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(yè)機器人工具參數(shù)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(yè)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(shù)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(shù)的位置值.

機器人工具參數(shù)；四點法；齊次變換

概述

機器人在今天的社會生產(chǎn)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(yè),但是機器人針對不同行業(yè)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(nèi)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(shù)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(zhuǎn)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(shù)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(tài)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(shù)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(shù)值

如圖4根據(jù)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(zhuǎn)坐標變換:B坐標系是基于A坐標

系繞X/Y/Z方向的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù),在基于貝加萊AS軟件平臺中已經(jīng)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(yè)出版社.

TP31

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.101