焊接机器人工具坐标系标定的研究与实现

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弧焊机器人工具标定与接触寻找焊缝实现

弧焊机器人工具标定与接触寻找焊缝实现
r du ed. e c Ke wo d ar y r s: c wel n r otoo c r n t fa e al a i wel n s m dig ob . l o dia e r m c i t t br on, dig ea
焊 接机 器 人 的焊 枪 和 操作 工具 标 定 的准 确 度 直 接 影 响 焊 接 的 精度 及 效 果 。 线 编 程也 越 来 越 多 的 引 入到 焊 接 过 程 中 , 就 离 这
r bo s sem . h n o t yt W e cai at n l br i wa f ih d,n h ve m pl o s i s e a d a i emene n td s am s ar ig y o hn t h qu T e aret e e chn b tuc ig ec ni e h t g wok r
焊接 接 头 , 用焊 枪 末 端 或侧 边触 碰 工 件 , 录触 碰 点 的 坐标 , 过 记 录 点 的 坐标 值 自动 确 定 焊 缝 的 始 末 端 和 焊缝 的轨 迹 , 使 记 通
减 少 了焊 接 每 个 工件 均 需示 教 始 末 端 的过 程 , 以及 示 教 不 准确 带来 的误 差 。
关键词 : 焊机器人 , 弧 工具 坐标 系。 定 , 缝 标 焊
Ab ta t s rc
Ths ap prs t metod f r al a ig h o c or n t fa ewhc i v l t d i p er e ens a h o c i tn te t ol o diae r m . ih s ai e dur g br da i de elpig n v o n Ku s an n h 一1
准 确地 标 定 工 具 坐 标 系显 得尤 为重 要 。 国 内外 都 有 对 工 具 坐 标

弧焊机器人工件坐标系快速标定方法_张文增

弧焊机器人工件坐标系快速标定方法_张文增

( 14 )
式中 :为了简写 , c代表 cos, s代表 sin。
求解 (14)得
ψ = arctan 2 (M S ,M C ) ;
( 15 )
式中 :
MS
= S1
-
M
C
co
s< ;
F1
MC
=
F2
F2 S1
co s<
+
F1 F1
S2 sin
<;
F1 = cos2θ+ sin< sinθ; F2 = cos< / sinθ;
(7)
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第 7期
张文增 ,等 :弧焊机器人工件坐标系快速标定方法
3
Pu3 = [ xu3 yu3 0 1 ]T。 由 {U }与 {R }的关系有
(4)
由式 ( 1)得 M 1 、M 2 或 M 3 点在 {R }下坐标
Pri = R TEi E TT Pti = [ xri yri zri 1 ]T ( i = 1, 2, 3) 。
(5)
另外由于三点在 {U }下的坐标分别为
Pu1 = [ 0 0 0 1 ]T。
(6)
Pu2 = [ xu2 0 0 1 ]T。
中 ,仅需输入三个点对应的脉冲值 ,按照上述算法编
制的软件就可以计算出相应的 R TU 。多次标定后 ,
通过最小二乘方法 ,可以获得较高的标定精度 。
4 标定结果的使用
在完成了工件坐标系的建立和标定后 ,需要利

