一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统及其变换方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统及其变换方法，涉及工业机器人坐标系统的技术领域，对多关节高精度工业机器人进行轴操作时，其坐标系统包括关节坐标系统、直角坐标系统、工具坐标系统和用户坐标系统；本发明专利技术集成关节坐标系统、直角坐标系统、工具坐标系统和用户自定义坐标系统，以满足不同操作需求和环境的适应性，使机器人在执行任务时更加灵活和精确，能够根据任务需求动态选择和切换不同的坐标系统，从而优化机器人的操作路径和精度；坐标系变换方法的引入进一步增强了系统的适应性，使机器人能够在不同坐标系统之间转换，实现复杂任务的高效执行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业机器人坐标系统的，尤其是一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统及其变换方法。

技术介绍

1、在当今自动化和机器人
，多关节高精度工业机器人在执行复杂任务时的精确性和灵活性至关重要。随着工业应用的需求多样化，如装配、焊接、喷漆等，对机器人控制系统的精确度和适应性提出了更高的要求。传统的坐标系统常常面临一些局限性，如坐标转换复杂、用户自定义坐标系统设置不灵活，以及工具位置和姿态的准确控制不足，往往无法满足这些高精度和高灵活性的需求。

2、传统机器人系统通常仅依赖于单一的坐标系统，例如直角坐标系统或关节坐标系统。这种单一系统在处理复杂任务时往往显得力不从心，尤其是在需要机器人在不同方向和空间进行精确操作时；在多任务和多变的生产环境中，传统的坐标系统需要频繁的手动调整和编程，这不仅增加了操作的复杂性，也降低了生产效率；由于缺乏灵活配置和调整机制，传统系统在执行精密操作时往往难以达到理想的精确度，特别是在角度和位置的微调方面。例如，在电子组装行业，机器人需要在极小的空间内进行精密操作，如芯片定位、焊接和组装。这些操作要求极高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统，其特征在于，对多关节高精度工业机器人进行轴操作时，其坐标系统包括关节坐标系统、直角坐标系统、工具坐标系统和用户坐标系统。

2.根据权利要求1所述的一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统，其特征在于，所述关节坐标系统包括基本轴和腕部轴，所述基本轴包括S轴、L轴、U轴，通过S轴控制机器人本体左右旋转，通过L轴控制机器人下臂前后运动，通过U轴控制机器人上臂上下运动；腕部轴包括R轴、B轴、T轴，其中通过R轴控制机器人手腕前端旋转，通过B轴控制手腕上下运动，通过T轴控制手腕末端旋转；关节坐标系统中的所有点位均为机器人关节轴相对于轴...

【技术特征摘要】

1.一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统，其特征在于，对多关节高精度工业机器人进行轴操作时，其坐标系统包括关节坐标系统、直角坐标系统、工具坐标系统和用户坐标系统。

2.根据权利要求1所述的一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统，其特征在于，所述关节坐标系统包括基本轴和腕部轴，所述基本轴包括s轴、l轴、u轴，通过s轴控制机器人本体左右旋转，通过l轴控制机器人下臂前后运动，通过u轴控制机器人上臂上下运动；腕部轴包括r轴、b轴、t轴，其中通过r轴控制机器人手腕前端旋转，通过b轴控制手腕上下运动，通过t轴控制手腕末端旋转；关节坐标系统中的所有点位均为机器人关节轴相对于轴机械零点的角度值，所述机械零点为机器人关节轴在设计或初始状态下的基准位置。

3.根据权利要求1所述的一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统，其特征在于，所述直角坐标系统包括机器人手腕沿基座的x轴、y轴、z轴平行移动，所述直角坐标系统使用的欧拉角顺序为x'y'z'，固定角顺序为zyx，所述直角坐标系统包括基本轴和姿态轴，基本轴包括x轴、y轴、z轴，其中通过x轴控制机器人沿x轴平行移动，通过y轴控制机器人沿y轴平行移动，通过z轴控制机器人沿z轴平行移动；姿态轴包括a轴、b轴、c轴，其中通过a轴控制机器人绕x轴旋转，通过b轴控制机器人绕y轴旋转，通过c轴控制机器人绕z轴旋转；所述直角坐标系统中的所有点位均为机器人末梢的法兰盘中心相对于机器人基座中心的坐标值。

4.根据权利要求1所述的一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统，其特征在于，所述工具坐标系统的坐标原点定义为安装在机器人末梢的法兰盘中心上的工具末梢，其中指向法兰盘定位孔方向为+x方向，垂直法兰盘向外为+z方向，最后根据右手法则判定y方向，工具坐标系统的方向随腕部的动作而变化，不受机器人位置或姿势的变化影响；所述工具坐标系统包括基本轴和姿态轴，基本轴包括tx轴、ty轴、tz轴，其中通过tx轴控制工具沿tx轴平行移动，通过ty轴控制工具沿ty轴平行移动，通过tz轴控制工具沿tz轴平行移动；姿态轴包括ta轴、tb轴、tc轴，其中通过ta轴控制工具绕tx轴旋转，通过tb轴控制工具绕ty轴旋转，通过tc轴控制工具绕tz轴旋转；工具坐标系统所有点位均为机器人所带工具末梢相对于机器人基座中心的坐标值。

5.根据权利要求4所述的一种用于多关节高精度工业机器人的坐标数据系统，其特征在于，所述通过tx轴控制工具沿tx轴平行移动实际操作为工具末梢相对于法兰盘中心，沿笛卡尔坐标系x轴方向的偏移，所述通过ty轴控制工具沿ty轴平行移动实际操作为工具末梢相对于法兰盘中心，沿笛卡尔坐标系y轴方向偏移，所述通过tz轴控制工具沿tz轴平行移动实际操作为工具末梢相对于法兰盘中心，沿笛卡尔坐标系z轴方向偏移；所述通过ta轴控制工具绕tx轴旋转实际操作为工具末梢相对于法兰盘中心，绕笛卡尔坐标系x轴方向偏移α角度，所述通过tb轴控制工具绕ty轴旋转实际操作为工具末梢相对于法兰盘中心，绕笛卡尔坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：温朋，
申请(专利权)人：北京慧诚天下自动化装备有限公司，
类型：发明
国别省市：