kins(9)

ІМ’Я

кінси, генхекскіни, генсеркіни, макскіни, пентакини, пумакіни, ротатакини, скаракіни, триподкіни, тривкіни — визначення кінематики для LinuxCNC

СИНТАКСИС

loadrt trivkins (use for most cartesian machines)

loadrt corexykins

loadrt genhexkins

loadrt genserkins

loadrt lineardeltakins (see separate manpage)

loadrt matrixkins

loadrt maxkins

loadrt pentakins

loadrt pumakins

loadrt rosekins

loadrt rotarydeltakins

loadrt rotatekins

loadrt scarakins

loadrt tripodkins

loadrt xyzab_tdr_kins

loadrt xyzac-trt-kins

loadrt xyzbc-trt-kins

loadrt 5axiskins

ОПИС

Замість експорту виводів та функцій HAL, ці компоненти надають визначення прямої та зворотної кінематики для LinuxCNC.

trivkins - узагальнена тривіальна кінематика

Номери суглобів призначаються послідовно відповідно до літер осей, зазначених параметром coordinates=.

Якщо параметр coordinates= пропущено, номери суглобів призначаються послідовно кожній відомій літері осі ("xyzabcuvw").

Приклад: loadrt trivkins: Призначає всі літери осей номерам суглобів по черзі: x==joint0, y==joint1, z==joint2 a==joint3, b==joint4, c==joint5 u==joint6, v==joint7, w==joint8
Приклад: loadrt trivkins coordinates=xyz: Призначає: x==joint0, y==joint1, z==joint2
Приклад: loadrt trivkins coordinates=xz: Призначає: x==joint0, z==joint1
Приклад: loadrt trivkins coordinates=xyzy: Призначає: x==joint0, y0==joint1, z==joint2, y1==joint3:

Тип кінематики за замовчуванням — KINEMATICS_IDENTITY. Графічні інтерфейси можуть надавати спеціальні функції для конфігурацій, що використовують цей тип кінематики за замовчуванням. Наприклад, графічний інтерфейс AXIS автоматично обробляє операції в режимі суглобів і світу, щоб оператор не бачив різниці між суглобами та осями. Це можливо, оскільки існує точна відповідність між номером суглоба та відповідною літерою осі.

Тип кінематики можна встановити за допомогою параметра kintype=

kinstype=1 for KINEMATICS_IDENTITY (за замовчуванням, якщо kintype= пропущено): +
kinstype=[b|B] for KINEMATICS_BOTH: +
kinstype=[f|F] for KINEMATICS_FORWARD_ONLY: +
kinstype=[i|I] for KINEMATICS_INVERSE_ONLY: +
Приклад: loadrt trivkins coordinates=xyz kinstype=b: Використовуйте kintype=B (KINEMATICS_BOTH) для конфігурацій, які потребують незалежного переміщення суглобів (режим суглобів) або у вигляді скоординованих (телеоптичних) рухів у світових координатах.

Під час використання графічного інтерфейсу осей з KINEMATICS_BOTH, клавіша $ використовується для перемикання між режимами з’єднання та телеоптики (світу).

Літеру осі можна використовувати більше одного разу (дублювати) для призначення кількох суглобів одній літері координат осі.
Приклад: coordinates=xyyzw kinstype=B: Призначає: x==joint0, y==joint1 AND joint2, z==joint3, w==joint4

Наведений вище приклад ілюструє конфігурацію порталу, в якій використовуються дубльовані літери координат для позначення того, що два з’єднання (joint1 і joint2) рухаються по одній осі (y). Використання kinstype=B дозволяє перемикати конфігурацію між режимами роботи joint і world. Доступні опції конфігурації повернення в початкове положення для синхронізації кінцевого руху повернення в початкове положення для вибраних з’єднань — див. документацію для Homing Configuration.

ПРИМІТКИ щодо дубльованих координат: Коли використовуються дубльовані літери координат, вказання KINEMATICS_BOTH (kinstype=B) дозволяє графічному інтерфейсу підтримувати переміщення кожного окремого з’єднання в режимі з’єднання. Обережність необхідна для машин, де рух одного з’єднання (у наборі, вказаному дубльованою літерою координати) може призвести до викривлення порталу або інших небажаних наслідків. Коли параметр kinstype= опущений, за замовчуванням використовується KINEMATICS_IDENTITY (kinstype=1), і графічний інтерфейс може дозволяти переміщення на основі вибраної літери координати осі (або клавіші клавіатури) до завершення повернення в початкове положення і поки машина все ще перебуває в режимі з’єднання. Вибране з’єднання буде залежати від реалізації графічного інтерфейсу, але зазвичай переміщається тільки одне з декількох з’єднань у наборі. Отже, рекомендується вказати KINEMATICS_BOTH, оскільки це забезпечує підтримку однозначного, незалежного переміщення кожного окремого з’єднання. Машини, які реалізують повернення до вихідної позиції для всіх з’єднань (включаючи положення для синхронізації остаточного переміщення до вихідної позиції для декількох з’єднань), можуть повертатися до вихідної позиції під час запуску машини і автоматично переходити в режим world, де доступне переміщення за координатами.

