RoboDK TwinTrack
RoboDK TwinTrack 可让您用机器人轻松模仿和重放人类动作，实现快速可靠的自动化。您可以手动教授机器人要遵循的路径，就像您用手手动执行生产操作一样，您可以用机器人跟踪和重放这些路径。
RoboDK TwinTrack 提供了一种通过演示教授机器人的新方法，可用于喷涂、抛光、去毛刺、点胶、焊接等多种制造应用...
使用TwinTrack 等示教方法的一个优势是，您可以用您的机器人模拟生产操作，机器人会重现相同的动作。这种机器人编程方法不需要使用3D 模型。也不需要操作员使用计算机。这将为您节省大量时间，让您可以更快地开始机器人编程。
RoboDK TwinTrack 需要一个 6D 测量系统和一个手持式测头或手持式制造工具，让您可以用手模仿制造操作。
RoboDK 支持来自 50 个不同机器人制造商的 600 多个机器人。这意味着您可以对RoboDK 支持的任何机械臂进行编程。您还可以创建自己的机器人和机械装置。
利用 TwinTrack 和 RoboDK 校准工具，您可以创建高精度的机器人程序。使用良好的测量系统，位置精度可达 0.150 毫米。精度水平在很大程度上取决于机器人的质量和尺寸。通过使用 RoboDK 校准工具，您可以精确地创建数字孪生程序。
视频：RoboDK TwinTrack 简介：https://youtu.be/hFHZKQNVXrM?t=30。
使用 TwinTrack 工具需要安装 RoboDK TwinTrack 插件，并拥有受支持的测量系统。
确保具备以下条件
1.一个或多个工业机械臂。
2.支持的测量系统（6 DOF）。支持的测量系统包括
a.HTC Vive 追踪器（SteamVR）
b.全套虚拟现实套件（SteamVR）
c. 具有 6 DOF 功能的激光跟踪器，支持 RoboDK 驱动器
d.Creaform C-Track
e.OptiTrack 摄像机系统（建议使用 4 台 PrimeX13 以获得最佳精确度）
注：TwinTrack 许可证不包括兼容的测量系统。RoboDK 不生产也不销售测量系统。
重要提示：HTC Vive 追踪器或虚拟现实基站并非为精确度而设计。使用激光跟踪仪等适当的计量系统可获得最佳精度结果。
1.必须安装 RoboDK 软件，并获得相应的TwinTrack 许可证。
2.如果要自动运行机器人程序，您需要为机器人控制器配备兼容的机器人驱动器。
3.安装TwinTrack RoboDK插件：
a.下载TwinTrack插件（.rdkp 文件）。
b.双击文件安装插件，并在RoboDK 中打开。
c. 如果看不到 TwinTrack 菜单：选择工具➔ 插件管理器，然后双击TwinTrack，即可在右上角看到TwinTrack 菜单。
注意：RoboDK插件需要启用插件管理器。打开 TwinTrack rdkp 文件时，应自动加载该插件。如果不是这样，请参阅插件管理器文档。
注：TwinTrack 菜单和工具栏应自动显示，如图所示。您可以通过选择工具➔ 附加组件管理器并双击附加组件的启用标签来显示或隐藏 TwinTrack 附加组件（或其他附加组件）。
本节将指导您完成配置 SteamVR 的步骤。您可以使用带有跟踪器的定制工具，用手模仿制造操作，这样机器人就能重现相同的动作。
RoboDK TwinTrack 支持虚拟现实系统和 SteamVR 支持的所有追踪器，包括从 v1 到 v3 的 HTC Vive 追踪器。
注：HTC Vive 追踪器是使用 RoboDK TwinTrack 最经济实惠的解决方案。一套包含两个跟踪器和 2 个 Valve Index 基站的完整系统的成本不到 2000 美元。跟踪器可连接到定制探头或工具上，以模拟手工制造操作。
重要提示：虽然您可以将 HTC Vive 跟踪器用于工业用途，以模拟机器人并对其进行编程，但该系统最初是为游戏目的而设计的，并不具有精确性。如果您希望获得精确的结果，则应使用激光跟踪器等更精确的测量系统。
