工业机器人工具坐标系的设置.pdf

工业机器人工具坐标系的设置是实现机器人精确运动控制的基础，涉及坐标系的种类、设置意义、不同设置方法的特点及适用场合，以及具体的设置步骤。 工业机器人坐标系主要包括关节坐标系、世界坐标系、工具坐标系和用户坐标系。关节坐标系用于描述机器人各个关节的运动和位置关系；世界坐标系通常是一个全局的、固定不变的坐标系，用于参照机器人与周围环境的位置关系；工具坐标系（Tool Center Point, TCP）是用来定义机器人末端执行器的工具位置和姿态的坐标系；用户坐标系则是针对特殊任务和应用，由用户定义的坐标系。 在工业实际应用中，机器人末端执行器可能会更换不同的工具，或者由于碰撞、变形等原因导致工具坐标系发生变化。为了保证机器人的精确运动控制，必须根据实际需要重新设置工具坐标系。设置新的工具坐标系时，需要考虑工具的位置与角度变化，以便能够建立与新工具相对应的位姿描述。 设置工具坐标系的方法有三种：直接输入法、三点法和六点法。直接输入法适用于已知新工具坐标系具体值的情况；三点法适用于工具中心点位置改变但姿态未变的情况，即仅进行平移变换；而六点法适用于工具中心点位置和姿态均发生变化的情况，即同时涉及平移和旋转变换。 在FANUC工业机器人的应用中，工具坐标系的设置对于精确控制末端执行器的运动至关重要。默认情况下，末端执行器的中心位置和工具姿态以法兰盘中心为原点，一般设置在末端执行器的中心。新工具坐标系相对于默认的工具坐标系可能需要经过移动和旋转来得到，但无论怎样变化，新的工具坐标系始终保持与法兰盘的绝对位置和姿态关系。 例如，搬运机器人使用真空吸盘作为工具时，新的工具坐标系的原点设定在吸盘接触面上，如果相对于默认工具坐标系的位置在某轴方向上发生了偏移，可以通过三点标定法或修改相应轴的坐标值来建立新的工具坐标系。而在涂胶机器人使用胶枪作为工具时，可能需要采用六点法来建立新的工具坐标系，因为涂胶工具的中心点位置和姿态可能都发生了变化。 总结起来，工业机器人工具坐标系的设置对于实现机器人的精确控制具有重要的作用，它涉及到机器人末端执行器工具的更换、位置与姿态的准确描述。通过学习和使用不同设置方法，可以有效地对机器人进行调试，确保其运动控制的精确性和高效性。随着工业机器人在各个领域的应用不断扩展，对工具坐标系设置方法的理解和掌握显得尤为重要。