มีระบบพิกัดทั่วไปหกระบบสำหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม: พิกัดฐาน, DH, ข้อต่อ, โลก, Workbench, เครื่องมือ
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามารถนำไปใช้ในการใช้งานต่าง ๆ ในการดำเนินงานอัตโนมัติเช่นการเชื่อมการฉีดพ่นการขัดกำลังโหลดและขนถ่ายและการเรียงลำดับ. ตราบใดที่มีการแก้ปัญหาที่เหมาะสมแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ สามารถเข้ามามีส่วนร่วม . สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดขึ้นอยู่กับการใช้ระบบพิกัดที่ยืดหยุ่นโดยหุ่นยนต์ . ความสำคัญของระบบประสานงานหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ด้านอื่น ๆ .
ระบบพิกัดเป็นเหมือนเข็มทิศสำหรับการทำงานของหุ่นยนต์ใช้เพื่อยืนยันตำแหน่งและท่าทางของหุ่นยนต์หรือเพื่อสร้างเกณฑ์มาตรฐานในชิ้นงานอื่น ๆ . มีระบบพิกัดหลายประเภทที่ใช้ในหุ่นยนต์
1. ระบบพิกัดพื้นฐาน
ระบบพิกัดพื้นฐานเป็นระบบพิกัดอ้างอิงสำหรับฐานยึดหุ่นยนต์โดยปกติจะมีจุดตัดของพื้นผิวการติดตั้งหุ่นยนต์และแกนแรกของการหมุนเป็นจุดกำเนิด . มันเป็นรากฐานของระบบพิกัดอื่น ๆ ที่ใช้เพื่ออธิบายตำแหน่งโดยรวม ต้นกำเนิดของระบบพิกัดพื้นฐานโดยทั่วไปจะอยู่ที่จุดตัดของพื้นผิวการติดตั้งของหุ่นยนต์และแกนแรกของการหมุนโดยมีแกน x เคลื่อนที่ไปข้างหน้าแกน y ที่เคลื่อนที่ไปทางซ้ายและแกน z ขยับขึ้นไปตามกฎขวา .}
ฟังก์ชั่นหลักของระบบพิกัดพื้นฐานคือการจัดเตรียมจุดอ้างอิงที่เสถียรสำหรับหุ่นยนต์การเปิดใช้งานการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ . แม้ในกรณีของการหมุนร่วมและการเปลี่ยนแปลงมุมบิดเบี้ยวระบบพิกัดพื้นฐานสามารถมั่นใจได้ถึงความแม่นยำและความสอดคล้องของการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ระบบช่วยให้หุ่นยนต์สามารถสลับระหว่างระบบพิกัดที่แตกต่างกันได้อย่างยืดหยุ่นซึ่งจะเป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและความแม่นยำในการตัดเฉือน .
2. ระบบพิกัด DH
ชื่อเต็มคือระบบพิกัด Denavit Hartenbergซึ่งเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้เพื่ออธิบายความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตระหว่างการเชื่อมโยงหุ่นยนต์ . มันถูกใช้อย่างกว้างขวางในฟิลด์เช่นการสร้างแบบจำลองหุ่นยนต์จลนศาสตร์การวางแผนวิถีและการควบคุมการเคลื่อนไหว .}
ระบบพิกัด DH อธิบายถึงความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างลิงก์ที่อยู่ติดกันของหุ่นยนต์ผ่านพารามิเตอร์สี่พารามิเตอร์: ความยาวลิงก์ AA, ลิงค์ออฟเซ็ตมุมอัลฟ่าอัลฟ่า, มุมของการหมุน theta, และมุมเชื่อมโยงเบต้า.}}}}} {}}}} และบรรลุการเปลี่ยนแปลงพิกัดบนแท่งเชื่อมต่อสองแท่งผ่านการแปลงพิกัดที่เป็นเนื้อเดียวกัน . ในระบบชุดลิงค์หลายชุดการใช้งานหลายครั้งของการเปลี่ยนแปลงพิกัดที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่างระบบหัวและปลายทางและแต่ละแกนหมุนรอบ Z-axis
วิธีพารามิเตอร์ DH สร้างระบบพิกัดในแต่ละแท่งเชื่อมต่อและใช้เมทริกซ์การแปลงที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เมทริกซ์ 4x4) เพื่ออธิบายความสัมพันธ์การเปลี่ยนแปลงระหว่างระบบพิกัดที่อยู่ติดกัน . ในระบบหลายลิงค์
วิธีพารามิเตอร์ DH คือ:
ติดฉลากแต่ละแท่งเชื่อมต่อ (สร้างระบบพิกัด) .
อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างการเชื่อมโยงที่อยู่ติดกันโดยใช้พารามิเตอร์สี่ตัว .
คำนวณตำแหน่งและทิศทางสุดท้ายจากก้านเชื่อมต่อแรกไปจนถึงก้านเชื่อมต่อสุดท้าย .
3. ระบบพิกัดร่วม
ระบบพิกัดร่วมเป็นระบบพิกัดอ้างอิงตามแกนของแต่ละข้อต่อของหุ่นยนต์ใช้เพื่ออธิบายสถานะการเคลื่อนไหวของข้อต่อแต่ละข้อของหุ่นยนต์ . ข้อต่อแต่ละข้อมีระบบพิกัดที่สอดคล้องกันที่ใช้ในการบันทึกการหมุนและทิศทางของข้อต่อ . ที่เกิดขึ้น
โดยการควบคุมมุมในระบบพิกัดร่วมการเคลื่อนที่อิสระของแต่ละแกนของหุ่นยนต์สามารถทำได้ . ตัวอย่างเช่นเราสามารถควบคุมแกนหนึ่งของหุ่นยนต์เพื่อย้ายจากจุด A ถึงจุด B และสองแกนเพื่อย้ายจากจุด C ไปยังจุด d .
เพียงเพื่อเพิ่มแหล่งกำเนิดของระบบพิกัดร่วมนั้นเกี่ยวข้องกับค่าของตัวเข้ารหัสมอเตอร์ . ระบบจะบันทึกค่าตัวเข้ารหัสของสถานะเป็นแหล่งกำเนิดและในสถานะนี้ค่าร่วมกันทั้งหมด0.}}} ค่าของมอเตอร์จากหน่วยความจำเพื่อให้แน่ใจว่าต้นกำเนิดจะไม่สูญหาย .
4. ระบบพิกัดโลก
ทิศทางของระบบพิกัดโลกนั้นสอดคล้องกับทิศทางของระบบพิกัดฐานหุ่นยนต์ซึ่งหมายความว่าทิศทางแกน x, y และ z ของระบบพิกัดโลกและระบบพิกัดฐานหุ่นยนต์เป็น . ข้อมูลของระบบประสานงาน XYZ พื้นที่ .
แกน x: x1eeec + l34b + l56y
Axis: Y1EEC Z-AXIS: Z+L 23+ L34A UVW . รายการข้อมูลทั้งสามนั้นแสดงด้วยมุมออยเลอร์และทิศทางการหมุนคือ rx ry, rz .}
RX: มุมการหมุนรอบแกน x .}
RY: มุมการหมุนรอบแกน y .}
RZ: มุมการหมุนรอบแกน z .}
5. ระบบพิกัด Workbench
ระบบพิกัดโลกที่ตั้งค่าด้วยตนเองสำหรับแพลตฟอร์มการทำงานบางอย่าง . เมื่อระนาบการทำงานของหุ่นยนต์ไม่ขนานกับระบบพิกัดพื้นฐานเพื่ออำนวยความสะดวกในการดีบักระบบพิกัด Workbench จะถูกสร้างขึ้นด้วยขอบสองอันของ Workbench เป็นแกนอ้างอิง .}}}}
ทำไมเราต้องใช้ระบบพิกัด Workbench?
①การดีบักที่สะดวก: เมื่อระนาบการทำงานของหุ่นยนต์ไม่ขนานกับระบบพิกัดพื้นฐานโดยตรงโดยใช้ระบบพิกัดพื้นฐานจะทำให้กระบวนการดีบั๊กมีความซับซ้อน .