重要提示：截至 2024 年 4 月，RoboDK 提供了独立的 SteamVR 安装，无需安装 Steam 和编辑 SteamVR 配置文件：https://robodk.com/downloads/private/SteamVR-TwinTrack-v1.27.5.zip。如果您使用的是独立版本，则可跳至步骤 #4。
请按照以下步骤为您的 SteamVR 系统配置 TwinTrack：
1.如果尚未安装Steam，可能需要创建一个 Steam 账户。
2.安装 SteamVR，这是一个Steam 扩展插件，可添加对虚拟现实和6D 跟踪的支持。
3.如果您没有虚拟现实头盔或不需要它，请按照以下步骤移除它：
a.使用文本编辑器编辑以下文件：
C:/Program Files (x86)/Steam\steamapps\common\SteamVR\drivers\null\resources\settings
default.vrsettings
并设置
"enable": true, （默认为false）
b.使用文本编辑器编辑以下文件：
C:/Program Files (x86)/Steam\steamapps\common\SteamVR\resources\settings\
default.vrsettings
并设置
"requireHmd": false, （默认为 true）
"forcedDriver"："null"，（默认为空""）
"activateMultipleDrivers": true, （默认为 false）
关闭SteamVR 并再次打开。
4.打开 SteamVR 并按照说明设置系统。如果不使用 VR 头显，可以接受所有默认设置。
5.将跟踪器配对为探测器：
a.按住跟踪器上的电源按钮 2 秒钟打开跟踪器（未配对的跟踪器指示灯应为蓝色）
b.打开菜单➔设备➔配对控制器
c. 选择选项：HTC ViveTracker。追踪器应自动配对，追踪器指示灯应变为绿色。
要删除链接，可按住电源按钮 2 秒钟，指示灯应变成蓝色（可能会闪烁）。
重要：您需要为每个要跟踪的跟踪器插入一个 USB 无线电接收器。
6.将跟踪器角色设置为 "手持"。
a.选择 SteamVR 菜单➔设置
b.选择控制器
c. 选择管理跟踪器
d.Set Tracker Role➔手持式
e.设置为任意手（默认）
7.自定义控制器绑定
a.选择 SteamVR➔设置
b.设置高级设置➔显示
c. 选择控制器
d.选择显示旧绑定用户界面
e.选择 RoboDK
f. 选择 "当前控制器 "并将其设置为 "手持 Vive 追踪器"（除非已经设置）。
g.在当前绑定中选择编辑
h.你应该能看到跟踪器的默认绑定。
提示：在教授目标和点时，可以禁用以下 2 个选项以获得最佳性能：选择工具➔ 选项➔ 其他，然后取消选中"等待渲染更新 "和 "显示所有 VR 对象"。
要使用 TwinTrack 系统，您需要在 RoboDK 中加载机器人，并连接机器人和测量系统。我们可以选择通过添加物体和工具的 3D 模型来建立单元模型。这将有助于防止碰撞。
8.装载机器人：
a.选择文件➔ 打开在线图书馆。在线图书馆将显示在 RoboDK 中。
b.使用过滤器查找您的机器人。
c. 选择 "下载"，在 RoboDK 工作站中自动加载机器人。
d.或者，直接从在线图书馆（https://robodk.com/library）下载机器人文件，然后用 RoboDK 打开文件（.robot 文件）。
9.连接测量系统：
a.将测量系统连接到电脑。
b.选择 "连接 "并连接至测量系统。确保所需软件也已安装。根据您使用的测量系统，可能需要修改跟踪器的 IP 地址。
10. 连接机器人：
a.选择连接➔连接机器人。
b.输入机器人 IP 和端口。
c. 选择连接。
注： 某些机器人控制器需要按照特定设置或特定软件选项进行操作。更多信息请参阅机器人驱动器部分。
本节将指导您校准机器人和测头。此步骤只需进行一次，但对获得良好的精度结果非常重要。
