本教程的目的是演示在ABB机器人建模和仿真环境中创建和拟合自定义工具的过程。
几何造型
上面看到的气动吸盘夹具被建模为3D实体,可能带有过多的细节,例如沉孔,定位销孔和加工通道,如下所示。通常,您可以根据需要包括任意数量的几何图形,只要它是静态的即可。例如,蓝色气动管无法建模,因为它们会在机器人移动时改变形状。
以世界XY平面为中心绘制模型,例如,机器人的法兰由XY平面表示(请参见下文)。Jeneratiff需要知道如何在机器人在3D空间中移动时将其从“某处”应用于飞机的法兰。作为转换源的世界XY平面似乎是一个合理的选择。
模型完成后,将所有实体转换为网格并提取其边界边缘,如下所示。您也可以创建其他曲线,例如,从“世界原点”到“工具中心点”(TCP)的垂直线(以下以红色显示)。借助机器人可视化中的运动学骨架,这看起来会很好,并且从视觉上也可以很好地提醒您使用TCP。将工具可视化所需的所有网格和曲线放在一层中,并使用**的名称,例如“ Pneumatics”。请注意,您可以将基本显示材料附加到网格,将颜色附加到曲线。这些将用于由模拟器绘制几何图形。
这只是完成工作的一半。Jeneratiff还需要了解从法兰到TCP的刀具转换,以便将刀具几何形状与运动学模型相关联。从法兰坐标系到TCP的转换只是沿Z轴的平移,因此在此看到的示例很简单。将CPlane放置在红线的末尾,并使用与几何图层相同的名称进行保存(在本示例中为“气动”,如下所示)。
要将工具几何与Grasshopper和Jeneratiff相关联,只需在定义字符串中的机器人模型下添加工具名称(用于几何图层和保存的CPlane的名称相同),如下所示。确保将文本框重新链接到机器人模型,以强制Grasshopper从图层和CPlane集合中重新加载几何。请注意,运动学状态现在已更新了*后一个坐标变换矩阵以容纳工具信息。如果您在几何方向或CPlane变换方面出错,请对这两条信息进行相应的更正,然后重新链接机器人模型定义。
下面的工具代表一个平行的两爪气动夹持器。在这种情况下更具挑战性的是定义刀具从法兰基础(由World XY平面表示)到涉及旋转的钳口之间的中心的转换。有多种定义刀具轴方向的方法。
虽然没有**的*佳方法来定义工具平面,但是有一些习惯的经验法则请参见下文:
工具中心点定义
将工具原点放在视觉和/或语义上有意义的位置。例如,下巴之间的中间点似乎是一个合理的选择。
(可选)确保从原点到工具中心点的平移矢量在数值上清晰无误,例如(0.0,93.0,26.0),沿Y轴的高度为93mm,沿Z轴的高度为26mm。与扩展的十进制数相比,这更容易跟踪。
法线方向定义
为该工具选择在语义上也有意义的Z轴。按照惯例,沿正Z轴移动意味着以某种方式向前移动。没有工具的机器人向前移动,因为法兰上的Z轴从其法线向外指向。在下面的示例中,Z轴指向钳口/夹爪方向。
在3轴加工应用中,Z轴通常沿刀头指向,并远离物料。这也是一个合理的约定,因为它在概念上将运动方向与切割和慢跑相关联。
法向旋转定义
选择工具平面的X轴和Y轴,以使从法兰到工具框架的旋转*小化(或看起来很简单)。这将使调试机器人的运动变得更加容易,因为沿工具或法兰的点动会以一种或另一种方式匹配。在下面的示例中,由于只需要旋转90度左右即可将法兰平面移到工具平面上,因此选择工具的X轴,使其与法兰X轴对齐。现在也很清楚,我们只需要围绕法兰的X轴旋转90度,即可使Y轴沿工具的Y轴方向移动。
设置工具方向的另一个潜在逻辑是选择一些非正方形旋转。代替90度,例如使用30度或45度,以避免启动运动可能出现奇点或接近奇点的潜在问题。
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