corexykins - Кінематика CoreXY

X = 0.5*(JOINT_0 + JOINT_1)

Y = 0.5*(JOINT_0 - JOINT_1)

Z = JOINT_2

[KINS]JOINTS= необхідно вказати 3 або більше суглобів (максимум 9). Якщо ввімкнено заданою кількістю [KINS]JOINTS=, JOINT_3,4,5,6,7,8 відповідають координатам A,B,C,U,V,W відповідно.

genhexkins - Кінематика гексапода

Надає шість ступенів свободи в положенні та орієнтації (XYZABC). Розташування з’єднань основи та платформи визначається параметрами HAL. Ітерація прямої кінематики контролюється контактами HAL. (Докладнішу інформацію див. у документації switchkins)

genhexkins.base.N.x: +
genhexkins.base.N.y: +
genhexkins.base.N.z: +
genhexkins.platform.N.x: +
genhexkins.platform.N.y: +
genhexkins.platform.N.z: Параметри, що описують координати N-го суглоба.
genhexkins.spindle-offset: Додано до всіх Z-координат з’єднань для зміни початку координат верстата. Полегшує налаштування положення шпинделя.
genhexkins.base-n.N.x: +
genhexkins.base-n.N.y: +
genhexkins.base-n.N.z: +
genhexkins.platform-n.N.x: +
genhexkins.platform-n.N.y: +
genhexkins.platform-n.N.z: Параметри, що описують одиничні вектори осі N-го шарніра. Використовуються для розрахунку корекції довжини стійки для карданних шарнірів та незалежних приводів.
genhexkins.screw-lead: Хід гвинта приводу стійки, позитивний для правої різьби. За замовчуванням – 0 (корекція довжини стійки вимкнена).
genhexkins.correction.N: Поточні значення корекції довжини стійки для незнімних приводів з карданними шарнірами.
genhexkins.convergence-criterion: Мінімальне значення помилки, яке завершує ітерації зі збіжним рішенням.
genhexkins.limit-iterations: Ліміт ітерацій, якщо його перевищено, ітерації зупиняються без збіжності.
genhexkins.max-error: Максимальне значення помилки, якщо його перевищено, ітерації зупиняються без збіжності.
genhexkins.last-iterations: Кількість ітерацій, витрачених на останнє рішення прямої кінематики.
genhexkins.max-iterations: Максимальна кількість ітерацій, витрачених на конвергентне рішення протягом поточного сеансу.
genhexkins.tool-offset: Зміщення TCP від початку платформи вздовж осі Z для реалізації функції RTCP. Щоб уникнути стрибків у з’єднаннях, змінюйте зміщення інструменту лише тоді, коли платформа не нахилена.

genserkins - узагальнена послідовна кінематика

Кінематика, яка може моделювати загальний маніпулятор послідовного з’єднання з максимум 6 кутовими шарнірами. Див. документацію switchkins для отримання додаткової інформації.

Кінематика використовує визначення Денавіта-Хартенберга для суглоба і з’єднань. Визначення DH використовуються Джоном Крейгом у книзі «Вступ до робототехніки: механіка та управління». Параметри маніпулятора визначаються контактами HAL. Зверніть увагу, що тут використовується угода, яка іноді називається «Модифіковані параметри DH», і це необхідно мати на увазі під час налаштування системи. https://w.wiki/NcY

genserkins.A-N: +
genserkins.ALPHA-N: +
genserkins.D-N: Параметри, що описують геометрію N^того з’єднання.

matrixkins - Калібрована кінематика для 3-осьових декартових верстатів

Подібно до trivkins, але дозволяє калібрувати, виправляючи невеликі недоліки вирівнювання осей. Див. сторінку довідки matrixkins(9) для отримання детальних інструкцій.

maxkins - Приклад 5-осьової кінематики

Кінематика для настільного 5-осьового фрезерного верстата Кріса Радека під назвою «max» з похилою головкою (ось B) і горизонтальним поворотним кріпленням до столу (ось C). Забезпечує рух UVW в оберненій системі координат. Вихідний файл maxkins.c може бути корисним відправним пунктом для інших 5-осьових систем.

pentakins - Кінематика пентапода

Надає п’ять ступенів свободи в положенні та орієнтації (XYZAB). Розташування базового та ефекторного суглобів визначається параметрами HAL. Ітерація прямої кінематики контролюється контактами HAL.

pentakins.base.N.x: +
pentakins.base.N.y: +
pentakins.base.N.z: +
pentakins.effector.N.r: +
pentakins.effector.N.z: Параметри, що описують радіус та осьове положення N^того ефекторного суглоба.
pentakins.convergence-criterion: Мінімальне значення помилки, яке завершує ітерації зі збіжним рішенням.
pentakins.limit-iterations: Ліміт ітерацій, якщо його перевищено, ітерації зупиняються без збіжності.
pentakins.max-error: Максимальне значення помилки, якщо його перевищено, ітерації зупиняються без збіжності.
pentakins.last-iterations: Кількість ітерацій, витрачених на останнє рішення прямої кінематики.
pentakins.max-iterations: Максимальна кількість ітерацій, витрачених на конвергентне рішення протягом поточного сеансу.
pentakins.tool-offset: Зміщення TCP від початку дії ефектора вздовж осі Z для реалізації функції RTCP. Щоб уникнути стрибків у з’єднаннях, змінюйте зміщення інструменту лише тоді, коли платформа не нахилена.