在开始校准之前，建议加载电池的 3D 模型。这将帮助您在校准过程中自动避免碰撞。如果没有每个组件的三维模型，您只需加载平面方框和球体来代表您不想进入的区域。
本节介绍如何使用 RoboDK TwinTrack 和测量系统自动校准机器人。当您离线生成程序或使用 RoboDK中的 TwinTrack 示教工具生成程序时，机器人校准可将机器人精度提高到 0.150 mm（精度水平高度取决于机器人的质量和尺寸）。
建议在构建机器人单元或进行重大修改（如更改工具的有效载荷）后执行机器人校准。这有助于获得最佳精度。
在开始校准之前，您可以在 RoboDK 中为单元建模，以自动避免碰撞。您可以使用平面或立方体等基本几何形状来避免不必要的区域。您还可以限制机器人的关节空间。
您可以选择TwinTrack➔ 校准机器人，启动机器人校准程序。
该操作将指导您校准机器人，包括自动生成用于校准和验证的点。RoboDK 可以自动生成跟踪器可见的点。
机器人校准程序需要进行约 200 次测量。首先要在机器人的原点附近进行一些测量
一旦设置准备就绪，与机器人的通信也已正常建立，校准过程将耗时 15-30 分钟。
该系统不需要特殊的夹具或附件，只需根据跟踪器基准跟踪工具的位置。
如果因为目标不可见而错过一些测量，也没有关系。
注： 有关如何校准机器人的详细信息，请参阅机器人校准程序。
重要的是要正确校准探针的针尖，确保其精度在所需公差范围内。
校准探针针尖的方法是将针尖绕静态点移动。
选择TwinTrack➔ Calibrate/Validate Probe Tip 开始工具校准。
在本例中，由于我们使用的是 Creaform HandyProbe，因此可以使用 Creaform VXElements 软件校准探头，并使用 RoboDK 进行验证。
要验证探针的针尖，您只需在静态点周围移动，RoboDK 就会显示精度。
注： Creaform HandPROBE 或 Leica T-Probe 等某些测头可在工具顶端提供虚拟测头，因此无需校准。
提示：您可以选择 TwinTrack➔ Export CSV Measurements（导出 CSV 测量值）来记录测量值。
您可以在没有真实机器人的情况下使用示教功能。这意味着，在使用真正的机器人之前，您可以仅使用测量系统离线模拟机器人并为其编程。
您只需要一个具有明确坐标系的零件作为参考。
准备好测量系统和工件后，可以按照以下步骤定义测量设备的坐标系：
1.右键单击零件的坐标系（或所连接夹具的坐标系）。
2.选择更新测量参考。
3.按照屏幕上的说明，教授定义坐标系的 3 个点：原点、X+ 上的一点和 Y+ 上的一点。
测量系统将相应更新，然后您就可以继续教授点、曲线或其他坐标系了。
使用 RoboDK TwinTrack，您可以通过探头示教点手动创建机器人目标。
您可以通过选择TwinTrack➔ Teach Targets（目标示教）来启动目标示教模式。默认情况下，TwinTrack 工具栏中也有此按钮。
RoboDK 可根据您手的位置实时计算并显示机器人的位置。您可以轻松查看机器人可以到达的区域。
提示：更改 TCP 的方向可改变 RoboDK 选择的机器人默认方向。
使用 "创建目标 "选项，您每按一次按钮，就会教授一个目标。一旦您想创建一个程序，就可以按下探针的第二个按钮，RoboDK 就会模拟程序：
● 第一个按钮：教授目标。
● 第二个按钮：在 RoboDK 中创建并模拟程序。
● 按住第二个按钮：在机器人上运行程序。
视频：如何使用 RoboDK TwinTrack 创建目标：https://youtu.be/xiFEHs1GMdg?t=28。
注：可通过选择TwinTrack➔ 设置来更改进场距离以及进场和运行速度等其他设置。
使用 RoboDK TwinTrack，您可以用测头手动创建机器人路径或曲线。
您可以通过选择TwinTrack➔ Teach Curves（示教曲线）来启动示教目标模式。默认情况下，TwinTrack 工具栏中也有此按钮。