机器人工具坐标系的标定方法

机器人工具坐标系的标定方法

机器人工具坐标系的标定方法一、引言机器人工具坐标系的标定是机器人系统中非常重要的一项任务。

通过准确地标定机器人工具坐标系,可以确保机器人能够准确地执行任务,提高生产效率和质量。

本文将介绍机器人工具坐标系的标定方法。

二、机器人工具坐标系的定义机器人工具坐标系是机器人执行任务时,工具末端位置和姿态的参考坐标系。

它是相对于机器人末端执行器而言的,以末端执行器为原点建立的坐标系。

机器人的运动是相对于工具坐标系进行的,因此工具坐标系的准确性对于机器人的控制和运动至关重要。

三、标定方法1.静态标定方法静态标定方法是通过测量机器人末端执行器在一系列已知位置和姿态下的坐标值,来计算出机器人工具坐标系的坐标变换矩阵。

具体步骤如下:- 在工作空间内选择一系列已知位置和姿态的目标点。

- 将机器人末端执行器移动至这些目标点,并记录其坐标值。

- 根据目标点的坐标值和末端执行器位置的变换关系,计算出坐标变换矩阵。

- 根据坐标变换矩阵,确定机器人工具坐标系的原点和姿态。

2.动态标定方法动态标定方法是通过机器人执行一系列已知轨迹或动作,来计算出机器人工具坐标系的坐标变换矩阵。

具体步骤如下:- 设计一系列已知轨迹或动作,在工作空间内让机器人执行。

- 通过传感器或监视器记录机器人末端执行器的位置和姿态。

- 通过与已知轨迹或动作进行比较,计算出机器人工具坐标系的坐标变换矩阵。

3.基于外部传感器的标定方法基于外部传感器的标定方法是利用视觉传感器或其他外部传感器来测量机器人末端执行器的位置和姿态,从而计算出机器人工具坐标系的坐标变换矩阵。

具体步骤如下:- 将外部传感器固定在机器人末端执行器上。

- 通过视觉传感器或其他外部传感器测量机器人末端执行器的位置和姿态。

- 根据测量结果计算出机器人工具坐标系的坐标变换矩阵。

四、标定精度的评估和优化标定精度对于机器人系统的性能至关重要。

为了评估标定结果的精度,可以使用误差指标来衡量实际坐标和标定坐标之间的差异。

abb机器人工具坐标系的标定方法

abb机器人工具坐标系的标定方法

abb机器人工具坐标系的标定方法
ABB机器人工具坐标系的标定方法可以通过以下步骤进行:
1.安装工具:首先,将要标定的工具正确地安装在ABB机器人的末端执行器上。

确保工具安装牢固,与机器人末端执行器的坐标系对齐。

2.创建基准点:选择一个基准点或基准姿态作为参考点,该点应在机器人工作空间内且易于定位。

可以使用传感器或测量工具精确定位基准点的位置,记录其坐标值。

3.进行示教:使用ABB机器人的示教模式,将机器人手动移动到基准点的位置。

确保末端执行器与基准点重合,并且姿态与基准姿态一致。

4.记录坐标值:记录机器人当前的末端执行器坐标值,并记为标定点的位置。

5.重复步骤3和4:按照需要,选择其他位置作为标定点,重复步骤3和4,以获取更多的坐标数据点。

6.计算工具坐标系:使用所收集到的标定点数据,可以采用数学方法如最小二乘法或SVD(奇异值分解)等来计算出工具坐标系的转换矩阵。

这个转换矩阵描述了机器人末端执行器坐标系相对于基准点坐标系的位置和姿态关系。

7.验证:将机器人移动到其他位置,并使用标定后的工具坐标系来测量其末端执行器的位置和姿态。

通过与实际测量结果进行比较,验证标定的准确性。

需要注意的是,在标定过程中要确保机器人和工具处于稳定的状态,并且所选择的标定点分布在工作空间内具有代表性的位置。

这是一种常见的ABB机器人工具坐标系标定方法,可以根据实际需求和具体机器人型号进行调整和优化。

在标定之前,建议参考ABB机器人的用户手册或咨询ABB机器人的技术支持,以获取更详细和适用的标定方法。

机器人工件坐标系的标定方法

机器人工件坐标系的标定方法

机器人工件坐标系的标定方法
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊机器人工件坐标系的标定方法,这可真是个有意思的事儿呢!
你想啊,机器人就像一个勤劳的小工人,要在它的工作领域里精准干活儿,那得知道自己该在啥位置、朝啥方向使力呀,这就是坐标系的重要性啦!就好比你去一个陌生的地方,总得先搞清楚东南西北吧。

