工业机器人技术基础课件(最全)

基坐标系
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1 机器人坐工标业系机器人坐标系
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用户坐标系（工件坐标系）:
用于描述各个物体或工位的方位的需要。用户常常在自
z
己关心的平面建立自己的坐标系，以方便示教。
作用：
方便示教；
无工具参数
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工具坐标系
1 机器人坐工标业系机器人坐标系
工具坐标系: 建立工具坐标系方法：
直接输入法 三点法（工具末端对一固定点示教三个不同姿态的点） 五点法（工具末端对一固定点示教五个不同姿态的点）
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1 机器人坐标系
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关节坐标系主要描述各关节相对于标定零点的绝对位置，旋转轴常 用°表示，线性轴的常用mm描述。 作用：
单轴点动：单轴示教机器人，常用于调试时验证关节的旋转方向、 软限位；
2 机器人位姿变换
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工业机器人技术基础（2）
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汇川技术
2016年12月
目录
1 机器人坐标系 2 机器人位姿变换 3 机器人运动学 4 机器人动力学 5 机器人性能指标
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px a
p
py
b
1pz
c w
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2 机器人位姿变换
坐标轴方向的描述：
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i、j、k分别是直角坐标系中x、y、Z坐标轴的单位向量。若用齐次坐标来描述x、y、z轴的方向，则
y
基于用户坐标系的点位，方便生产线复制，减少调试工 作量；
离线仿真软件提取的基于定义坐标系轨迹控制点，可直 接用于实际程序中，只需定义匹配的用户坐标系
y
xz y
x z
x
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1 机器人坐工标业系机器人坐标系
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工具坐标系: 在未加工具参数时，工具坐标系在机器人末端的法兰盘上，但
方向与基座坐标系不同。如右上图所示。
安装工具后，需加入工具参数，可以看作在机器人末端连杆的 延长，此时工具坐标系为表示新的工况需向末端延长，形成新的坐 标系。如右下图所示。
在示教时，也可以沿着工具坐标系的X、Y、Z轴平行的方向平 移，也可以末端不动绕工具坐标系的X、Y、Z轴转动。
三点法
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五点法
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工具坐标系
2 机器人位姿变换
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机器人点的位置描述： 在选定的直角坐标系{A},空间任一点P的位置可用3×1的位置矢量AP表示
点的位置描述
px
A
p
py
X 1 0 0 0T Y 0 1 0 0T Z 0 0 1 0T
(4×1)列阵[a b c o]T中第四个元素为零，且a2+b2+c2=1，则表示某轴(某矢量)的方向； (4x1)列阵[a b c w]T中第四个元素不为零，则表示空间某点的位置。
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解除机器人奇异位置，当机器人出现奇异报警时，只能在关节坐标 系下通过单轴点动解除奇异报警；
轴正负极限报警：只能在关节坐标系下通过单轴点动解除正负超限 报警；
关节坐标系下的坐标值均为机器人关节的绝对位置，方便用户调试 点位时观察机器人的绝对位置，避免机器人出现极限位置或奇异位置
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右图就处于a）的奇异状态，直角下示教会报警。
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直角坐标系
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1 机器人坐工标业系机器人坐标系
机器人系统 关节坐标系
两者关系？？？
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1 机器人坐标系
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在分析机器人时会牵涉诸多坐标系，一些是操作者不须关心的，另外一些却是和工艺相 关的。常见的坐标系有： ➢ 关节坐标系 ➢ 基座坐标系 ➢ 工具坐标系 ➢ 用户坐标系
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关节坐标系
1 机器人坐工标业系机器人基础知识
直角坐标系:
直角坐标系，包括很多种，但我们常常狭隘的将基座坐标系 称为直角坐标系。
直角坐标系的Z轴即第一轴的Z轴，X轴为回零后的正前方 ，Y轴由右手定则确定。原点随着df参数的大小上下变动。
直角坐标系下，用户可控制机器人末端沿坐标系任一方 向移动或旋转，常用于现场点位示教。
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机器人 末端
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右手定则
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直角坐标系
1 机器人坐工标业系机器人基础知识
（2）直角坐标系 由于轨迹为空间插补，所以会遇到指定的位置和姿态不
能到达，即奇异现象。 常见的奇异有：
a）4、6轴共线附件，即5轴角度0附件。 b）2、3、5轴关节坐标系原点接近共线，即已经到达工作范 围边界。 c） 5轴关节坐标系原点在Z轴正上方附近。
pz
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2 机器人位姿变换
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齐次坐标： 如用四个数组成(4×1)列阵
px
p
pyБайду номын сангаас
1pz
表示三维空间直角坐标系{A}中点p，则列阵[px py pz 1]T称为三维空间点p的齐次坐标。