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所谓的DH参数就是一个用四个参数表达两对关节连杆之间位置角度关系的机械臂数学模型和坐标系确定系统。本文采用的是John J Craig的文章(实际还有另外一种DH表方法,又称标准型)。
机器人运动学包括正向运动学和逆向运动学,正向运动学即给定机器人各关节变量,计算机器人末端的位置姿态;逆向运动学即已知机器人末端的位置姿态,计算机器人对应位置的全部关节变量。一般正向运动学的解是***和容易获得的,而逆向运动学往往有多个解而且分析更为复杂。机器人逆运动分析是运动规划不控制中的重要问题,但由于机器人逆运动问题的复杂性和多样性,无 法建立通用的解析算法。逆运动学问题实际上是一个非线性超越方程组的求解问题,其中包括解的存在性、***性及求解的方法等一系列复杂问题。
a.建立连杆间的几何关系:
b.计算他们之间的齐次变换矩阵:
将该理论应用于机器人上,将机器人分解成多连杆结构,并建立几何关系:
通常情况下,用户会用这种方法进行机器人的正运动学计算,从而进行更深入的算法实现路径规划。
实际上,在各家机器人里都会内置运动学的函数方法,方便用户在机器人控制器中进行一些算法。接下来笔者也列出库卡机器人的内置运动学的函数方法。
一.正运动学功能Forward()
功能 Forward 从机器人和附加轴的轴角度中计算空间中的笛卡尔位置 (相对于基坐 标系)。该功能也可用于诊断用途。
1.语法:
2.说明:
3.关于err_status说明:
变量 err_status 用于传输计算的结果。如果计算不成功,则该变量将传输一 个相当于错误代码的值:
二.逆运动学功能Inverse()
功能 Inverse() 从一个笛卡尔位置用附加轴角度计算合适的机器人轴角度。在 此不必为笛卡尔位置指定状态和转角值。功能 Inverse() 可例如用于以 PTP 接近在卸码垛时计算所得的点。用该功能可 以检查转角值的有效性并在需要时在目标点上进行调整。
1.语法:
2.说明:
3.起点start_axis的使用:
在以下情况下,需要起点 start_axis:
(1).目标点没有状态值。 通过系统变量 $TARGET_STATUS 定义目标点应得到哪个状态值:
(2).目标点没有转角值。 为每个轴计算允许的、目标点可通过它拥有至起点的***短路径的转角值。 在此,允许表示在软件限位开关之内。
(3).目标点在奇点附近。必须预定轴角度并且计算取决于此的值。
通过系统变量 $SINGUL_POS[1...3] 设置目标点应得到哪个角度。
注:本文章文字、图片部分来自网络
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