用户/工具坐标系标定

用户坐标系标定

三点标定——原点、x正方向点、y正方向点
软件中也可采用该方式标定一个用户坐标系。
软件与实机,在工件模型准确的前提下,校准同一位置上的用户坐标系,可保证导出目标笛卡尔点位的准确。

工具坐标系标定

获取工具中心点在机器臂坐标系下位姿。常见的方法分三类:

  • 直接输入
    根据夹爪尺寸,直接输入位姿偏移
  • 四点标定
    适用于坐标系与末端法兰坐标系姿态一致,只存在位置偏差的情况
  • 六点标定
    获取位置偏移和姿态旋转量
    六轴工具坐标系采用“TCP+ZX”生成
    安装工具后,调整工具位姿,使TCP以三种姿态对准空间中同一个点,获取工具位置偏移。
    计算偏移时,可以认为,末端法兰到底座的转换关系是不变的,工具和法兰是相对固定的。通过多组点,最小二乘法可以得到解。




    再根据另外三个点ABC 获取工具姿态偏移。


机器人基坐标系位置的获取

图中1处为机器人本体坐标系,原点在机器人底座中心,也有部分机器人将其定义在一轴圆心上。

图中2处为机器人原始工具坐标系,即所谓TCP 0,原点在六轴法兰盘的圆心上,其绝对位置会跟随六轴法兰盘移动。

图中3处为工具坐标系,对于焊钳来讲一般定义在静电极帽的圆心上,需要注意的是工具坐标系这个东西在绝对空间内也是可以移动的,但它跟六轴法兰盘是相对静止的。

图中4处为工件坐标系,每种工件的定义位置不一,示例中给出的是整车右前门相对于整车工件坐标系的位置我们所谓TCP,实际上是3相对于2的X、Y、Z的位移和Rx、Ry、Rz的旋转角度,实际调试中可以用四点法或六点法标定

我们所谓UserFrame,实际上是4相对于1的X、Y、Z的位移和Rx、Ry、Rz的旋转角度,这个可以用激光跟踪仪采用三点法标定而所谓离线程序(离线轨迹)是定义了机器人处于每个轨迹点时,3相对于4的X、Y、Z的位移和Rx、Ry、Rz的旋转角度。

当然,仿真环境中所得的TCP和UserFrame,都是理论值,实际机器人安装必然会有误差,焊钳的加工也会有误差,所以我们只需要用标定方法求得两种坐标系的实际值,写入离线程序即可,因为在离线程序的任意一个轨迹点,工具相对于工件的位置是不会改变的。

如何才能在世界坐标系内精确确定机器人基坐标系零点的位置,答案就是用激光跟踪仪采用三点法标定,标定过程一般是:

  • 1.激光跟踪仪在夹具上建立工件坐标系
  • 2.机器人用UFrame 0和TCP 0做3个轨迹点,得到三组坐标(这三个点的坐标是三个轨迹点时2相对于1的位置)
  • 3.用激光跟踪仪标定三个轨迹点时2相对于四的位置(同样得到三组坐标)
  • 4.根据得到的六组坐标,用线性代数解得4相对于1的位置以上。



参考:
各位前辈,请问如何精确安装工业机器人,或者说确定机器人的位置? - 知乎 (zhihu.com)

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