一種求工業機器人工具參數的方法

王仁勝

（安徽埃夫特智能裝備有很公司，安徽 蕪湖 241007）

一種求工業機器人工具參數的方法

王仁勝

（安徽埃夫特智能裝備有很公司，安徽 蕪湖 241007）

本文主要介紹一種在工業機器人中通過示教獲得位置點并自動為用戶生成工具參數值的方法,從原理的角度進行剖析.首先示教知道機器人法蘭末端在世界坐標系下的值,之后通過齊次變換矩陣,通過算法算出工具參數的位置值.

機器人工具參數；四點法；齊次變換

概述

機器人在今天的社會生產中扮演著越來越多的作用,應用在焊接,噴涂,切割不同的行業,但是機器人針對不同行業的應用工具末端的夾爪設計是不一樣,機器人在出廠時并不知道法蘭末端上所裝夾爪的具體尺寸,本文介紹一種通過四點法示教的方法從程序內部算出機器人法蘭中心點到工具TCP中心點的偏移量.本文主要是從原理的角度剖析一種從法蘭中心到TCP點的工具參數的方法.

一、齊次坐標變換

已知一直角坐標系中的某點坐標,則該點在另一直角坐標系中的坐標可通過齊次坐標變換得到

圖1中 P點在空間A坐標系下的坐標值可以表示為空間B坐標系在A中的齊次變換矩

乘以在B坐標系下的值.齊次坐標變換矩陣是一個四乘四的矩陣.前三列表示B的原點坐標三

個方向在A中的旋轉矩陣,后一列則表示B的原點在A中的位置值.有了這個理論基礎就可以

進行工具參數的方法的設置（如圖1-2）.

二、示教四點算出圓心

1 首先在工具附近空間選取一個固定的位置點,然后以示教的方式按照不同的姿態去逼近 該點,記錄下此時四個點的坐標值.此時四個點的值實際是沒有帶工具參數的值,即是法蘭中心點的坐標值.如圖2:

組成一個三元的方程組,可以求出Cx,Cy,Cz的值.

三、求工具參數值

如圖4根據齊次變換矩陣的原理

P點在A坐標系下的值AP可以分為二步完成.1.首先旋轉坐標變換:B坐標系是基于A坐標

系繞X/Y/Z方向的旋轉矩陣乘以P在B坐標系下的值.2.平移變換:加上B坐標系原點B0在

圖6 旋轉變換值

圖5 復合變換公式

結語

本文主要是從原理的角度簡述了一種通過四點示教的方法,運用MATLAB的仿真通過算法進行求解機器人工具參數,在基于貝加萊AS軟件平臺中已經得到廣泛應用.

[1]周建興，等. MATLAB從入門到精通[M].北京：人民郵電出版社.

[2]蔡自興.機器人學[M].北京：機械工業出版社.

TP31

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.101