那怎么标定这个坐标系呢?咱先得找几个关键的点,就像给机器人画个地图一样。

这几个点可不能随便找,得找那些有代表性的、容易识别的。

然后呢,通过一些巧妙的测量和计算,让机器人明白这些点在它的世界里的位置。

比如说,我们可以用一些专门的工具,像一把精准的尺子,去量量这些点之间的距离呀、角度啥的。

这就好像你给朋友描述一个地方,会说离这儿多远、在哪个方向一样。

而且啊,这个过程可得细心点儿,不能马虎。

要是标错了,那机器人可就像个迷路的孩子,不知道该干啥啦!这可不是闹着玩的,那生产出来的东西还能合格吗?
还有哦,在标定的时候,要多试几次,确保准确性。

这就跟你做数学题一样,多检查几遍总没错呀!你想想,要是机器人因为坐标系没标定好而出错,那多可惜呀!
标定好了坐标系,机器人就像有了一双明亮的眼睛,能准确地找到自己该去的地方,干起活儿来那叫一个得心应手。

这可都是我们精心给它准备的呀!
所以说呀,机器人工件坐标系的标定方法可太重要啦!咱们可得认真对待,不能有一丝马虎。

让机器人在我们的指挥下,乖乖地干活儿,为我们创造出更多更好的产品。

这难道不是一件很有成就感的事情吗?相信只要我们用心去做,一定能让机器人成为我们的得力小助手!。

焊接机器人的工具参数标定研究

焊接机器人的工具参数标定研究

焊接机器人的工具参数标定研究作者:柳贺曾辉来源:《中国新技术新产品》2013年第22期摘要:机器人标定是离线编程技术实用化的关键技术之一,本文介绍了焊接机器人的标定工具坐标系的六点法,实现了机器人工具坐标系标定。

机器人工具坐标系的标定就是确定工具坐标系相对于末端坐标系的齐次转换矩阵,由此计算出工具参数。

根据此算法进行标定和实际工具参数对比,精度达到了±0.4mm。

实际的焊接试验表明该方法是一种可靠简便,精度高的系统标定方法,能完全满足实际焊接要求。

关键词:焊接机器人;标定;工具参数中图分类号:TP274 文献标识码:A1 工具坐标系的标定机器人工具坐标系是由其末端坐标系决定的,若没有定义工具坐标系,则机器人末端坐标系被默认为工具坐标系。

焊接机器人工作时,在机器人的末端必须固定焊枪。

根据焊接工艺和要求的不同,需选择合适的焊枪。

在更换焊枪时,必须重新标定焊接机器人的工具坐标系。

机器人的工具坐标系由其末端坐标系与焊枪的位置和姿态决定。

机器人工具坐标系{TCF}的标定就是指精确地确定出工具坐标系相对于机器人末端坐标系之间的位置和姿态。

2 确定工具坐标系原点相对于机器人末端坐标系的位置偏移本文首先三点法来确定工具坐标系的位置参数。

机器人各坐标系相互关系如图1所示。

机器人末端坐标系相对于机器人基准坐标系的转换关系由机器人的正运动学方程得到。

机器人焊枪尖端处坐标系(工具坐标系)相对于机器人末端坐标系的转换关系为所求,其各个参数是固定不变的,由以下关系式得到:其中:上式中,表示关节到关节的转换矩阵,分别表示焊枪坐标系原点相对机器人末端的偏移。

本文采用RPY法描述焊枪的空间姿态,RPY法是手部相对末端坐标系轴做3次连续转动获得规定姿态的描述方法。

其中、P、W、R分别表示焊枪相对参考坐标系连续转动获得的姿态,P代表绕Z 轴转动的翻滚角,W代表绕Y轴的俯仰角,R代表绕X轴的偏转角。

图2 三点标定位置三点法就是从不同的方向到达一固定点,同时记录各关节角度。

简述工业机器人工件坐标的标定方法以及工件坐标系的作用(一)

简述工业机器人工件坐标的标定方法以及工件坐标系的作用(一)

简述工业机器人工件坐标的标定方法以及工件坐标系的作用(一)工业机器人工件坐标的标定方法及作用1. 背景介绍•工业机器人在自动化生产中的应用越来越广泛,能够完成大量的重复性工作。

