机械手臂工具坐标系定位问题

Frank2012 · 发表于 2012-5-11 13:01

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请教搞机械手臂的前辈一个问题:
六轴机械手臂(Fanuc R200i)上装Spindel和铣刀, 由于Kupplung的缘故, 铣刀指向相对于Joint6末端坐标旋转了135° 工具坐标系的(wpr)理论值为(135, -90, 0), 用六点法设置工具坐标系, TCP已经测出没问题, 在设置工具Orientierung时, 手册上说沿着工具坐标系x轴和z轴平移. 这个x轴z轴方向如何准确标定. 我和导师有分歧,他说这个方向可以任意选取, 我说不行, 而且在Robotmaster模拟, 确实有问题. 导师认为是Kupplung135°旋转的缘故.
前辈有何高见,望不吝赐教!

baladin · 发表于 2012-5-20 10:16

看你的描述我理解是你要确定ToolFrame，平移都是以Flanschframe为基准的，这个一般没问题。Orientierung要看Fanuc怎么定义的。你说的沿X，z平移没看明白，方向为什么是平移得到呢？？一般情况下，如果欧拉角Z X1 Z2确定的话，是先以flanschFrame的Z轴方向转Z角度，然后再这个新的Frame以它的X轴转X1角度，最后再在这个基础上绕Z轴转Z2角度。。最后得到ToolFrame的Orientierung。。

具体按什么方法得到ToolFrame还得看Fanuc的手册里怎么定义的。。

Frank2012 · 发表于 2012-5-20 12:04

baladin 发表于 2012-5-20 10:16
看你的描述我理解是你要确定ToolFrame，平移都是以Flanschframe为基准的，这个一般没问题。Orientierung要看 ...

终于有高人露面了, 太感谢了.

我就是想按照Fanuc手册里做. 请见下图

Frank2012 · 发表于 2012-5-20 12:17

本帖最后由 Frank2012 于 2012-5-20 12:26 编辑

baladin 发表于 2012-5-20 10:16
看你的描述我理解是你要确定ToolFrame，平移都是以Flanschframe为基准的，这个一般没问题。Orientierung要看 ...

另外,你说的是从人的角度直观判断. 我说的是机器人自己判定的方法.
据我理解,TCP的位置坐标的确是通过旋转, 而方向,或者说姿态,是通过平移得到的. 机器人通过记录点的矩阵运算得到结果
见<<一种机器人工具坐标系标定方法>>(刘成业，李文广，马世国，郅健斌，刘广亮，吴昊)

baladin · 发表于 2012-5-20 16:40

先前不知道你说的六点法是什么意思，现在明白是一种Teach的方法。我之前说的是一般在给定TF坐标值的情况。

看你图片上的说明，你导师说的也没有错，X轴的方向是从Ursprung出发任意选定，Z只要垂直，就可以确定TF的各个轴的方向。

从你给的信息里面，还不能确定TF跟FlanschFrame或者其他的基准坐标系之间具体是什么关系。TF的原点是在那个坐标系统里定义的，他说的3点法是什么意思？我觉得这个是你的问题的关键。

或者找个办法在iR的控制系统里做135度的修正。

Frank2012 · 发表于 2012-5-20 17:44

我也试着任意取x方向,但是得到的结果不对,在Robotmaster里模拟可以看出来. 用理论值(135, -90, 0)就可以,成功铣出了第一件东西, 但是为了精确,我想最好还是Kali一下. 头好晕!我给你看看模拟图,这是按照(135, -90, 0)修正后,J6转过135度的初始状态

Frank2012 · 发表于 2012-5-20 23:00

本帖最后由 Frank2012 于 2012-5-20 23:04 编辑

baladin 发表于 2012-5-20 16:40
先前不知道你说的六点法是什么意思，现在明白是一种Teach的方法。我之前说的是一般在给定TF坐标值的情况。 ...

我觉得x轴的方向不是任意选定的, 你看图中两种不同焊接工具的TF是不同的, 铣刀的TF的z轴就是Spindel转轴, x轴(红箭头)和y轴方向相对Spindel都是固定的呀.