②การทำงานแบบง่าย: ระบบพิกัด Workbench ย้ายจุดอ้างอิงของหุ่นยนต์จากระบบพิกัดพื้นฐานไปยังต้นกำเนิดของระบบพิกัด Workbench ทำให้การดำเนินการใช้งานง่ายมากขึ้น .}
หลังจากการจัดตั้งจุดอ้างอิงของหุ่นยนต์จะย้ายจากระบบพิกัดพื้นฐานไปยังต้นกำเนิดของระบบพิกัด Workbench และทิศทางของระบบพิกัดนั้นสอดคล้องกับการประสานงานพื้นฐาน . วิธีการตั้งค่า: เลือกมุมของ Workbench ทิศทาง Z-Axis นั้นสอดคล้องกัน . หลังจากหุ่นยนต์ย้ายไปที่ PO มันจะเปลี่ยนไปใช้ระบบพิกัด Workbench ที่มีค่า XYZ ที่ 0.
PO: ต้นกำเนิดของระบบพิกัด Workbench .
px: ชี้ในทิศทาง x-axis .
py: ชี้ในทิศทาง y-axis .
ยืนยันการแก้ไข: คลิกตกลงเพื่อแก้ไขและสร้างระบบพิกัด Workbench .
6. ระบบพิกัดเครื่องมือ
ระบบพิกัดเครื่องมือของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นระบบพิกัดที่อธิบายตำแหน่งและการวางแนวของเอฟเฟกต์ปลายของหุ่นยนต์เช่นถ้วยดูด, กริปเปอร์, ปืนเชื่อม ฯลฯ . ฟังก์ชั่นหลักคือการกำหนดตำแหน่งและทิศทางของจุดศูนย์เครื่องมือ (TCP) แกน . เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องปรับท่าทางของเครื่องมือบ่อยครั้ง .
TCP มักจะอยู่ที่ปลายหน้าแปลนปลายหรือปลายของเครื่องมือและทั้งสองสามารถเปลี่ยนผ่านการสอบเทียบ .}
โดยปกติแล้วการอ้างอิงการเปลี่ยนแปลงทัศนคติของ TCP ปลายจะอยู่ที่จุดกึ่งกลางของหน้าแปลนหุ่นยนต์โดยแกน U หมุนรอบแกน x แกน V หมุนรอบแกน y และแกน W หมุนรอบแกน z .}}}}}}}}
เมื่อติดตั้งติดตั้งที่จุดสิ้นสุดจุดอ้างอิงของเครื่องมือจะต้องถูกแปลงจากระบบพิกัดหน้าแปลนเป็นเอฟเฟกต์ปลาย . โดยทั่วไปวิธี 6- วิธีการใช้สำหรับการคำนวณการปรับเทียบ ตำแหน่ง .
6- วิธีการสอบเทียบจุด
ขั้นตอน: เลือกจุดอ้างอิงคงที่ . บันทึก 6 ชุดข้อมูลโดยติดต่อจุดอ้างอิงที่ตำแหน่งที่แตกต่างกันผ่านส่วนท้ายของการติดตั้ง . คำนวณตำแหน่งและทิศทางของจุดอ้างอิงที่ส่วนท้ายของการติดตั้งที่สัมพันธ์กับระบบประสานงานหน้าแปลนตามข้อมูลที่บันทึกไว้
ผลลัพธ์: หลังจากการสอบเทียบจุดอ้างอิงของระบบพิกัดเครื่องมือจะไม่เป็นระบบพิกัดหน้าแปลนอีกต่อไป แต่ตำแหน่งของส่วนท้ายของการติดตั้ง .}
การประยุกต์ใช้ระบบพิกัดสำหรับหุ่นยนต์มีความสำคัญในการกำหนดท่าทางและตำแหน่งของพวกเขา . ระบบพิกัดเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในสถานการณ์แอปพลิเคชันที่แตกต่างกันช่วยให้การควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำและการดำเนินการงาน . ระบบประสานงานใดที่คุณใช้บ่อยที่สุด?