工业机器人常用坐标系你知道多少?

随着社会进步、科技发展,工业机器人的应用也越来越普遍。由于其种类众多、坐标系也很多,确定起来容易出错,对于新手尤其如此。

下面就让小编来全面介绍机器人常用坐标系。

(1) 基坐标系(B a s eCoordinate System),又称为机座坐标系,位于机器人基座。基坐标系在机器人基座中有相应的零点,这使固定安装机器人的移动具有可预测性。在正常配置的机器人系统中,工人可通过控制杆进行该坐标系的移动。

(2)世界坐标系(Wo r l dCoordinate System),又称为大地坐标系或绝对坐标系。如果机器人安装在地面, 在基坐标系下示教编程很容易,但当机器人吊装时,机器人末端移动直观性差,因而示教编程较为困难。

另外,如果两台或多台机器人共同协作时,例如,一台安装于地面,另一台倒置,倒置机器人的基坐标系也将上下颠倒(见图2)。当分别在两台机器人的基坐标系A、B中进行运动控制时,很难预测相互协作运动的情况。

图2 世界坐标系

此时,可以定义一个共同的世界坐标系C取而代之。若无特殊说明,单台机器人世界坐标系和基坐标系是重合的。

(3) 用户坐标系(U s e rCoordinate System),机器人可以和不同的工作台或夹具配合工作, 在每个工作台上建立一个用户坐标系。机器人大部分采用示教编程的方式,步骤繁琐,对于相同工件,若放置在不同工作台进行操作,不必重新编程,只需相应地变换到当前用户坐标系下。用户坐标系在基坐标系或者世界坐标系下建立。

(4)工件坐标系(Obje c tCoordinate System)与工件相关,通常最适于对机器人进行编图2世界坐标系程。工件坐标系对应工件,它定义工件相对于大地坐标系(或其他坐标系)的位置。

据深圳启程工控学院了解,工件坐标系拥有特定附加属性,主要用于简化编程。他拥有两个框架:用户框架(与大地基座相关)和工件框架(与用户框架相关)。机器人可以拥有若干工件坐标系,表示不同工件,或者表示同一工件在不同位置的若干状态。对机器人进行编程就是在工件坐标系中创建目标和路径,重新定位工作站中的工件时,只需更改工件坐标系的位置,所有路径将随之更新。允许操作以外轴或传送导轨移动的工件,因为整个工件可连同其路径一起移动。

(5) 置换坐标系(Displacement CoordinateSystem)又称为位移坐标系,有时需要对同一工件、同一段轨迹在不同工位上加工,为了避免每次重新编程,可以定义一个置换坐标系。置换坐标系基于工件坐标系定义。如图3所示,当置换坐标系被激活后,程序中的所有点都将被置换。

图3 置换坐标系

(6) 腕坐标系(WristCoordinate System)和工具坐标系都是用来定义工具方向的。在简单应用中,腕坐标系可以定义为工具坐标系,两者重合。腕坐标系的Z轴和机器人的第6根轴重合,如图4所示,坐标系原点位于末端法兰盘中心,X轴方向与图3置换坐标系图4腕坐标系法兰盘上标识孔的方向相同或相反,Z轴垂直向外,Y轴符合右手法则。

图4 腕坐标系

(7) 工具坐标系(ToolCoordinate System)安装在末端法兰盘上的工具需要在其中心点(TCP)定义一个工具坐标系,通过坐标系的转换,可以操作机器人在工具坐标系下运动,以方便操作。如果工具磨损或更换,只需重新定义工具坐标系,而不用更改程序。工具坐标系建立在腕坐标系下,即两者之间的相对位置和姿态是确定的。

(8)关节坐标系(Join tCoordinate System)用来描述机器人每个独立关节的运动,关节类型可能不同( 如移动关节、转动关节等)。若将机器人末端移动到期望位置,在关节坐标系下操作,可以依次驱动各关节运动,从而引导机器人末端到达指定的位置。

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