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坐标系

CODESYS SoftMotion Robotics 提供了不同的坐标系,可以在其中控制运动。

  • 轴坐标系 (ACS)

  • 刀具坐标系 (TCS)

  • 世界坐标系 (WCS)

  • 机器坐标系 (MCS)

  • 产品坐标系 (PCS_1、PCS_2)

坐标系

描述

轴坐标系 (ACS)

轴坐标系定义轴空间中的坐标系,其中机器人的每个轴跨越一个维度。因此,可以为机器人的每个轴指定位置。

刀具坐标系 (TCS)

刀具坐标系是笛卡尔坐标系,位于运动学的刀具中心点 (TCP) 上。它的位置和方向取决于机器人的位置。

世界坐标系 (WCS)

世界坐标系是静态笛卡尔坐标系,构成所有后续坐标系的基础。它们是相对于世界坐标系定义的。

机器坐标系 (MCS)

机器坐标系是静态笛卡尔坐标系。MCS 相对于物理机器人的位置和方向由运动学定义

这个 mc_set坐标变换 功能块可用于相对于世界坐标系 (WCS) 移动坐标系。

产品坐标系 (PCS_1、PCS_2)

产品坐标系是笛卡尔坐标系,可以由用户定义。它们相对于世界坐标系 (WCS) 表示,可以是静态的,也可以是动态

. 静态
  • 这个 mc_set坐标变换 功能块可用于移动相对于世界坐标系 (WCS) 的坐标系。

. 动态

以下功能块可用于定义动态坐标系:

坐标系的初始位置和方向

机器人的运动学决定坐标系的初始位置和方向。运动学文档中对此进行了描述

. 运动学定义了以下内容:
  • 机器坐标系 (MCS) 相对于物理机器人的位置和方向

  • 刀具中心点 (TCP) 相对于 MCS 的位置和方向,因此也是刀具坐标系 (TCS)

  • 机器人的零位置以及各个轴的旋转或移动方向

世界坐标系 (WCS) 和产品坐标系(PCS_1、PCS_2)最初没有移动,并且与机床坐标系相同。

多个机器人和工件

为每个机器人定义坐标系的位置和方向。当多个机器人协同工作时,将世界坐标系 (WCS) 定义为公共基础坐标系可能很有用。基于该坐标系,可以移动单个机器人的机器坐标系(MCS)和产品坐标系(PCS_1、PCS_2)

示例

使用带有两个旋转关节的机器人的示例 (a0a1)

运动学

运动学定义机器人的零位置(如下所示)。机床坐标系的原点位于轴的旋转轴上 a0。当第一个轴的位置时,X 轴指向第一个连接的方向 a00。当第一个轴的位置时 Y 轴指向第一个连接的方向 a0+90°。逆时针旋转对应于旋转的正方向。刀具中心点 (TCP) 位于机器人第二环节的末端(如下所示),构成 TCS 的原点。TCS 的对齐方式是 X 轴沿第二条链路运行

_sm_img_coordinate_system_kinematic.png

轴坐标系 (ACS)

_sm_img_coordinate_system_acs.png

运动学已经指定了机器人的零位置和各个轴的旋转方向。因为机器人由两个轴组成 a0a1,我们可以指定轴的位置 a0a1 在 ACS 中。

在第一张图片中,我们指定位置(a0:= 0, a1:= 0)。这对应于机器人的零位置。

在第二张图片中,我们指定位置 (a0:= 90, a1:= 0)。从零位置开始,第一轴 a0 已旋转 90° 在正向旋转的方向上。第二轴 a1 保持在零位置。

在第三张图片中,我们指定位置 (a0:= 90, a1:= -90)。从零位置开始,第一轴 a0 已旋转 90° 沿正向旋转(如第二张图像所示)。此外,第二轴 a1 已旋转 90° 在反向旋转方向。

刀具坐标系 (TCS)

_sm_img_coordinate_system_tcs.png

运动学定义了 TCP 和 TCS 的位置和方向。根据我们移动机器人的方式,TCS 的位置和方向也会发生变化

世界坐标系 (WCS)、机器坐标系 (MCS) 和产品坐标系 (PCS_1、PCS_2)

_sm_img_coordinate_system_wcs.png

在生产车间里,两台机器人站在传送带的左右两侧。机器人应该在传送带上加工产品。我们定义了一个通用的世界坐标系并将其放置在生产车间的左上角。从该坐标系开始,我们确定与机床坐标系和乘积的距离和旋转,并相应地移动坐标系。

在示例中,所有坐标系的对齐方式相同,因此我们只需要移动坐标系即可。左侧机器人的机器坐标系在 Y 方向上移动,右侧机器人的机器坐标系在 X 方向上移动,产品坐标系在 X 方向和 Y 方向上移动