或者说, TF得按照Endeffector规定的坐标规则来定, 至少在我使用的软件Robotmaster里是这样规定的.

baladin · 发表于 2012-5-21 08:23

本帖最后由 baladin 于 2012-5-21 08:26 编辑

我也是做IR金属切削加工的。。握手！！我们用的是kuka

XZ轴任意选取是相对于FANUC对他的定义来说的。是在不考虑EndeEffector的基础上。
针对EE是spindel的情况，我们都是按照WZM上的习惯，Z轴指向Spindel。 XY垂直与它。

简单画了个图，结果跟你设置的差不多。绕z轴转动-φ，绕Y‘转 -90。

Robotmaster里面具体是什么问题？有没有可能是他里面的问题？比如说，你虚拟的路径里通过过一个奇点？

Frank2012 · 发表于 2012-5-21 21:07

本帖最后由 Frank2012 于 2012-5-21 21:10 编辑

baladin 发表于 2012-5-21 08:23
我也是做IR金属切削加工的。。握手！！我们用的是kuka

XZ轴任意选取是相对于FANUC对他的定义来说的。是 ...

对, 我也是这样想的, 但是没能表达清楚. 每个EndEffector有自己的坐标规定.
先前我按照任意选取的原则, 先沿着Weltkoordinatensystem的+y轴方向平移,然后沿着-z方向平移, (刀头大约竖直朝下), 结果得到下图的结果,完全是TF标定的问题, 手臂还是按照新刀头沿着刀具路径运动

Frank2012 · 发表于 2012-5-21 21:19

请问你标定TF是按照什么方法? 也是用Mastercam+Robotmaster编程吗.

baladin · 发表于 2012-5-22 08:04

我们不是用的mastercam。。robotmaster自己没用过，之前用拿他来跟我们的系统做了个比较。最后因为要让robotmaster弄个之前他库里没用的IR型号，还得另外交钱，并且要很来回沟通好几次，也不开放。就放弃了。

所以这里我只能按照我在其他仿真软件(EasyRob)的经验来估计。

我当时是A6没有转动， TF的原点从FF在X，Z方向偏移，然后绕Y轴转90度得到TF。所以通过量CAD模型，知道了X，Z的偏移量，TF就出来了。实际应用的时候，先在机器人上测量了原点的实际位置，再来模拟器里修正，最后我们Y向的偏移，只有零点几个mm。。

所以，我想你的情况，只要在给定偏移和旋转的时候，把135考虑进去，应该就没什么问题。

希望对你有所帮助。

Frank2012 · 发表于 2012-5-22 21:21

baladin 发表于 2012-5-22 08:04
我们不是用的mastercam。。robotmaster自己没用过，之前用拿他来跟我们的系统做了个比较。最后因为要让robo ...

原先我也是按你的方法量CAD模型, 但是Spindel和J6中间隔了几个Kupplung和一个Halter, 我只得到了单个零件的CAD模型, 自己按照测量实物相对位置把他们拼成一个整体, 测量工具只有游卡和直尺, 偏差在所难免. 模拟的时候只能大概模拟Spindel的位置, 我打算把铣刀位置先确定, 然后反过来修正Spindel的CAD模型.
EasyRob是怎样的软件,好用吗? 偏移量能达到零点几个mm对IR铣削来说已经不赖了. 好像最好的也只能达到0.5mm吧
你们的IR是不是很新的型号, 他们库里怎么会没有呢? 我们的型号,软件里也没有,但是管他们要来了. 之前, 导师非要我自己建立, 3D模型和设置文件还好说, 但是还有个动力学参数文件.robx没时间深究.

baladin · 发表于 2012-5-22 22:52

我之前的项目是用comau的，easyrob里面没有。都是自己建运动学模型，主要还是dh标定。现在项目已经结束了。最后达到0.3，0。4的精度，在低速下。

Frank2012 · 发表于 2012-6-8 10:49

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