机器人模型参数校验教程

当Mech-Viz中的仿真机器人位姿、工具位姿与真实机器人不一致时,请参考本章中的内容,完成机器人模型参数的校验。

不一致情况说明

以 Kawasaki RS007N 机器人为例。

以下示例使用机器人厂家提供的仿真软件来模拟真实机器人。
  1. 使用示教器控制真实机器人到任意位姿,并记录关节角与工具位姿数值。

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  2. 在机器人模型库中搜索 Kawasaki RS007N 并选择。

  3. 将真实机器人的关节角数值输入到Mech-Viz中,仿真机器人位姿如下图所示。

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对比以上两图发现机器人位姿差异较大。

校验步骤

按照以下顺序逐项排查问题:

  1. 参考机器人构型检查机器人构型是否正确。

  2. 确认机器人模型的DH参数和机器人说明书中的DH数值是否一致。

  3. 完成机器人模型参数的校验,具体检查项如下:

    • 机器人坐标系各轴方向。

    • 机器人各关节旋转方向。

    • 机器人各关节位姿。

    • 机器人坐标系的原点位置。

以上四项由 [robot]_algo.json 文件中的参数定义。

  • 右键单击 工程资源树 > 机器人名称,在快捷菜单中单击打开机器人文件目录,打开 kawasaki_RS007N_algo.json 文件。

  • [robot]_algo.json 参数说明请参阅[robot]_algo.json 文件参数释义

机器人坐标系各轴方向

在此示例中,通过下图可发现,真实机器人面向自身机器人坐标系 Y 轴正方向,而仿真机器人面向自身坐标系 X 轴正方向。

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真实机器人

仿真机器人

若你当前校验的机器人坐标系各轴方向一致,请跳过此部分内容。

此时需要将仿真机器人坐标系绕其Z轴旋转 -90° ,修改步骤如下:

  1. 将 kawasaki_RS007N_algo 文件中的robot_frame_in_robot_base_frame参数值设置为 [0,0,0,0,0,-90] ,并保存。

  2. 右键单击 工程资源树 > 机器人名称,在快捷菜单中单击重新加载机器人

  3. 重新将真实机器人的关节角数值输入到Mech-Viz中,对比机器人位姿。

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    真实机器人

    仿真机器人

机器人各关节旋转方向

在示教器上和Mech-Viz中相应调整各关节角的数值,对比真实机器人和仿真机器人关节的旋转方向。

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真实机器人

仿真机器人

若你当前校验的机器人机器人各关节旋转方向一致,请跳过此部分内容。

在此示例中,J3 的旋转方向相反,修改步骤如下:

  1. 将 kawasaki_RS007N_algo 文件中的 axis_flip 参数值由 "100010" 修改为 "101010" 并保存。

    将 0 改为 1,或 1 改为 0,即可翻转对应关节的旋转方向。
  2. 右键单击 工程资源树 > 机器人名称,在快捷菜单中单击重新加载机器人

  3. 分别转动机器人的各个关节,对比真实机器人与仿真机器人的旋转方向是否一致。

机器人各关节位姿

机器人各关节旋转方向调整正确后,再次将真实机器人关节角输入到Mech-Viz中,对比二者差异。

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真实机器人

仿真机器人

若你当前校验的机器人各关节位姿一致,请跳过此部分内容。

从机器人位姿上来看,J6相差180°,修改步骤如下:

  1. 将 kawasaki_RS007N_algo 文件中的 mastering_joints 参数值由 [ 0, 0, 90, 0, 0, -90 ] 修改为 [ 0, 0, 90, 0, 0, 90 ] 并保存。

  2. 右键单击 工程资源树 > 机器人名称,在快捷菜单中单击重新加载机器人

重新将真实机器人的关节角数值输入到Mech-Viz中,对比机器人位姿。

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真实机器人

仿真机器人

机器人坐标系的原点位置

校验机器人坐标系的原点位置前,确保已清除Mech-Viz中和真实机器人的全部末端工具配置。

对比相同关节角状态下的工具位姿。

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真实机器人工具位姿

仿真机器人工具位姿

若你当前校验的机器人坐标系的原点位置一致,请跳过此部分内容。

通过对比上图,可以发现工具位姿的 Z 值相差了 360mm,且通过查阅 dh 参数图获知 dh1 数值为 360,真实机器人的坐标系不位于其底部,而是位于其二轴转轴位置。

robot parameters verfication position 2

修改步骤如下:

  1. 将 kawasaki_RS007N_algo 文件中的robot_frame_in_robot_base_frame参数值修改为 [0,0,0.36,0,0,-90] ,并保存。

  2. 右键单击 工程资源树 > 机器人名称,在快捷菜单中单击重新加载机器人

  3. 重新将真实机器人的关节角数值输入到Mech-Viz中,对比机器人位姿。

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真实机器人

仿真机器人

最终检查

完成以上四步检查后,移动真实机器人至另一位置,使用该位置的关节角数值对比对比真实机器人与仿真机器人的位姿和工具位姿是否一致。

若一致,则机器人参数校验完成。

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