工業機器人常用的六種座標系

工業機器人常用的六種座標系

1。

基座標系

基座標系是以機器人安裝基座為基

準、用來描述機器人本體運動的直角座標系。

任何機器人都離不開基座標系，也是機器人

TCP

在三維空間運動空間所必須的基本座標系（面對機器人前後：

X

軸 ，左右：

Y

軸， 上下：

Z

軸）。座標系遵守右手準則：

2. 大地座標系

大地座標系：大地座標系是以大地作為參考的直角座標系。在多個機器人聯動的和帶有外軸的機器人會用到，

90%

的大地座標系與基座標系是重合的。但是在以下兩種情況大地座標系與基座標系不重合：

（

1

）機器人倒裝。

如

下圖

3

所示

，倒裝機器人的基座標與大地座標

Z

軸的方向是相反，機器人可以倒過來，但是大地卻不可以倒過來。

Fig。3 6

軸機器人大地座標系

（

2）帶外部軸的機器人。如

下圖

4所示

，大地座標系固定好位置，而基座標系卻可以隨著機器人整體的移動而移動。

圖

4

大地座標系

3. 工具座標系

什麼是工具座標系

工具座標系：固定在工具

（法蘭、裝在法蘭上的工具）上的座標系

特點：相對與機械手法蘭中心不變。

工具座標系原點（

TCP）：機械手運動中心點。

機器人

TCP 是（TOOL CENTER POINT），是指機器人安裝的工具工作點。

為什麼要建立工具座標系

機械手在出廠時都有一個預設的工具座標系

Tool 0：位置在法蘭中心。但機械手實際運動中往往會在法蘭中心安裝吸盤、焊槍、氣缸等工具。此時若機械手運動中心依然在法蘭中心，會造成很大的不便。因此根據實際情況去示教需要的工具座標系就顯得必要。

工具座標系：是以工具中心點作為零點，機器人的軌跡參照工具中心點，不再是機器人手腕中心點

Tool0（如圖

5

）了，而是新的工具中心點（如圖

6

）。

例如：焊接的時候，我們所使用的工具是焊槍，所以可把工具座標移植為焊槍的頂點。而用吸盤吸工件時使用的是吸盤，所以我們可以把工具座標移植為吸盤的表面（如

下圖

7所示

）。

工具座標系可採用

N（N

＞＝

4）

點法確定：機器人

TCP

透過

N

種不同姿態同某定點相接觸，得出多組解，透過計算得出當前

TCP

（

Tool Central Point

，中文叫做工具中心點

）

與工具安裝法蘭中心點

（tool0）

的相應位置，座標系方向與

tool0

一致。

Fig。8 工具座標系標定

4。

工件座標系

工件座標系：工件座標系是以工件為基準的直角座標系，可用來描述

TCP

運動的座標系。

Fig。9

工件座標系

充分利用工件座標系能讓我們程式設計達到事半功倍的效果。

例如：機器人加工工件

1

，軌跡程式設計已經編好，另外有工件

2

，軌跡不需要重複程式設計只要把工件座標系

1

改為工件座標系

2

即可。

Fig。10

不同工件座標系

工件座標系用來確定工件的位姿，它由工件原點與座標方位組成。工件座標系可採用三點法確定：點

X1

與點

X2

連線組成

X

軸，透過點

Y1

向

X

軸作的垂直線為

Y

軸，

Z

軸方向以右手定則確定。

Fig。11

確定工件座標系的方法

5

。

關節座標系

關節座標系是設定在機器人關節中的座標系，它是每個軸相對其原點位置的絕對角度。

Fig。12

機器人關節座標系

6。

使用者座標系

使用者座標系是使用者對每個作業空間進行自定義的直角座標系，它用於位置暫存器的示教和執行、位置補償指令的執行等。在沒有定義的時候，將由大地座標系來替代該座標系。