pumakins - Кінематика для роботів типу Puma

Кінематика робота типу пуми з 6 суглобами:

pumakins.A2: +
pumakins.A3: +
pumakins.D3: +
pumakins.D4: Опишіть геометрію робота

rosekins - Кінематика для двигуна Роуз з використанням

поперечний, поздовжній та обертальний суглоб (3 суглоби)

rotarydeltakins - Кінематика роторної дельта-машини

Ротаційний дельта-робот (3 суглоби)

rotatekins - Обертова кінематика

Осі X та Y повернуті на 45 градусів порівняно з суглобами 0 та 1.

scarakins - кінематика роботів типу SCARA

(Див. документацію Switchkins для отримання додаткової інформації)

scarakins.D1: Вертикальна відстань від площини землі до центру внутрішнього плеча.
scarakins.D2: Горизонтальна відстань між віссю joint[0] та віссю joint[1], тобто довжина внутрішнього плеча.
scarakins.D3: Вертикальна відстань від центру внутрішньої руки до центру зовнішньої руки. Може бути позитивною або негативною залежно від структури робота.
scarakins.D4: Горизонтальна відстань між віссю суглоба[1] та віссю суглоба[2], тобто довжина зовнішнього плеча.
scarakins.D5: Вертикальна відстань від кінцевого ефектора до кінчика інструмента. Додатне значення означає, що кінчик інструмента розташований нижче за кінцевий ефектор, і це є нормальним випадком.
scarakins.D6: Горизонтальна відстань від центральної лінії кінцевого виконавчого механізму (та осей суглобів 2 і 3) до кінчика інструменту. Нульове значення означає, що кінчик інструменту знаходиться на центральній лінії. Значення, відмінні від нуля, повинні бути додатними, якщо вони від’ємні, вони вводять зміщення на 180 градусів щодо значення суглоба [3].

tripodkins - Кінематика штатива

З’єднання представляють відстань контрольованої точки від трьох заздалегідь визначених місць (двигунів), що забезпечує три ступені свободи в положенні (XYZ)

tripodkins.Bx: +
tripodkins.Cx: +
tripodkins.Cy: Розташування трьох двигунів: (0,0), (Bx,0) та (Cx,Cy)

xyzac-trt-kins - 5-осьовий фрезерний верстат (поворотний/нахилений стіл)

Нахильний стіл (A) і горизонтальний поворотний, встановлений на столі (вісь C) (5 шарнірів 0:x,1:y,2:z,3:a,4:c) з можливістю перемикання між кінематичними типами xyzac і trivkins. Карту шарнірів можна змінити за допомогою параметра координат так само, як це підтримується trivkins. (Докладнішу інформацію див. у документації switchkins)

xyzbc-trt-kins - 5-осьовий фрезерний верстат (поворотний/нахилений стіл)

(5 з’єднань 0:x,1:y,2:z,3:b,4:c) з можливістю перемикання між кінематичними типами xyzbc і trivkins. Зображення з’єднання можна змінити за допомогою параметра координат так само, як це підтримується trivkins. (Докладнішу інформацію див. у документації switchkins)

5axiskins - 5 Осьовий мостовий млин

XYZBCW — значення координати W (зазвичай використовуються для руху інструменту) включені в позиціонування XYZ. (Модуль кінематики потребує лише 5 з’єднань, але для відображення значень W потрібне додаткове з’єднання). (Докладнішу інформацію див. у документації switchkins)

За замовчуванням, 5axiskins використовує координати XYZBCW, присвоєні послідовно суглобам 0..5. Параметр координат модуля може бути використаний для присвоєння декількох суглобів букві осі та/або для присвоєння суглобів додатковим координатам A, U, V з відповідністю один до одного присвоєним суглобам. Приклад: XYZBCWYV (всього 8 суглобів, пронумерованих від 0 до 7) використовує два суглоби для Y (суглоби 1,6) і додає додаткову координату V, яка має відношення один до одного до суглоба 7.

Примітка: Ці кінематичні схеми можна використовувати з vismach 5axisgui за умови, що призначення літер з’єднань відповідає порядку за замовчуванням, який очікується ним (XYZBCW -> з’єднання 0..5)

ДИВІТЬСЯ ТАКОЖ

Для отримання додаткової інформації див. наступні підрозділи розділу «Додаткові теми» документації LinuxCNC:

Kinematics
5-Axis Kinematics
Switchable Kinematics

Компонент HAL userkins.comp є шаблоном для створення кінематичних модулів за допомогою інструменту halcompile. Немодифікований шаблон підтримує конфігурацію ідентичності xyz, яка використовує 3 з’єднання. Докладнішу інформацію див. у userkins(9).

kins(9) Manual Page