工业机器人现场编程-工具坐标系测量原理-课件

⼯业机器⼈的⼯具坐标系、⼯件坐标系、世界坐标系标定第3章机器⼈的坐标系及标定机器⼈的坐标系是机器⼈操作和编程的基础。

⽆论是操作机器⼈运动，还是对机器⼈进⾏编程，都需要⾸先选定合适的坐标系。

机器⼈的坐标系分为关节坐标系、机器⼈坐标系、⼯具坐标系、世界坐标系和⼯件坐标系。

通过本章的内容，掌握这⼏种坐标系的含义其标定⽅法。

3.1 实验设备六⾃由度机器⼈3.2 机器⼈的坐标系对机器⼈进⾏轴操作时，可以使⽤以下⼏种坐标系：（1）关节坐标系—ACS（Axis Coordinate System）关节坐标系是以各轴机械零点为原点所建⽴的纯旋转的坐标系。

机器⼈的各个关节可以独⽴的旋转，也可以⼀起联动。

（2）机器⼈（运动学）坐标系—KCS（Kinematic Coordinate System）机器⼈（运动学）坐标系是⽤来对机器⼈进⾏正逆运动学建模的坐标系，它是机器⼈的基础笛卡尔坐标系，也可以称为机器⼈基础坐标系或运动学坐标系，机器⼈⼯具末端（TCP）在该坐标系下可以进⾏沿坐标系X轴、Y轴、Z轴的移动运动，以及绕坐标系轴X轴、Y轴、Z轴的旋转运动。

（3）⼯具坐标系—TCS（Tool Coordinate System）将机器⼈腕部法兰盘所持⼯具的有效⽅向作为⼯具坐标系Z轴，并把⼯具坐标系的原点定义在⼯具的尖端点（或中⼼点）TCP（TOOL CENTER POINT）。

但当机器⼈末端未安装⼯具时，⼯具坐标系建⽴在机器⼈的法兰盘端⾯中⼼点上，Z轴⽅向垂直于法兰盘端⾯指向法兰⾯的前⽅。

当机器⼈运动时，随着⼯具尖端点（TCP）的运动，⼯具坐标系也随之运动。

⽤户可以选择在⼯具坐标系下进⾏⽰教运动。

TCS坐标系下的⽰教运动包括沿⼯具坐标系的X轴、Y轴、Z轴的移动运动，以及绕⼯具坐标系轴X轴、Y轴、Z轴的旋转运动。

（4）世界坐标系—WCS（World Coordinate System）世界坐标系是空间笛卡尔坐标系。

运动学坐标系和⼯件坐标系的建⽴都是参照世界坐标系建⽴的。

工业机器人现场编程工具坐标系在工业自动化领域，机器人编程已经成为一项至关重要的任务。

而工具坐标系作为机器人编程的核心概念之一，对于机器人的精确运动控制具有决定性的影响。

本文将探讨工业机器人现场编程工具坐标系的相关问题。

一、工具坐标系的定义与重要性工具坐标系是机器人编程中用来描述工具位置和姿态的参考框架。

它规定了工具中心点（TCP）在机器人坐标系中的位置，以及工具的姿态（方向）。

工具坐标系是实现机器人精确运动的关键因素，它可以帮助我们确定工具在空间中的位置和姿态，从而确保机器人准确无误地执行预设的轨迹。

二、现场编程工具坐标系的方法在现场编程中，设置工具坐标系的方法主要有以下几种：1、手动设定工具坐标系：通过手动操作机器人，使其工具中心点与已知的固定点对齐，从而设置工具坐标系。

此方法适用于简单、重复性高的任务，但精度相对较低。

2、传感器辅助设定工具坐标系：利用外部传感器（如激光传感器、视觉传感器等）来识别物体特征，根据特征信息确定工具中心点位置和姿态，从而设置工具坐标系。

这种方法精度较高，但需要额外的传感器设备和处理传感器数据的计算能力。

3、算法自动学习工具坐标系：通过给机器人预设轨迹，利用运动学和机器学习算法自动学习工具中心点位置和姿态，从而设置工具坐标系。

此方法适用于未知环境下的自适应控制，但需要具备一定的算法知识和计算资源。

三、现场编程工具坐标系的实践案例以某汽车制造厂为例，该厂采用ABB工业机器人进行自动化生产线改造。

在生产线中，机器人需要完成物料抓取、装配、焊接等任务。

为了确保机器人的精确运动控制，工程师采用了传感器辅助设定工具坐标系的方法。

他们使用激光传感器来识别物料特征，并根据特征信息确定工具中心点的位置和姿态。

通过这种方法，他们成功地提高了机器人的工作效率和准确性。

四、总结在工业机器人现场编程中，工具坐标系是实现精确运动控制的关键因素。

了解并掌握工具坐标系的设置方法对于提高生产效率和质量具有重要意义。