RoboDK 可根据您手的位置实时计算并显示机器人的位置。您可以轻松查看机器人可以到达的区域。
按住测头的第一个按钮，即可创建曲线。一旦要创建程序，您可以按下探头的第二个按钮，RoboDK 就会创建并模拟程序：
● 按住第一个按钮：教授曲线/路径。
● 第二个按钮：在 RoboDK 中创建并模拟程序。
● 按住第二个按钮：在机器人上运行程序。
视频：如何使用 RoboDK TwinTrack 创建曲线：https://youtu.be/_Tu4dj88Vv4?t=44。
注：可通过选择TwinTrack➔ Settings 更改运行速度和其他设置，如程序名称模式。
使用 RoboDK TwinTrack，您可以探测和定位坐标系（或参考坐标系），从而定位机器人工作区中的物体。
右键点击坐标系，选择 "探测参考"。
提示： 如果没有自定义参考坐标系，请务必添加一个新的参考坐标系连接到机器人底座上（选择程序➔添加参考坐标系）。
然后，您应按以下顺序探究 3 点：
1.原点的第一点。
2.沿着正X 轴的第二个点。
3.沿着正Y 轴的第三个点。
通过正确设置坐标系，您可以对机器人进行远程编程。例如，如果您有一个正确定义的夹具，当您想为一个新部件编程时，您只需在办公室或家里就可以完成，甚至无需靠近机器人。
视频：如何使用 RoboDK TwinTrack 创建坐标系：https://youtu.be/IP2UMXQk-nY?t=32。
如果测量系统支持同时跟踪多个物体，则可以在移动物体上创建曲线、目标和坐标系。操作步骤与静态物体相同。
主要区别在于需要实时跟踪移动物体（使用跟踪器或反射目标）。例如，如果使用 Creaform C-Track 测量系统，则应在零件参考部分指定模型，并将其链接到所代表的坐标系。
需要在 RoboDK 中定义坐标系和对象的正确依赖关系，这样您就可以定义相对于移动目标的新坐标系。
这种零件编程方法可能不如静态零件编程准确。
注：建议缩短取样时间，以获得更准确的结果。
视频：如何使用 Creaform HandyPROBE 教授运动曲线：https://youtu.be/EcIcLnLeOm8?t=28。
本节介绍 TwinTrack 设置，通过这些设置可以更好地自定义 TwinTrack 操作的默认行为。
选择 TwinTrack➔ 设置，打开下图所示的设置窗口。
其中，您可以更改用于显示手持设备和参考坐标系的默认名称。您还可以自定义进场速度和进场距离。
提示： 将接近距离设置为 0 毫米，可禁用接近运动。这对喷涂或检测应用非常有用。
小贴士为获得最佳精度，可将采样时间增加到 500 毫秒或 1000 毫秒。如果增加采样时间，请确保缓慢移动。
提示： 如果手持式测头没有任何按钮，则可以使用 "按键记录 "部分中定义的键盘快捷键。
校准机器人后，我们需要确保生成过滤程序或考虑校准机器人参数，以确保利用机器人校准的优势。
在校准后，我们应遵循以下一种且仅一种方法对机器人进行精确编程：
1.使用 RoboDK 离线编程生成精确程序（生成的程序已过滤）。为获得最佳精度结果，建议使用此离线编程选项。
2.校准机器人控制器参数（如链路长度、DH-DHM 参数和/或主控参数）。
使用 RoboDK 校准机器人后，我们可以选择激活精确运动学，方法是右击机器人并选择使用精确运动学。
如果精度处于活动状态，我们将看到一个绿点；如果精度处于非活动状态，我们将看到一个红点。
建议使用此选项，以获得最佳精度结果。在 RoboDK 中激活机器人精度选项后，RoboDK 生成的所有程序都将自动过滤。这意味着，所有笛卡尔坐标都将稍作修改，以补偿机器人的误差。
如果您打算将机器人用于机器人加工、根据 NC 文件对机器人进行编程或使用 RoboDK 支持的任何 CAD/CAM 插件，这是最适合的选项。
重要提示：在生成程序时，请确保程序的第一个动作是关节动作，以保证准确性。
重要：生成程序后，请确保不要更改机器人配置。
注意：应确保工具中心点 (TCP) 和参考坐标系已在 RoboDK 中校准和定义（与过滤前实际设置中的值相匹配）。
