VRML Preparation for Robot Simulation/ro: Difference between revisions
(Created page with "Acest tutorial explică modul de utilizare a FreeCAD și a robotului de lucru Robot Simulation pentru a simula mișcările robotului serial cu 6 axe. '''Tutorialul se concentr...") |
(Updating to match new version of source page) |
||
(19 intermediate revisions by 3 users not shown) | |||
Line 1: | Line 1: | ||
⚫ | |||
⚫ | |||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
⚫ | |||
|Topic=Robot Workbench |
|Topic=Robot Workbench |
||
|Level=Intermediate |
|Level=Intermediate |
||
Line 7: | Line 9: | ||
|Files= |
|Files= |
||
}} |
}} |
||
</div> |
|||
{{VeryImportantMessage|The FreeCAD Robot Workbench is unmaintained. Please mention on the FreeCAD forum if you have an interest in maintaining this |
|||
workbench.}} |
|||
==Overview== |
|||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
Acest tutorial explică modul de utilizare a FreeCAD și a |
Acest tutorial explică modul de utilizare a FreeCAD și a Atelierului de simulare a robotului pentru a simula mișcările robotului serial cu 6 axe. '''Tutorialul se concentreaza pe crearea fișierului vrml''' utilizat ca vizualizare. Baza fișierului vrml este un model FreeCAD. Versiunea FreeCAD folosită este 0.11.4252ppa1 pe Ubuntu 32bit. |
||
</div> |
|||
== |
== Deschideți un fișier sau creați unul cu FreeCAD == |
||
Tutorialul se bazează pe fișierul STEP al unui Stäubli TX40 (TX40-HB.stp). Puteți descărca fișierul de la [https://secure.staubli.com/Intranet_Applications/Robotics/Group/RobDoc.nsf/ea05b3f4b301f597c1256d5f005665e8/bc3707ec036c9f6bc12576c700327958/$FILE/page.html Stäubli]. Cu toate acestea, deși încă nu trebuie se verifică acest lucru, metoda ar trebui să se aplice și unui model freeCAD complet realizat. |
|||
După deschiderea fișierului, trebuie să obțineți acest lucru: |
|||
After opening the file, you should obtain this: |
|||
[[File:staeubli_step_import.png|1024px]] |
[[File:staeubli_step_import.png|1024px]] |
||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
Notice, that on import, the robot is made of 8 shapes, directly on the root of the document tree. The structure of the exported vrml file may change if groups are used. The shapes are ordered from the base to the tool. The last shape contains the axes of rotations of all robot axes. The correlation shape name – part name is given by (as for now (March 2011) FreeCAD doesn't import the names included in STEP files): |
|||
Observați că importăm, robotul este alcătuit din 8 forme, direct pe rădăcina arborelui de documente. Structura fișierului vrml exportat se poate schimba dacă se utilizează grupuri. Formele sunt comandate de la bază la instrument. Ultima formă conține axele de rotație ale tuturor axelor robotului. Corelația dintre numele formei - numele piesei este dat de (din martie 2011) FreeCAD nu importă numele incluse în fișierele STEP: |
|||
</div> |
|||
{| class="wikitable" |
{| class="wikitable" |
||
Line 49: | Line 60: | ||
|} |
|} |
||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
For this import, change the “Display Mode” of each shape, TX40_HB007 excepted, from “Flat Lines” to “Shaded” for the vrml export to look good. I also changed the colors to [245, 196, 0] and [204, 204, 204] to better correspond to Stäubli's yellow. Hide TX40_HB007 because it contains the axes of all joints and cannot be taken apart. |
|||
Pentru acest import, schimbați "Display Mode" pentru fiecare formă, exceptând TX40_HB007, de la "Flat Lines" la "Shaded" pentru exportul vrml pentru a arăta bine. Am schimbat de asemenea culoarile la [245, 196, 0] și [204, 204, 204] pentru a corespunde mai bine cu galbenul Stäubli's. Ascunde TX40_HB007 deoarece conține axele tuturorl articulațiilor și nu poate fi luat de o parte. |
|||
</div> |
|||
== Măsurați caracteristicile geometrice == |
|||
== Measure geometric characteristics == |
|||
