VRML Preparation for Robot Simulation/ro

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:

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.

Measure geometric characteristics
In order to build the Denavit-Hartenberg table (see Robot 6-Axis) and prepare the vrml file, you need to get characteristics of the robot. For now, the measurement tool of FreeCAD is not ready, you can use the axes included in TX40_HB007 (the co-ordinates are indicated on the bottom left when you point an object with the mouse) or you have to use the Python console to get some information about the geometry. Note that the DH-table is only required if you need to use the inverse kinematics, i.e. get the Cartesian coordinates or drive the robot with Cartesian coordinates. The DH-table for this robot is the following (mm, deg and deg/s):

The csv file is then:

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 to vrml
Export the document to a vrml file. The structure of the vrml file is the following:

You can notice that we have 8 independent groups corresponding to the 8 shapes.

Preparation of the vrml file
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:



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).

Let's take the example of axis 4 between ELBOW and FOREARM, situated at D=(xd, yd, zd). The anchor for the FreeCAD axis is 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 \ pi  înaintea definiției axei FreeCAD și a  - \ pi  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: La sfârșitul documentului, trebuie introduse parantezele de închidere corespunzătoare: 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): Here is a patch to obtain the vrml file suitable for robot simulation: