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如何正确识别ABB工业机器人的坐标系?

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在进行工业机器人坐标系的学习之前,我们要先理解一些概念。全局坐标系将与基座坐标系保持一致,除非另有规定。关节坐标系中机器人的位置和姿态,以各关节底座侧的关节坐标系为基准而确定。图3-4ABB机器人工具坐标系②线性运动改变机器人末端工具位置,但机器人TCP姿态不变,机器人TCP沿坐标轴线性移动。机器人程序可设置多个TCP,可以根据当前工作状态进行变换。用户坐标系可用于表示固定装置、工作台等设备。

如何正确识别ABB工业机器人的坐标系?

在进行工业机器人坐标系的学习之前,我们要先理解一些概念。

(1)机器人的位姿

机器人末端执行器相对于基座的位置和姿态。

(2)示教再现机器人

示教再现是一种可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人。

“示教编程”指通过下述方式完成程序的编制:由人工导引机器人末端执行器(安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪喷枪等),或由人工操作导引机械模拟装置,或用示教器(与控制系统相连接的一种手持装置,用以对机器人进行编程或使之运动)来使机器人完成预期的动作。

“作业程序”(任务程序)为一组运动及辅助功能指令,用以确定机器人特定的预期作业,这类程序通常由用户编制。由于此类机器人的编程通过实时在线示教程序来实现,而机器人本身凭记忆操作,故能不断重复再现。

坐标系定义:为确定机器人的位置和姿态而在机器人或空间上进行的位置指标系统。通过不同坐标系可指定工具(工具中心点)的位置,以便编程和调整程序。确定机械臂基于坐标系的位置是必须要做的事项。若未确定坐标系,则可通过基座坐标系确定机械臂的位置,如图3-1所示。

图3-1 ABB机器人坐标系组成

①基坐标系:基坐标系是设置在机器人基座中的坐标系,坐标原点一般为基座中心点。如图3-2所示,基坐标系遵循右手法则,它是其他坐标系的基础。

图3-2 基座坐标系

在进行判断时,手臂方向和机器人尾部电缆插头方向一致,用右手定则,大拇指指向Z轴正方向,食指指向X轴正方向,中指指向Y轴正方向。

②大地坐标系:若机械臂是安装在地面上,则通过基座坐标系编程较容易。但如果机械臂是倒置安装(倒挂安装),会导致通过基座坐标系编程变难。此时,定义一个全局坐标系很有用。全局坐标系将与基座坐标系保持一致,除非另有规定。(www.xing528.com)

有时,在同一工作空间内,会有多个机械臂同时运作。此时,要用公用全局坐标系启用机械臂程序,以便与其他机械臂保持联系,如图3-3所示。

图3-3 共用一个大地坐标系的两个机械臂(其中一个倒挂安装)

③关节坐标系:关节坐标系是设定在机器人关节中的坐标系。关节坐标系中机器人的位置和姿态,以各关节底座侧的关节坐标系为基准而确定。

④工具坐标系:即安装在机器人末端工具上的坐标系,原点及方向都是随着末端位置与角度不断变化的。该坐标系实际是将基础坐标系(TOOL0)通过旋转及位移变化而来的,如图3-4所示。

在工具坐标系下机器人动作时:

①重定位运动改变末端工具的姿态,但机器人TCP(即工具中心点)位置不变,机器人工具沿坐标轴转动,改变姿态。

图3-4 ABB机器人工具坐标系

线性运动改变机器人末端工具位置,但机器人TCP姿态不变,机器人TCP沿坐标轴线性移动。机器人程序可设置多个TCP,可以根据当前工作状态进行变换。

③工件坐标系:即用户自定义坐标系,一个机械臂可在不同位置、不同方位的各种固定设备或工作面上工作。是用户对每个作业空间进行定义的直角坐标系,该坐标系实际是通过大地坐标系变化而来。

用户坐标系可用于表示固定装置、工作台等设备。可为各固定设备定义一个用户坐标系,则在必须移动或转动该固定设备时,不需要再次编程。按移动或转动固定设备的情况移动或转动用户坐标系,此时所有的已编程位置都将随固定设备变动,因而不需要再次编程,如图3-5所示。

图3-5 通过两个用户坐标系分别展示两台固定设备的位置

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