În vederea construirii tabelului Denavit-Hartenberg (see [[Robot_6-Axis|Robot 6-Axis]]) și pregătiți fișierul vrml, trebuie să obțineți caracteristicile robotului. Deocamdată, instrumentul de măsurare FreeCAD nu este gata, puteți utiliza axele incluse în TX40_HB007 (coordonatele sunt indicate în partea stângă jos atunci când indicați un obiect cu mouse-ul) sau trebuie să utilizați consola Python pentru a obține unele informații despre geometrie. Rețineți că tabelul DH este necesar numai dacă trebuie să utilizați cinematica inversă, adică să obțineți coordonatele carteziene sau să dirijați robotul cu coordonate carteziene. |
|||
Tabelul DH-table pentru acest robot este următorul (mm, deg and deg/s): |
|||
{| class="wikitable" |
{| class="wikitable" |
||
Line 121: | Line 134: | ||
|} |
|} |
||
Atunci fișierul csv file este : |
|||
a , alpha, d , theta, rotDir, maxAngle, minAngle, AxisVelocity |
a , alpha, d , theta, rotDir, maxAngle, minAngle, AxisVelocity |
||
Line 131: | Line 144: | ||
0 , 0, 65, 0, 1, 270, -270, 1575 |
0 , 0, 65, 0, 1, 270, -270, 1575 |
||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
== Export |
== Export la vrml == |
||
Export the document to a vrml file. The structure of the vrml file is the following: |
|||
Exportați documentul într-un fișier vrml. Structura fișierului vrml este următoarea: |
|||
<syntaxhighlight> |
|||
</div> |
|||
<code> |
|||
#VRML V2.0 utf8 |
#VRML V2.0 utf8 |
||
Line 185: | Line 200: | ||
} |
} |
||
</code> |
|||
</syntaxhighlight> |
|||
Puteți observa că avem 8 grupuri independente care corespund celor 8 forme. |
|||
You can notice that we have 8 independent groups corresponding to the 8 shapes. |
|||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
== Preparation of the vrml file == |
|||
== Pregătirea fișierului vrml == |
|||
All shapes in the vrml file are expressed in the base frame, independently from each other. For the Robot Simulation Workbench, we need to create a structure where a movement of a shape induces a movement of all shapes situated afterwards in the structure. The placement of the shapes will be relative to the preceding shape, so we need to include some translations from the absolute reference system to the relative one. The translations are described in the following picture: |
|||
Toate formele din fișierul vrml sunt exprimate în cadrul de bază, independente una de celălaltă. Pentru Atelierul Robot Simulation Workbench, trebuie să creăm o structură în care o mișcare a unei forme induce o mișcare a tuturor formelor situate ulterior în structură. Plasarea formelor va fi relativă la forma precedentă, așa că trebuie să includem câteva translații din sistemul de referință absolut la cel relativ. |
|||
Translațiile descrise în următoarea imagine: |
|||
</div> |
|||
[[Image:staeubli_important_points.png]] |
[[Image:staeubli_important_points.png]] |
||
Line 202: | Line 220: | ||
: F=(0, 35, 835). |
: F=(0, 35, 835). |
||
Să luăm un exemplu în 4 axe întere ELBOW și FOREARM, situat la D=(xd, yd, zd). Ancora pentru axa FreeCAD este |
|||
<code> |
|||
<syntaxhighlight> |
|||
"DEF FREECAD_AXIS4 Transform { rotation 0 1 0 0 children [" |
"DEF FREECAD_AXIS4 Transform { rotation 0 1 0 0 children [" |
||
</code> |
|||
</syntaxhighlight> |
|||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
This corresponds to a rotation about the y-axis. In the CAD model, the rotation is about the z-axis. Thus, we need to a rotation about the x-axis of <math>\pi</math> before the FreeCAD axis definition and of <math>-\pi</math> after it. Also, a translation of (-xd, -yd, -zd) is needed just before the Group corresponding to the definition of FOREARM to express it in the relative reference frame centered at D. This means that a translation of (xd, yd, zd) must be inserted before the first rotation. |
|||