机器人校准后，您可以在参数菜单中访问校准参数。某些机器人控制器允许修改某些机器人参数。
注意：RoboDK 使用 Denatit-Hartenberg 修改约定。确保使用所有选定/校准参数。
重要提示： 更新机器人控制器参数时，应确保不会生成过滤程序。
RoboDK 提供了一些校准参考坐标系和工具坐标系的实用程序。可分别从实用工具➔ 校准参考坐标系和实用工具➔ 校准工具坐标系访问这些工具。
要校准参考坐标系或未自动校准的工具（也分别称为用户坐标系和 TCP），我们需要一些接触 3 个或更多点的机器人配置，这些机器人配置可以是关节值或笛卡尔坐标（在某些情况下带有方向数据）。建议使用关节值而不是笛卡尔坐标，因为这样更容易在 RoboDK 中检查真实的机器人配置（将机器人关节复制粘贴到 RoboDK 主屏幕上）。
重要提示： 在校准机器人时，强烈建议使用关节值而不是笛卡尔坐标。如果我们使用关节值，机器人的精度就会被考虑在内，从而更准确地示教 TCP。
选择实用工具➔ 校准工具，使用 RoboDK 校准 TCP。我们可以根据需要使用不同方向的任意多个点。点越多、方向变化越大越好，因为我们将获得更好的 TCP 估计值，以及对 TCP 误差的良好估计。
注：更多信息请参见小贴士部分。
选择实用工具➔ 校准参考坐标系来校准参考坐标系。可以使用不同的方法设置参考坐标系。在图中的示例中，参考坐标系由三个点定义：点 1 和点 2 定义 X 轴方向，点 3 定义 Y 轴正方向。
重要： 建议在校准参考坐标系之前使用关节目标并激活机器人精度，因为机器人手臂的精度将有助于更好地定义参考坐标系。
注：有关参考坐标系校准的更多信息，请参阅提示部分。
本节将介绍如何制作定制的 TwinTrack 探头，通过演示对机器人进行教学。定制探头可让您的机器人模仿人类教授的制造操作。
通过以下硬件组件清单，您可以构建与 RoboDK TwinTrack 配合使用的定制测头。
1.一个 HTC Vive Tracker（支持任何版本，建议使用 3.0）：亚马逊上的 HTC Vive Tracker 3。预计售价：200 欧元。
2.两个 Valve Index 基站。实际上，只要与相应的 HTV Vive 追踪器兼容，任何版本都可以使用。亚马逊上的 Valve 基站。预计价格：两台均为 500 欧元。
3.两个三脚架，用于阀门基站。亚马逊上有样品。预计价格：100 欧元。
4.一个雷尼绍红宝石球，长 40 毫米，直径 4 毫米。如 A-5003-0060。估计价格：80 欧元。
5.两个按钮开关，一个红色，一个绿色，直径 12 毫米。按下按钮通电（闭合电路），松开按钮断电（开路）：亚马逊上的产品示例。估计价格：15 欧元。
6.三个弹簧加载 pogo 销 0856-0-15-20-82-14-11-0（3 件）。样品来自 DigiKey .估计价格： 20 欧元。
7.连接开关的电线（少于 1 米）。在亚马逊上订购样品。估计价格：25 欧元。
8.一颗¼-20 x 1 "内六角扣头螺钉：亚马逊上样品。估计价格：10 欧元。
9.五个3D 打印部件：主体、探针支架、顶部探针、跟踪器连接器和连接器帽。您可以在这里下载制作 TwinTrack 探头所需的 3D 打印部件。TwinTrack 探头的 3D 打印部件也可在GrabCad 和Thinginverse 上找到。
本节介绍如何组装 RoboDK TwinTrack 的探头。您将需要上一节所述的制作探针所需的部件。您还需要一个烙铁套件。
按照以下步骤组装探头：
1.按以下步骤组装连接器，并将印好的部件粘在一起。
2.如下图所示，将电线安装在主体内部，并穿过顶盖。请注意，接地线连接到两个开关上。
3.将电线连接到开关上。两对电线应穿过开关螺母。此外，红色开关的电线应穿过顶部部分。然后焊接开关（按顺序）。
重要：在焊接电线之前，不要忘记将螺母开关穿过电缆和上部。
4.将连接器焊接到正确的导线上。确保将电缆放在正确的连接器上。
5.如下图所示组装探针的其余部分。
