优傲机器人技术应用——3点建立动态坐标系

建立动态坐标系的意义

3点建立特征的原理

首先介绍一下UR自带的3点建立特征的原理。在建立特征的过程中主要使用的是3个点的位置坐标（x、y、z）。首先确定特征的位置，第一个点P1的坐标为所建特征的原点；下面确定特征的姿态，第二个点P2为建立Y轴的正方向；第三个点P3和前两个点P1,P2共同确定出一个平面，此平面的法线即为Z轴，关于Z轴的正方向需要根据建立3点时所使用的TCP的Z轴的正方向小于180度；Y轴和Z轴的叉乘即为X轴，知道了X，Y，Z轴的向量也即知道了其姿态。下图代表了3点建立特征中每一步所代表的意义。

在了解了以上的原理后大家就可以自己根据外部的三个位置点建立一个坐标系了。需要注意的就是在建立外坐标系以后，要将其姿态数据最终转化为旋转矢量，UR机器人才可以使用。

下面为大家介绍一下UR机器人建立特征的过程。在“安装设置”中选中“特征”然后选择“平面”，在特征的菜单中会出现平面，里面还有需要设置的3个点，分别设置这三个点到指定的位置，便可以完成对特征的建立，如下图所示。

动态建立特征

优傲机器人3点建立特征，只能在程序使用前建立，无法在程序运行中进行动态修改。我们知道变量是可以更改的，因此将所建立的特征勾选为变量，这样其坐标值就可以改变了，从而间接的达到对特征的修改。特征的坐标值如何动态获得将是最为关键的问题点。UR自带的3点建立特征是通过一定数学运算、向量叉乘得到的，此方法运算量大且需要对机器人的知识有较深的了解，本节不再过多介绍，下面我们通过比较简单的方法，通过视觉传回来的数据进行建立。

首先我们在建立动态特征之前，需要使用UR建立特征的方法在根据工件上的3个Mark点建立特征，此Mark点在后续建立动态特征时依然使用。

通过3点标定得到特征Plan1,并把其选为变量。移动工件到新位置，通过视觉得到Mrak点P1的坐标X、Y，以及工件转过的角度θ，下面进行变化得到新位置下特征的坐标值。

将P1点的X、Y值付给Plan1_var的X和Y，从而得到特征的位置，其姿态借助于脚本便可以得到。

Plan1_rpy=rotvec2rpy([Plan1_var[3],Plan1_var[4],Plan1_var[5]])

Plan_rpy=[Plan1_rpy[0],Plan1_rpy[1],Plan1_rpy[2]+ d2r(θ)]

Plan1_vec=rpy2rotvec(Plan_rpy)

其中d2r(θ)代表的是绕着基座坐标系的Z轴所转过的角度。

通过以上便可以得到其在新位置下特征的坐标。

Plan1_var=P[p1.x,p1.y,z,Plan1_vec[0], Plan1_vec[1], Plan1_vec[2]]

实验验证

源程序：

程序

   BeforeStart

     camera_data≔[0.0,0.0,0.0,0.0]

     open≔socket_open("192.168.1.8",5050,"socket1")

     循环 open≟ False

       open≔socket_open("192.168.1.8",5050,"socket1")

   机器人程序

     MoveJ

     home

     MoveJ

      camera

     socket_send_line("s","socket1")

     循环 camera_data[0]≟0

       camera_data≔socket_read_ascii_float(3,"socket1")

     'New plan Feature'

     plan1_var[0]=camera_data[1]/1000

     plan1_var[1]=camera_data[2]/1000

     plan1_rpy≔rotvec2rpy(plan1_var[3],plan1_var[4],plan1_var[5])

     plan_rpy≔[plan1_rpy[0],plan1_rpy[1],plan1_rpy[2]+d2r(camera_data[3])]

plan_vec≔rpy2rotvec(plan_rpy)

     plan1_var[3]=plan_vec[0]

     plan1_var[4]=plan_vec[1]

     plan1_var[5]=plan_vec[2]

商

务

联

系