Aceasta corespunde unei rotații în jurul axei y. În modelul CAD, rotația este în jurul axei z. Astfel, avem nevoie de o rotație în jurul axei x a <math> \ pi </ math> înaintea definiției axei FreeCAD și a <math> - \ pi </ math> după aceasta. De asemenea, este necesară o translație (-xd, -yd, -zd) chiar înainte ca grupul care corespunde definiției FOREARM să o exprime în cadrul de referință relativ centrat(D) Asata înseamnă că o translație (xd,yd,zd)trebuie să fie introduse înainte de prima rotație. |
|||
At the end, the vrml-file from the definition of ELBOW to the definition of FOREARM looks like this: |
|||
La final, fișierul vrml de la definiția ELBOW la definiția FOREARM arată astfel: |
|||
<syntaxhighlight> |
|||
</div> |
|||
<code> |
|||
# ELBOW |
# ELBOW |
||
Group { |
Group { |
||
Line 231: | Line 251: | ||
}, |
}, |
||
</code> |
|||
</syntaxhighlight> |
|||
La sfârșitul documentului, trebuie introduse parantezele de închidere corespunzătoare: <code> ]}}}},</code> |
|||
At the end of the document, the appropriate closing brackets must be inserted: <syntaxhighlight> ]}}}},</syntaxhighlight> |
|||
Pentru fiecare din cele 6 axe. În cele din urmă, documentul arată astfel (nu știu dacă poate fi conectat fișierul aici din cauza drepturilor de autor): |
|||
for each of the 6 axes. Eventually, the document looks like this (I don't know if I can link the file here because of copyrights): |
|||
<code> |
|||
<syntaxhighlight> |
|||
#VRML V2.0 utf8 |
#VRML V2.0 utf8 |
||
Line 364: | Line 384: | ||
} |
} |
||
} |
} |
||
</code> |
|||
</syntaxhighlight> |
|||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
Here is a patch to obtain the vrml file suitable for robot simulation: |
|||
Iată un patch pentru a obține fișierul vrml potrivit pentru simularea robotului: |
|||
<syntaxhighlight> |
|||
</div> |
|||
<code> |
|||
7a8 |
7a8 |
||
> # HORIZONTAL BASE CABLE OUTLET |
> # HORIZONTAL BASE CABLE OUTLET |
||
Line 459: | Line 480: | ||
> ]}}}}, |
> ]}}}}, |
||
> ] |
> ] |
||
</code> |
|||
</syntaxhighlight> |
|||
[[Category:Robot{{#translation:}}]] |
|||
{{clear}} |
{{clear}} |
||
⚫ |
Latest revision as of 12:52, 28 February 2020
Tutorial |
Topic |
---|
Robot Workbench |
Level |
Intermediate |
Time to complete |
Authors |
FreeCAD version |
Example files |
See also |
None |
Overview
Acest tutorial explică modul de utilizare a FreeCAD și a Atelierului de simulare a robotului pentru a simula mișcările robotului serial cu 6 axe. Tutorialul se concentreaza pe crearea fișierului vrml utilizat ca vizualizare. Baza fișierului vrml este un model FreeCAD. Versiunea FreeCAD folosită este 0.11.4252ppa1 pe Ubuntu 32bit.
Deschideți un fișier sau creați unul cu FreeCAD
Tutorialul se bazează pe fișierul STEP al unui Stäubli TX40 (TX40-HB.stp). Puteți descărca fișierul de la Stäubli. Cu toate acestea, deși încă nu trebuie se verifică acest lucru, metoda ar trebui să se aplice și unui model freeCAD complet realizat. După deschiderea fișierului, trebuie să obțineți acest lucru:
Observați că importăm, robotul este alcătuit din 8 forme, direct pe rădăcina arborelui de documente. Structura fișierului vrml exportat se poate schimba dacă se utilizează grupuri. Formele sunt comandate de la bază la instrument. Ultima formă conține axele de rotație ale tuturor axelor robotului. Corelația dintre numele formei - numele piesei este dat de (din martie 2011) FreeCAD nu importă numele incluse în fișierele STEP:
FreeCAD name | STEP name |
---|---|
TX40_HB | HORIZONTAL BASE CABLE OUTLET |
TX40_HB001 | SHOULDER |
TX40_HB002 | ARM |
TX40_HB003 | ELBOW |
TX40_HB004 | FOREARM |
TX40_HB005 | WRIST |
TX40_HB006 | TOOL FLANGE |
TX40_HB007 | ? |
Pentru acest import, schimbați "Display Mode" pentru fiecare formă, exceptând TX40_HB007, de la "Flat Lines" la "Shaded" pentru exportul vrml pentru a arăta bine. Am schimbat de asemenea culoarile la [245, 196, 0] și [204, 204, 204] pentru a corespunde mai bine cu galbenul Stäubli's. Ascunde TX40_HB007 deoarece conține axele tuturorl articulațiilor și nu poate fi luat de o parte.
