ロボットが物体を動かしたり、精密に溶接したり、効率的に組み立てたりするのを見るたびに、ロボットの「思考」と行動をこれらの座標系から切り離すことはできません。
座標系は、ロボットが空間内での位置を見つけ、動作を制御し、タスクを正確に実行するのに役立ちます。では、ロボットはどのようにしてこれらの座標系を通じて正確な動作を実現するのでしょうか? BORUNTE ロボットを例に、よく使われるいくつかの座標について説明します。
1. ベース座標系：すべての原点
ベース座標系はロボットの「ホーム」です。ロボットベースの基点と方向で構成され、他のすべての座標系の基礎となります。地図上にマークした開始点と同様に、すべての位置と移動はそれに基づいています。たとえば、ハンドリング ロボットが倉庫から商品をピックアップする場合、基本座標系はどこから開始し、目標位置がどこにあるかを決定するのに役立ち、方向を見失わないようにします。
2. DH 座標系: ロボット アームが正確な回転を理解できるようにする
DH 座標系は、ロボットの関節間の相対位置を記述するために使用される運動学モデルです。各リンク上に座標系を確立し、各関節の回転関係を計算します。この座標系を使用すると、ロボットは各関節の動きを正確に制御し、各回転が期待どおりになるようにすることができます。
たとえば、産業用ロボットが精密溶接を行う場合、DH 座標系はロボット アームが正確な溶接パスと角度を維持するのに役立ち、各溶接点の完璧な位置を確保します。これがないとロボットアームがずれて溶接品質が大幅に低下する可能性があります。
3. 関節座標系：各動作の詳細な制御
ロボットの各関節には座標系があり、関節座標系と呼ばれます。関節の回転角度を記録し、各関節動作の精度を確保します。関節座標系の精度は、ロボットがタスクを正常に完了できるかどうかを決定する、ロボットの全体的なパフォーマンスにとって非常に重要です。
電子製品の組立工程では、ロボットアームが関節座標系を介して各関節の角度や動作を精密に制御することで、小型部品を指定位置に正確に配置し、部品の位置ずれや損傷を防ぎます。
4. 世界座標系: 空間内で自分自身を正確に位置決めする
世界座標系は、3 次元空間全体におけるロボットの位置を記述するグローバル座標系です。-ベース座標系のローカル参照とは異なり、ワールド座標系はロボットがワークスペース全体で自分の位置を理解するのに役立ち、ロボットが正しく移動して位置を特定できるようにします。
たとえば、ロボットは世界座標系を使用して、棚やアイテムとの空間関係を決定します。ロボットがどこにいても、世界座標系を通じて物を掴む位置を正確に計算し、正しい姿勢で移動することができます。
ワークベンチ座標系: 凹凸のある作業面に対処するための
場合によっては、作業台の表面が平らでない場合があり、ロボットはこの環境に適応する必要があります。ワークベンチ座標系は、この問題を解決するために設計されています。ワークベンチがベース座標系と平行でない場合でも、ロボットはワークベンチ座標系に基づいて動作軌道を調整し、動作が引き続き正確であることを保証します。
ロボットが平らでない作業台で組み立て作業を行っているところを想像してください。ワークベンチの座標系は、ワークベンチの傾きの影響を補正するのに役立ち、各操作を所定のパスに従って完了し、逸脱を回避できます。
5. ツール座標系: エンドツールの正確な位置決めを確保
ツール座標系は、ロボットのエンドツール (溶接ガン、治具など) の位置と姿勢を制御するために使用されます。各ツールには動作中に独自の座標系があり、特に複雑なタスクを実行する場合に正確なツールの動きが保証されます。
たとえば、自動車製造では、ロボットの先端にある溶接ガンがツール座標系を通じて溶接ガンの角度と位置を正確に制御します。このようにして、車体の溶接であっても、その他の複雑な作業であっても、ツール座標系により各操作の精度と一貫性が保証されます。
ベース座標系からツール座標系まで、ロボットのあらゆる動作はさまざまな座標系を利用して正確に実行されます。
これらにより、ロボットは位置、姿勢、動作軌道を定義することで、さまざまな環境に柔軟に対応し、正確なタスクを完了することができます。物品の移動、溶接、組み立てのいずれであっても、座標系の正確な制御はロボットの「賢い頭脳」であり、複雑なタスクでも効率と精度を維持できるようになります。