工業機器人(rén)常用的(de)六種坐标系

1. 基坐标系

基坐标系是(shì)以(yǐ)機器人(rén)安裝基座爲(wéi / wèi)基準、用來(lái)描述機器人(rén)本體運動的(de)直角坐标系。

任何機器人(rén)都離不(bù)開基坐标系，也(yě)是(shì)機器人(rén)TCP在(zài)三維空間運動空間所必須的(de)基本坐标系（面對機器人(rén)前後：X軸 ，左右：Y軸， 上(shàng)下：Z軸）。坐标系遵守右手準則：

Fig.1 右手準則坐标系

Fig.2 6軸機器人(rén)基座标系

2. 大(dà)地(dì / de)坐标系

大(dà)地(dì / de)坐标系：大(dà)地(dì / de)坐标系是(shì)以(yǐ)大(dà)地(dì / de)作爲(wéi / wèi)參考的(de)直角坐标系。在(zài)多個(gè)機器人(rén)聯動的(de)和(hé / huò)帶有外軸的(de)機器人(rén)會用到(dào)，90%的(de)大(dà)地(dì / de)坐标系與基坐标系是(shì)重合的(de)。但是(shì)在(zài)以(yǐ)下兩種情況大(dà)地(dì / de)坐标系與基坐标系不(bù)重合：

（1）機器人(rén)倒裝。

如下圖3所示，倒裝機器人(rén)的(de)基坐标與大(dà)地(dì / de)坐标Z軸的(de)方向是(shì)相反，機器人(rén)可以(yǐ)倒過來(lái)，但是(shì)大(dà)地(dì / de)卻不(bù)可以(yǐ)倒過來(lái)。

Fig.3 6軸機器人(rén)大(dà)地(dì / de)坐标系

（2）帶外部軸的(de)機器人(rén)。如下圖4所示，大(dà)地(dì / de)坐标系固定好位置，而(ér)基坐标系卻可以(yǐ)随着機器人(rén)整體的(de)移動而(ér)移動。

圖4 大(dà)地(dì / de)坐标系

3. 工具坐标系

什麽是(shì)工具坐标系

工具坐标系：固定在(zài)工具(法蘭、裝在(zài)法蘭上(shàng)的(de)工具)上(shàng)的(de)坐标系

特點：相對與機械手法蘭中心不(bù)變。

工具坐标系原點（TCP）：機械手運動中心點。

機器人(rén)TCP 是(shì)（TOOL CENTER POINT)，是(shì)指機器人(rén)安裝的(de)工具工作點。

爲(wéi / wèi)什麽要(yào / yāo)建立工具坐标系

機械手在(zài)出(chū)廠時(shí)都有一(yī / yì ／yí)個(gè)默認的(de)工具坐标系Tool 0：位置在(zài)法蘭中心。但機械手實際運動中往往會在(zài)法蘭中心安裝吸盤、焊槍、氣缸等工具。此時(shí)若機械手運動中心依然在(zài)法蘭中心，會造成很大(dà)的(de)不(bù)便。因此根據實際情況去示教需要(yào / yāo)的(de)工具坐标系就(jiù)顯得必要(yào / yāo)。

工具坐标系：是(shì)以(yǐ)工具中心點作爲(wéi / wèi)零點，機器人(rén)的(de)軌迹參照工具中心點，不(bù)再是(shì)機器人(rén)手腕中心點Tool0（如圖5）了(le／liǎo)，而(ér)是(shì)新的(de)工具中心點（如圖6）。

Fig.5 工具坐标系

Fig.6 新工具坐标系

例如：焊接的(de)時(shí)候，我們所使用的(de)工具是(shì)焊槍，所以(yǐ)可把工具坐标移植爲(wéi / wèi)焊槍的(de)頂點。而(ér)用吸盤吸工件時(shí)使用的(de)是(shì)吸盤，所以(yǐ)我們可以(yǐ)把工具坐标移植爲(wéi / wèi)吸盤的(de)表面（如下圖7所示）。

Fig.7 安裝不(bù)同用途工具-工具坐标系

工具坐标系可采用N(N＞＝4)點法确定：機器人(rén)TCP通過N種不(bù)同姿态同某定點相接觸，得出(chū)多組解，通過計算得出(chū)當前TCP（Tool Central Point，中文叫做工具中心點）與工具安裝法蘭中心點(tool0)的(de)相應位置，坐标系方向與tool0一(yī / yì ／yí)緻。

Fig.8 工具坐标系标定

4. 工件坐标系

工件坐标系：工件坐标系是(shì)以(yǐ)工件爲(wéi / wèi)基準的(de)直角坐标系，可用來(lái)描述TCP運動的(de)坐标系。

Fig.9 工件坐标系

充分利用工件坐标系能讓我們編程達到(dào)事半功倍的(de)效果。

例如：機器人(rén)加工工件1，軌迹編程已經編好，另外有工件2，軌迹不(bù)需要(yào / yāo)重複編程隻要(yào / yāo)把工件坐标系1改爲(wéi / wèi)工件坐标系2即可。

Fig.10 不(bù)同工件坐标系

　　工件坐标系用來(lái)确定工件的(de)位姿，它由工件原點與坐标方位組成。工件坐标系可采用三點法确定：點X1與點X2連線組成X軸，通過點 Y1向X軸作的(de)垂直線爲(wéi / wèi)Y軸，Z軸方向以(yǐ)右手定則确定。

Fig.11确定工件坐标系的(de)方法

5. 關節坐标系

　　關節坐标系是(shì)設定在(zài)機器人(rén)關節中的(de)坐标系，它是(shì)每個(gè)軸相對其原點位置的(de)絕對角度。

Fig.12 機器人(rén)關節坐标系

6. 用戶坐标系

　　用戶坐标系是(shì)用戶對每個(gè)作業空間進行自定義的(de)直角坐标系，它用于(yú)位置寄存器的(de)示教和(hé / huò)執行、位置補償指令的(de)執行等。在(zài)沒有定義的(de)時(shí)候，将由大(dà)地(dì / de)坐标系來(lái)替代該坐标系。

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