Măsurați caracteristicile geometrice
În vederea construirii tabelului Denavit-Hartenberg (see Robot 6-Axis) și pregătiți fișierul vrml, trebuie să obțineți caracteristicile robotului. Deocamdată, instrumentul de măsurare FreeCAD nu este gata, puteți utiliza axele incluse în TX40_HB007 (coordonatele sunt indicate în partea stângă jos atunci când indicați un obiect cu mouse-ul) sau trebuie să utilizați consola Python pentru a obține unele informații despre geometrie. Rețineți că tabelul DH este necesar numai dacă trebuie să utilizați cinematica inversă, adică să obțineți coordonatele carteziene sau să dirijați robotul cu coordonate carteziene. Tabelul DH-table pentru acest robot este următorul (mm, deg and deg/s):
i | d | θ | r | α | θmin | θmax | Axis velocity |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 320 | q1 | 0 | -90 | -180 | 180 | 555 |
2 | 35 | q2 - 90 | 225 | 0 | -125 | 125 | 475 |
3 | 0 | q3 + 90 | 0 | 90 | -138 | 138 | 585 |
4 | 225 | q4 | 0 | -90 | -270 | 270 | 1035 |
5 | 0 | q5 | 0 | 90 | -120 | 133.5 | 1135 |
6 | 65 | q6 | 0 | 0 | -270 | 270 | 1575 |
Atunci fișierul csv file este :
a , alpha, d , theta, rotDir, maxAngle, minAngle, AxisVelocity 0 , -90, 320, 0, 1, 180, -180, 555 225, 0, 35, -90, 1, 125, -125, 475 0 , 90, 0, 90, 1, 138, -138, 585 0 , -90, 225, 0, 1, 270, -270, 1035 0 , 90, 0, 0, 1, 133.5, -120, 1135 0 , 0, 65, 0, 1, 270, -270, 1575
Export la vrml
Exportați documentul într-un fișier vrml. Structura fișierului vrml este următoarea:
#VRML V2.0 utf8
Group {
children
Group {
children [
Group {
…
},
Group {
…
},
Group {
…
},
Group {
…
},
Group {
…
},
Group {
…
},
Group {
…
},
Group {
…
} ]
}
}
Puteți observa că avem 8 grupuri independente care corespund celor 8 forme.
Pregătirea fișierului vrml
Toate formele din fișierul vrml sunt exprimate în cadrul de bază, independente una de celălaltă. Pentru Atelierul Robot Simulation Workbench, trebuie să creăm o structură în care o mișcare a unei forme induce o mișcare a tuturor formelor situate ulterior în structură. Plasarea formelor va fi relativă la forma precedentă, așa că trebuie să includem câteva translații din sistemul de referință absolut la cel relativ. Translațiile descrise în următoarea imagine:
With
- A=(0, 0, 168)
- B=(0, 107.8, 320)
- C=(0, 104.15, 545)
- D=(0, 35, 601)
- E=(0, 35, 770)
- F=(0, 35, 835).
Să luăm un exemplu în 4 axe întere ELBOW și FOREARM, situat la D=(xd, yd, zd). Ancora pentru axa FreeCAD este
"DEF FREECAD_AXIS4 Transform { rotation 0 1 0 0 children ["
Aceasta corespunde unei rotații în jurul axei y. În modelul CAD, rotația este în jurul axei z. Astfel, avem nevoie de o rotație în jurul axei x a <math> \ pi </ math> înaintea definiției axei FreeCAD și a <math> - \ pi </ math> după aceasta. De asemenea, este necesară o translație (-xd, -yd, -zd) chiar înainte ca grupul care corespunde definiției FOREARM să o exprime în cadrul de referință relativ centrat(D) Asata înseamnă că o translație (xd,yd,zd)trebuie să fie introduse înainte de prima rotație. La final, fișierul vrml de la definiția ELBOW la definiția FOREARM arată astfel:
# ELBOW
Group {
… here comes the unmodified definition of ELBOW
},
Transform {
translation 0 35 601
rotation 1 0 0 1.5707963
children
DEF FREECAD_AXIS4 Transform { rotation 0 1 0 0 children
Transform {
rotation 1 0 0 -1.5707963
children
Transform {
translation 0 -35 -601
children [
# FOREARM
Group {
... here comes the unmodified definition of FOREARM
},
La sfârșitul documentului, trebuie introduse parantezele de închidere corespunzătoare: ]}}}},
Pentru fiecare din cele 6 axe. În cele din urmă, documentul arată astfel (nu știu dacă poate fi conectat fișierul aici din cauza drepturilor de autor):
#VRML V2.0 utf8
Group {
children
Group {
children [
# HORIZONTAL BASE CABLE OUTLET
Group {
