27、工业机器人钻孔与铣削应用及误差补偿

工业机器人钻孔与铣削应用及误差补偿

1. 坐标系的建立

1.1 法兰坐标系

以点 C1 作为法兰坐标系的原点，点 C2 作为法兰坐标系 x 轴上的一点，点 C3 作为法兰坐标系 x - y 平面上的一点，利用三点法构建法兰坐标系。

1.2 工具坐标系

工具坐标系代表末端执行器上部件（如刀具、传感器等）的位姿。在为工业机器人编程任务时，使用工具坐标系来确定要到达点的位姿更加直观和方便。在机器人误差补偿验证测试中，工具为激光跟踪仪的球形反射镜（SMR）及其测量杆，因此 SMR 的位置可确定为工具坐标系的原点。
工具坐标系原点位于 SMR 的中心，x 轴沿电动主轴的进给方向，z 轴垂直向上，y 轴由右手定则确定。这样确定工具坐标系的原因是使工具坐标系中的各轴方向近似于机器人基坐标系，便于目标点的编程。
建立工具坐标系的步骤如下：
1. 将 SMR 固定在末端执行器的任意位置，在保持其他关节角度不变的情况下旋转 A4 轴，确定 SMR 中心点在运动轨迹上的三维坐标，拟合出一个圆，圆心记为 C4。
2. 将测量杆安装在末端执行器的电动主轴上，把激光跟踪仪的 SMR 固定在测量杆的尖端。控制伺服电机驱动电动主轴沿进给方向移动，同时测量 SMR 中心在轨迹上的三维坐标，根据测量点数据拟合出一条直线。
3. 将电动主轴回到零位，记录光栅尺的读数。然后驱动电动主轴沿进给方向移动到某一位置，设为 TCP（工具中心点），再次记录光栅尺的读数。两次读数的差值可作为重复定位到 TCP 的依据。
4. 通过步骤 3 中选定的 TCP，沿拟合直线的方向创建一个平面。将中心点 C4 和另一个任意点 P 投影到该平面上，分别记