•工业机器人的精度对于生产效率和产品质量起着至关重要的作用。

•工件坐标的准确标定以及正确的工件坐标系的建立是保证机器人操作精度的关键。

2. 工件坐标的标定方法•影像测量法:使用相机或激光等设备对工件进行测量,获取工件的几何特征,从而确定其坐标。

•机械测量法:使用传感器或编码器等设备对工件进行测量,测得工件的位置和方向,进而确定其坐标。

•标定板法:在已知坐标系下放置标定板,通过机器人操作的手段,获取标定板上的特征点坐标,从而计算出机器人坐标系与实际工件坐标系之间的转换关系。

3. 工件坐标系的作用•精确定位:工件坐标系确定了机器人操作的参考坐标系,可以精确地获取工件的位置和姿态信息。

•路径规划:工件坐标系确定了工件的基准坐标系,可以在该坐标系下进行路径规划,保证机器人操作的准确性。

•错误补偿:工件坐标系的准确定位可以对机器人操作中的误差进行补偿,从而提高机器人操作的精度和稳定性。

•数据传递:工件坐标系可以作为工件信息的载体,将工件的位置和姿态信息传递给其他设备,实现系统之间的信息交互。

4. 结语工业机器人工件坐标的准确标定以及正确的工件坐标系的建立是保证机器人操作精度的关键。

使用影像测量法、机械测量法或标定板法可以得到工件坐标的准确值。

工件坐标系的确定对于精确定位、路径规划、错误补偿和数据传递等方面都具有重要作用,使机器人操作更加精确、稳定和高效。

5. 影像测量法•影像测量法是一种非接触式的测量方法,通过摄像头或激光扫描仪等设备对工件进行扫描,并利用图像处理算法来提取工件的特征点。

•通过对特征点的坐标测量和计算,可以确定工件的位置和姿态,从而建立工件坐标系。

•影像测量法具有测量快速、精度高和适用于各种形状的工件等优点,广泛应用于汽车制造、航空航天等行业。

T-02-O-F-弧焊机器人坐标系的设定.

T-02-O-F-弧焊机器人坐标系的设定.

任务二工具坐标系(Tool Frame)标定【任务导读】工业生产线上,通常在工业机器人的末端执行器上固定特殊的部件作为工具,如夹具、焊枪等装置,在这些工具上的某个固定位置上通常需要建立一个坐标系,即所谓的工具坐标系。

正确的工具坐标系标定对机器人的轨迹规划具有重要影响,而且机器人的工具可能会针对不同的应用场景需要经常更换机器人的工具坐标,本任务以弧焊机器人为载体,介绍工业机器人工具坐标系的设置,使学生能根据实际应用场合,标定并更换工具坐标系。

【相关知识】一、概述机器人的轨迹规划通常是在添加了夹具、焊枪等工具之后,针对工具的某一点进行规划,通常这一点被称为工具中心点(TCP),TCP的英文全称为Tool Center Point,一般情况下,工具坐标的原点就是TCP,工具在被安装在机器人的末端执行器上之后,除非人为改变其安装位置,否则工具坐标系相对于机器人末端坐标系的关系是固定不变的。

工具坐标系如图2-3所示。

因此,建立了工具坐标系后,机器人的控制点也转移到了工具的尖端点上,这样示教时可以利用控制点不变的操作方便地调整工具姿态,并可使插补运算时轨迹更为精确。

为了完成工具坐标系标定,首先需要建立工具坐标系,工具坐标系标定即标定出工具坐标系相对于末端坐标系的关系,针对不同的工具建立的位置可能不同,一般弧焊机器人的工具为焊枪,通常工具坐标系的选取在焊枪的枪头上。

