Warum können Roboter Aufgaben nicht entsprechend ihrer wiederkehrenden Positionierungsgenauigkeit genau ausführen? In Roboterbewegungssteuerungssystemen ist die Abweichung verschiedener Koordinatensysteme ein Schlüsselfaktor, der sich auf die Bewegungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit des Roboters auswirkt. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse verschiedener Koordinatensystemabweichungen:
1、 Basiskoordinaten
Die Basiskoordinate ist der Maßstab für alle Koordinatensysteme und der Ausgangspunkt für die Erstellung des kinematischen Modells des Roboters. Wenn beim Erstellen eines kinematischen Modells mit Software die Einstellung des Basiskoordinatensystems nicht genau ist, führt dies zur Anhäufung von Fehlern im gesamten System. Diese Art von Fehler kann beim späteren Debuggen und bei der Verwendung möglicherweise nicht leicht erkannt werden, da die Software möglicherweise bereits intern eine entsprechende Kompensationsverarbeitung durchlaufen hat. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Einstellung der Basiskoordinaten vernachlässigt werden kann, da jede kleine Abweichung erhebliche Auswirkungen auf die Bewegungsgenauigkeit des Roboters haben kann.
2、 DH-Koordinaten
Die DH-Koordinate (Denavit-Hartenberg-Koordinate) ist die Referenz für jede Achsendrehung und dient zur Beschreibung der relativen Position und Haltung zwischen den Gelenken des Roboters. Wenn beim Erstellen eines kinematischen Robotermodells in Software die Richtung des DH-Koordinatensystems falsch eingestellt ist oder die Verbindungsparameter (wie Länge, Versatz, Torsionswinkel usw.) falsch sind, führt dies zu Fehlern bei der Berechnung des Homogenen Transformationsmatrix. Diese Art von Fehler wirkt sich direkt auf die Bewegungsbahn und Haltung des Roboters aus. Obwohl es aufgrund interner Kompensationsmechanismen in der Software beim Debuggen und bei der Verwendung möglicherweise nicht leicht erkannt wird, wird es auf lange Sicht negative Auswirkungen auf die Bewegungsgenauigkeit und Stabilität des Roboters haben.
3. Gemeinsame Koordinaten
Gelenkkoordinaten sind der Maßstab für die Gelenkbewegung und hängen eng mit Parametern wie dem Untersetzungsverhältnis und der Ursprungsposition jeder Achse zusammen. Wenn zwischen dem Gelenkkoordinatensystem und dem tatsächlichen Wert ein Fehler besteht, führt dies zu einer ungenauen Gelenkbewegung. Diese Ungenauigkeit kann sich in Phänomenen wie Verzögerung, Vorlauf oder Zittern in der Gelenkbewegung äußern und die Bewegungsgenauigkeit und Stabilität des Roboters erheblich beeinträchtigen. Um diese Situation zu vermeiden, werden in der Regel hochpräzise Laserkalibrierungsinstrumente verwendet, um das Gelenkkoordinatensystem genau zu kalibrieren, bevor der Roboter das Werk verlässt, und so die Genauigkeit der Gelenkbewegung sicherzustellen.
4、 Weltkoordinaten
Die Weltkoordinaten sind der Maßstab für lineare Bewegungen und hängen mit Faktoren wie Untersetzungsverhältnis, Ursprungsposition und Verbindungsparametern zusammen. Wenn zwischen dem Weltkoordinatensystem und dem tatsächlichen Wert ein Fehler besteht, führt dies zu einer ungenauen linearen Bewegung des Roboters und beeinträchtigt dadurch die Haltungshaltung des Endeffektors. Diese Ungenauigkeit kann sich in Phänomenen wie Ablenkung, Neigung oder Versatz des Endeffektors äußern und die betriebliche Wirksamkeit und Sicherheit des Roboters erheblich beeinträchtigen. Bevor der Roboter das Werk verlässt, ist es daher auch erforderlich, Laserkalibrierungsinstrumente zu verwenden, um das Weltkoordinatensystem genau zu kalibrieren und die Genauigkeit der linearen Bewegung sicherzustellen.
5. Werkbankkoordinaten
Werkbankkoordinaten ähneln Weltkoordinaten und werden auch zur Beschreibung der relativen Position und Haltung von Robotern auf der Werkbank verwendet. Wenn zwischen dem Koordinatensystem der Werkbank und dem tatsächlichen Wert ein Fehler besteht, kann sich der Roboter nicht genau in einer geraden Linie entlang der eingestellten Werkbank bewegen. Diese Ungenauigkeit kann sich dadurch äußern, dass der Roboter sich bewegt, schwankt oder nicht in der Lage ist, die vorgesehene Position auf der Werkbank zu erreichen, was die betriebliche Effizienz und Genauigkeit des Roboters erheblich beeinträchtigt. Deshalb wannIntegration von Robotern in Werkbänke, ist eine genaue Kalibrierung des Werkbankkoordinatensystems erforderlich.
6、 Werkzeugkoordinaten
Werkzeugkoordinaten sind die Benchmarks, die die Position und Ausrichtung des Werkzeugendes relativ zum Basiskoordinatensystem des Roboters beschreiben. Wenn zwischen dem Werkzeugkoordinatensystem und dem tatsächlichen Wert ein Fehler besteht, führt dies dazu, dass während des Lagetransformationsprozesses keine genaue Trajektorienbewegung auf der Grundlage des kalibrierten Endpunkts ausgeführt werden kann. Diese Ungenauigkeit kann sich in einer Neigung des Werkzeugs oder in der Unfähigkeit äußern, die vorgesehene Position während des Betriebsprozesses genau zu erreichen, was die Genauigkeit und Effizienz der Arbeit des Roboters ernsthaft beeinträchtigt. In Situationen, in denen hochpräzise Werkzeugkoordinaten erforderlich sind, kann die 23-Punkte-Methode zur Kalibrierung des Werkzeugs und des Ursprungs verwendet werden, um die allgemeine Bewegungsgenauigkeit zu verbessern. Diese Methode stellt die Genauigkeit des Werkzeugkoordinatensystems sicher, indem mehrere Messungen und Kalibrierungen an verschiedenen Positionen und Ausrichtungen durchgeführt werden, wodurch die Betriebsgenauigkeit und Wiederholbarkeit des Roboters verbessert wird.
Die Abweichung verschiedener Koordinatensysteme hat erhebliche Auswirkungen auf die Bewegungsgenauigkeit und die Fähigkeit zur wiederholten Positionierung von Robotern. Daher muss beim Entwurf, der Herstellung und dem Debugging-Prozess von Robotersystemen großer Wert auf die Kalibrierung und Genauigkeitskontrolle verschiedener Koordinatensysteme gelegt werden, um sicherzustellen, dass Roboter verschiedene Aufgaben präzise und stabil ausführen können.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 03.12.2024
