器的数值有关,系统会记录一个状态的编码器数值作为原点,此时关节坐标的数值为0。机器人采用绝对值编码器的电机,断电状态下有电池供电,重新开电后系统会读取记忆中的电机绝对编码器数值,保证原点不丢失。


4、世界坐标系

世界坐标系方向与机器人基坐标系方向一致,坐标系XYZ的数据由各个轴的连杆参数相加而来,表示机器人在空间内的位置。X轴数值参考X1eec、L34b、L56三项数据相加的结果,Y轴数值参考Y1eec的数据,Z轴数值参考Z、L23、L34a三项数据相加的结果,UVW三项数据用欧拉角表示,旋转方向为Rx Ry Rz。


5、工作台坐标系

针对某个工作平台人为设定的世界坐标系。在世界坐标系体系下,机器人移动XYZ轴参考的是基坐标轴。当机器人的工作平面和机器人基坐标系不平行时,为方便调试,会以工作台的两条边作为基准轴建立工作台坐标系。建立工作台坐标后,在该坐标系下,机器人的基准点将从基坐标系移动到工作台坐标系原点,坐标系方向与基坐标一致。设定方法:选择工作台面的一个角,依次记录Po、Px、Py三个点后点击确定修改,工作台坐标的方向参考机器人基坐标,确保Z轴方向不会相反。机器人运动到Po后切换到工作台坐标系,XYZ的数值为0。


6、工具坐标

通常情况下,末端TCP的姿态变换基准在机器人的法兰中心点位置,U轴绕X轴旋转,V轴绕Y轴旋转,W轴绕Z轴旋转。当末端安装了治具工装时,需要将工具的基准从法兰坐标系变换到治具末端,一般采用6点法进行标定计算。切换为标定后的工具坐标系时,机器人的姿态计算基准点不再是法兰坐标系,而是标定后的位置。

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