图2-3 工具坐标系示意图二、工具坐标系的标定示教一个正确示教的工具中心点对机器人的操作特别重要。

机器人必须知道它的手臂所能够最大触及范围,及焊丝头要伸出多长。

这会确保程序准确的执行及更容易示教焊接点。

这项设定将是最终用户来完成。

在工具坐标系的标定过程中,会用到两个定位指示物:一种是固定在工作台上的。

在有Torchmate 功能的情况下,使用Torchmate 对枪块。

在其他情况下,可以使用任何一种定位指示块,但一定要准确安全地安在工作台上;另外一个指示块就是焊丝末端本身。

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system calibration algorithm m odule and the welding gun pose transform ation module based on the autom ation software CODESYS. Finally,by executing a movement to the reference point,which USeS the result data of the developed function block, the test checked whether TCP can meet the requirem ents when moving around the ,Y,and z axis separately. Result shows that the method is feasible and can be also applied to other types of calibration of the robot tool coordinate system . K ey words:tool coordinate frame;welding robot;calibration
机 器 人 工 具 坐 标 系 (tool coordinate flame,TCF) 标 定就 是确 定工 具 坐标 系相对 于机 器人 末端 连杆 坐 标 系 的变换 矩 阵 ….对 于焊 接 机 器 人 ,焊 枪 是 完 成 焊接 任务 必不 可 少 的工 具 ,即使 是 同一 批 量 的 焊
收稿 日期 :2015—02—06 基 金 项 目 :国家 科 技 重 大 专 项 资 助 项 目(2014ZX04001—171) 作 者 简介 :康 存 锋 (1970一 ),男 ,副 教 授 ,主 要 从 事 工 业 机 器 人 、工 业 控 制 自 动 化 方 面 的 研 究 ,E-mail:kangcunfeng@ bjut
枪 ,也 会 因 为 加 工 误 差 导 致 其 偏 移 量 不 完 全 相 同 ,工 具 坐标 系 的准确 度 又直 接 影 响 机 器人 的轨 迹 精 度 , 所 以建 立一种 准 确 、快 速 的标 定 方 法对 机 器 人 的应 用具 有重 要意 义. 目前 国内外工 业 机器 人 工具 标 定
第 42卷 第 1期 2016年 1月
北 京 工 业 大 学 学 报
JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
V01.42 NO.1 Jan 2016
焊 接 机 器 人 工 具 坐 标 系标 定 的研 究 与 实现
康 存 锋 ,王 红 伟 ,张 鹏 飞 ,李 舒 进 ,陈树 君
Abstract:The tool coordinate system was calibrated according to six—point calibration method. First, it calibrated the position vector of the tool parameters, followed by calibration of orientation m atrix of the too]coordinate system , which used the matrix form of the linear least squares to fit tool center point position and the basic operations of the vector and the matrix transform ation to calculate tool coordinate flam e orientation. For the RB 1400 six-DOF welding robot, the paper developed the tool coordinate
关 键 词 :工 具 坐 标 系 ;焊接 机器 人 ;标 定
中 图 分 类 号 :TP 242.2;TP 3l9
文献 标 志码 :A
doi:10.1 1936/biutxb2015020020
文 章 编 号 :0254—0037(201ห้องสมุดไป่ตู้)01—0030—05
Study and Realization of Tool Coordinate Fram e Calibration for W elding Robots
(北 京 工 业 大 学 机 械 与 应 用 电子 技 术 学 院 ,北 京 100124)
摘 要 :采 用 六 点 标 定 法 对 工 具 坐 标 系 进 行 标 定 .首 先 标 定 工 具 参 数 的 位 置 向 量 ,其 次 标 定 工 具 坐 标 系 的姿 态 矩 阵 ,其 中工 具 中心 点 位 置 标 定 采 用 线 性 最 小 二 乘 法 的矩 阵 形 式 进 行 求 解 ,工 具 坐 标 系 姿 态 采 用 向量 和 矩 阵 的 基 本 运 算 进 行 求 解 .针 对 RB一1400六 自由度 焊接 机器 人 ,基 于 开 放 式 软 件 平 台 CODESYS开 发 了 工 具 坐 标 系 标 定 算 法 模 块 和 焊 枪 位 姿 变换 模 块 ,最 后 以 此 为 基 础 移 动 机 器 人 对 准 基 准 点 ,测 试 分 别 绕 、 、 轴 旋 转 检 查 TCP点 的 位 置 是 否符 合 要 求 .结 果 表 明 :该 方 法 确 实 可行 ,并 且 可 以适 用 于 其 他 类 型 机 器 人 的工 具 坐 标 系标 定 .
KANG Cunfeng,W ANG Hongwei,ZHANG Pengfei,LI Shujin,CHEN Shujun
(College of Mechanical Engineering and Applied Electronics Technology,Beijing University of Technology ,Beijing 100124,China)
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