Beispiel 7.13-14: Steuerung eines SCARA-Roboters

In diesem Beispiel wird die Vorwärts- und Rückwärtstransformation für einen Scara-Roboter mit 3 rotatorischen und einer translatorischen Achse berechnet wie in diesem Video gezeigt. 

Die Programmierung im Projekt B7_13_14_RobotScara.project^1,2) erfolgt in der Methode AxesToCartesian des Funktionsbausteins Kinematic, der kontinuierlich von der SPS abgearbeitet wird. Diese berechnet aus den Achskoordinaten, die durch die Struktur a mit den Gelenkstellungen a0, a1, a2 und a3 eingelesen wird, das Koordinatensystem f des TCS bezüglich der Roboterbasis MCS. Das Koordinatensystem f besteht aus dem Verschiebungsvektor vT mit den Koordinaten ∆x, ∆y und ∆z für die Position des Greifers und der Drehmatrix mR, die die Verdrehung des TCS gegenüber dem MCS mit der ZYZ-Winkeldefinition nach Euler angibt. Durch die vorkonfektionierte Funktion SMC_Matrix3_FromZYZ_deg wird die Orientierungsmatrix mR durch Angabe der Eulerwinkel ∆A, ∆B und ∆C berechnet

In der Methode CartesianToAxes des Funktionsbausteins Kinematic ist zu beachten, dass numerische Instabilitäten in Folge des Dividierens durch sehr kleine Zahlen vermieden werden müssen. Durch die vorkonfektionierte Funktion SMC_Matrix3_ToZYZ_deg werden die Eulerwinkel A, B und C aus der Orientierungsmatrix mR berechnet. Für die Konstellation des SCARA-Roboters, der senkrecht von oben greift, gilt ∆A = 180° − ∆C. Die Funktion berechnet deshalb die Gelenkstellung a3 aus dem Winkel ∆A.