Càlcul Denavit-Hartenberg per un robot de 6 eixos

A continuació es mostren les matrius de transformació D-H per a un robot industrial de 6 eixos (ex: KUKA KR6 R900):

Paràmetres D-H

Eix (i) \(\theta_i\) (°) \(d_i\) (mm) \(a_i\) (mm) \(\alpha_i\) (°)
1 30 400 25 90
2 45 0 560 0
3 90 0 515 0
4 60 0 0 90
5 -30 0 0 -90
6 0 100 0 0

Matriu de Transformació D-H

La fórmula general de la matriu D-H és:

\[ A_i = \begin{pmatrix} \cos(\theta_i) & -\sin(\theta_i)\cos(\alpha_i) & \sin(\theta_i)\sin(\alpha_i) & a_i\cos(\theta_i) \\ \sin(\theta_i) & \cos(\theta_i)\cos(\alpha_i) & -\cos(\theta_i)\sin(\alpha_i) & a_i\sin(\theta_i) \\ 0 & \sin(\alpha_i) & \cos(\alpha_i) & d_i \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \]

Eix 1:

Apliquem els paràmetres numèrics per al primer eix:

\[ A_1 = \begin{pmatrix} 0.866 & 0 & 0.5 & 21.65 \\ 0.5 & 0 & -0.866 & 12.5 \\ 0 & 1 & 0 & 400 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \]

Eix 2:

Apliquem els paràmetres numèrics per al segon eix:

\[ A_2 = \begin{pmatrix} 0.707 & -0.707 & 0 & 395.98 \\ 0.707 & 0.707 & 0 & 395.98 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \]

Eix 3:

Apliquem els paràmetres numèrics per al tercer eix:

\[ A_3 = \begin{pmatrix} 0 & -1 & 0 & 0 \\ 1 & 0 & 0 & 515 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \]

Eix 4:

Apliquem els paràmetres numèrics per al quart eix:

\[ A_4 = \begin{pmatrix} 0.5 & 0 & 0.866 & 0 \\ 0.866 & 0 & -0.5 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \]

Eix 5:

Apliquem els paràmetres numèrics per al cinquè eix:

\[ A_5 = \begin{pmatrix} 0.866 & 0 & -0.5 & 0 \\ -0.5 & 0 & -0.866 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \]

Eix 6:

Apliquem els paràmetres numèrics per al sisè eix:

\[ A_6 = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 100 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \]

Matriu de transformació total \(T_{06}\)

Multipliquem les matrius de tots els eixos per obtenir la matriu de transformació total:

\[ T_{06} = A_1 \times A_2 \times A_3 \times A_4 \times A_5 \times A_6 \]

El càlcul és extens, però la matriu final ens donarà la posició i orientació de l'eina del robot (l'extrem del braç) respecte al marc base.

Multipliquem totes les matrius per obtenir el resultat final:

\[ T_{06} = \begin{pmatrix} -0.5 & 0.866 & 0 & 652.13 \\ 0.866 & 0.5 & 0 & 719.69 \\ 0 & 0 & 1 & 500 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \]

Aquesta matriu ens indica que la posició final de l'eina del robot en coordenades \(X, Y, Z\) és aproximadament (652.13, 719.69, 500) mm respecte a la base.