... here comes the unmodified definition of HORIZONTAL BASE CABLE OUTLET
},
Transform {
translation 0 0 168
rotation 1 0 0 1.5707963
children
DEF FREECAD_AXIS1 Transform { rotation 0 1 0 0 children
Transform {
rotation 1 0 0 -1.5707963
children
Transform {
translation 0 0 -168
children [
# SHOULDER
Group {
... here comes the unmodified definition of SHOULDER
},
Transform {
translation 0 107.8 320
#rotation 0 0 1 0
children
DEF FREECAD_AXIS2 Transform { rotation 0 1 0 0 children
Transform {
#rotation 0 0 1 0
children
Transform {
translation 0 -107.8 -320
children [
# ARM
Group {
... here comes the unmodified definition of ARM
},
Transform {
translation 0 104.15 545
#rotation 0 0 1 0
children
DEF FREECAD_AXIS3 Transform { rotation 0 1 0 0 children
Transform {
#rotation 0 0 1 0
children
Transform {
translation 0 -104.15 -545
children [
# ELBOW
Group {
... here comes the unmodified definition of ELBOW
},
Transform {
translation 0 35 601
rotation 1 0 0 1.5707963
children
DEF FREECAD_AXIS4 Transform { rotation 0 1 0 0 children
Transform {
rotation 1 0 0 -1.5707963
children
Transform {
translation 0 -35 -601
children [
# FOREARM
Group {
... here comes the unmodified definition of FOREARM
},
Transform {
translation 0 35 770
#rotation 0 0 1 0
children
DEF FREECAD_AXIS5 Transform { rotation 0 1 0 0 children
Transform {
#rotation 0 0 1 0
children
Transform {
translation 0 -35 -770
children [
# WRIST
Group {
... here comes the unmodified definition of WRIST
},
Transform {
translation 0 35 835
rotation 1 0 0 1.5707963
children
DEF FREECAD_AXIS6 Transform { rotation 0 1 0 0 children
Transform {
rotation 1 0 0 -1.5707963
children
Transform {
translation 0 -35 -835
children [
# TOOL FLANGE
Group {
... here comes the unmodified definition of TOOL FRAME
},
Group {
... here comes the unmodified definition of TX40_HB007
} # "]" was deleted from this line
]}}}},
]}}}},
]}}}},
]}}}},
]}}}},
]}}}},
] # this is the "]" deleted from the line above
}
}
Iată un patch pentru a obține fișierul vrml potrivit pentru simularea robotului:
7a8
> # HORIZONTAL BASE CABLE OUTLET
95968a95970,95981
> Transform {
> translation 0 0 168
> rotation 1 0 0 1.5707963
> children
> DEF FREECAD_AXIS1 Transform { rotation 0 1 0 0 children
> Transform {
> rotation 1 0 0 -1.5707963
> children
> Transform {
> translation 0 0 -168
> children [
> # SHOULDER
128428a128442,128453
> Transform {
> translation 0 107.8 320
> #rotation 0 0 1 0
> children
> DEF FREECAD_AXIS2 Transform { rotation 0 1 0 0 children
> Transform {
> #rotation 0 0 1 0
> children
> Transform {
> translation 0 -107.8 -320
> children [
> # ARM
206503a206529,206540
> Transform {
> translation 0 104.15 545
> #rotation 0 0 1 0
> children
> DEF FREECAD_AXIS3 Transform { rotation 0 1 0 0 children
> Transform {
> #rotation 0 0 1 0
> children
> Transform {
> translation 0 -104.15 -545
> children [
> # ELBOW
267111a267149,267160
> Transform {
> translation 0 35 601
> rotation 1 0 0 1.5707963
> children
> DEF FREECAD_AXIS4 Transform { rotation 0 1 0 0 children
> Transform {
> rotation 1 0 0 -1.5707963
> children
> Transform {
> translation 0 -35 -601
> children [
> # FOREARM
417854a417904,417915
> Transform {
> translation 0 35 770
> #rotation 0 0 1 0
> children
> DEF FREECAD_AXIS5 Transform { rotation 0 1 0 0 children
> Transform {
> #rotation 0 0 1 0
> children
> Transform {
> translation 0 -35 -770
> children [
> # WRIST
422053a422115,422126
> Transform {
> translation 0 35 835
> rotation 1 0 0 1.5707963
> children
> DEF FREECAD_AXIS6 Transform { rotation 0 1 0 0 children
> Transform {
> rotation 1 0 0 -1.5707963
> children
> Transform {
> translation 0 -35 -835
> children [
> # TOOL FLANGE
435627c435700,435707
< } ]
---
> }
> ]}}}},
> ]}}}},
> ]}}}},
> ]}}}},
> ]}}}},
> ]}}}},
> ]