下载文档原格式
机器人的运动轴和坐标系概述机器人的运动轴和坐标系是机器人系统中的重要概念。
机器人通过运动轴控制自身的运动，并通过坐标系来描述和规划任务中的各个位置和方向。
本文将介绍机器人系统中常见的运动轴类型和常用的坐标系。
运动轴关节运动轴关节运动轴是机器人系统中最常见的一种运动轴类型。
它是由关节驱动器控制的旋转或者转动运动。
关节运动轴通常用于工业机器人中，例如6轴工业机器人。
旋转关节运动轴旋转关节运动轴使机器人的动作类似于人的手臂，可以在各个关节上进行旋转运动。
这种类型的运动轴广泛应用于工业生产线，如焊接、装配等。
平移关节运动轴平移关节运动轴使机器人可以沿着某个轴线上下平移运动。
这种类型的运动轴一般用于需要上下移动的操作，如搬运和装卸。
直线运动轴直线运动轴使机器人能够沿直线轨迹进行移动。
它通常由线性导轨和电机驱动器组成，使机器人的运动更加精准和灵活。
直线运动轴广泛应用于需要精密定位的任务，如数控加工、激光切割等。
柔性运动轴柔性运动轴是指可以进行柔性调整形状的运动轴。
它通过使用弹性元件或软管来实现灵活的形变。
柔性运动轴常用于需要进行复杂路径和形状移动任务的场合，例如机器人手指和灵巧手的设计。
坐标系机器人基座坐标系机器人基座坐标系是机器人系统中最常见的坐标系之一。
它通常以机器人的基座为原点建立，用来描述机器人的位置和方向。
机器人的所有其他坐标系都是相对于基座坐标系来定义的。
世界坐标系世界坐标系是机器人系统中使用的全局坐标系。
它通常以工作场地的某个固定点为原点建立，用于描述机器人在工作场地中的位置和方向。
世界坐标系可以作为参考坐标系，用于描述机器人在工作场地中的绝对位置。
工具坐标系工具坐标系是机器人系统中的一种相对坐标系，通常用于描述机器人末端执行器（例如夹具、工具）的位置和方向。
工具坐标系通常通过标定和测量得到，可以根据具体任务的需求进行调整和校准。
关节坐标系关节坐标系是机器人系统中用于描述机器人各个关节的位置和方向的坐标系。
工业机器人运动轴与坐标系的确定1. 引言工业机器人是一种用于自动化生产的设备，它能够执行各种任务，如搬运、组装、焊接等。
在工业机器人的运动控制中，运动轴和坐标系的确定是非常重要的一步。
本文将详细介绍工业机器人运动轴和坐标系的概念、确定方法以及其在工业机器人控制中的应用。
2. 工业机器人运动轴工业机器人通常由多个运动轴组成，每个运动轴都可以实现某种特定的转动或平移运动。
常见的工业机器人通常包括6个自由度，即6个独立控制的运动轴。
2.1 旋转轴旋转轴允许工业机器人在一个平面内进行旋转运动。
常见的旋转轴有A、B、C三个，分别对应于绕X、Y、Z三个坐标轴旋转。
2.2 平移轴平移轴允许工业机器人在一个平面内进行平移运动。
常见的平移轴有X、Y、Z三个，分别对应于沿X、Y、Z三个坐标轴的平移。
3. 工业机器人坐标系工业机器人坐标系是用来描述工业机器人运动状态和位置的数学模型。
在工业机器人控制中，通常使用基座标系和工具座标系来描述机器人的位置和姿态。
3.1 基座标系基座标系是工业机器人运动轴的参考坐标系，通常由机器人控制系统定义。
基座标系通常与固定参考物体或地面相连，用于确定机器人起始位置以及运动轴的相对关系。
3.2 工具座标系工具座标系是用来描述工业机器人末端执行器（如夹爪、焊枪等）的位置和姿态。
它是一个相对于基座标系移动的坐标系，通常由用户定义并通过传感器测量得到。
4. 工业机器人运动轴与坐标系的确定方法在实际应用中，确定工业机器人运动轴和坐标系通常需要进行以下步骤：4.1 坐标系统校准首先需要进行坐标系统校准，确保基座标系与实际场景中固定参考物体或地面对齐。
这可以通过使用测量工具和传感器进行测量和校准来实现。
4.2 运动轴的定义根据机器人的结构和运动方式，确定每个运动轴的定义。
通常需要考虑机器人的自由度、旋转方向以及坐标系间的转换关系。
4.3 坐标系转换在确定了运动轴的定义后，需要建立运动轴与坐标系之间的转换关系。
机器人4大坐标系讲解
机器人的坐标系，你知道多少？真的会使用坐标系吗？下面我来带你来剖析机器人的坐标系吧！（以ABB机器人举例说明）
1. 基坐标系
基坐标系是以机器人安装基座为基
准、用来描述机器人本体运动的直角坐标系。
任何机器人都离不开基坐标系，也是机器人TCP在三维空间运动空间所必须的基本坐标系（面对机器人前后：X轴，左右：Y轴，上下：Z轴）。
坐标系遵守右手准则：
2. 大地坐标系
大地坐标系：大地坐标系是以大地作为参考的直角坐标系。
在多个机器人联动的和带有外轴的机器人会用到，90%的大地坐标系与基坐标系是重合的。
但是在以下两种情况大地坐标系与基坐标系不重合：
（1）机器人倒装。
如图1-0，倒装机器人的基坐标与大地坐标Z轴的方向是相反，机器人可以倒过来，但是大地却不可以倒过来。
（2）带外部轴的机器人。
如图1-1，大地坐标系固定好位置，而基坐标系却可以随着机器人整体的移动而移动。
3. 工具坐标系
工具坐标系：是以工具中心点作为零点，机器人的轨迹参照工具中心点，不再是机器人手腕中心点Tool0（如图1-2）了，而是新的工具中心点（如图1-3）。
机器人常用的坐标系机器人是一种自动化机械设备，具有无人值守、精度高、效率高等优点，广泛应用于工业制造、军事、医疗等领域。
在机器人的运动控制中，坐标系是一个非常重要的概念，不同的坐标系具有不同的特点和应用，下面将介绍机器人常用的坐标系。
笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系是最为常用的坐标系之一，使用三个互相垂直的轴线（X、Y、Z）描述物体的位置和姿态。
该坐标系以物体的质心为原点，X轴正方向指向右侧，Y轴正方向指向前方，Z轴正方向指向上方。
笛卡尔坐标系适用于描述机器人的绝对位置，对机器人工作空间的描述较为精确。
极坐标系极坐标系也称为柱面坐标系，使用两个参数（半径r和极角θ）描述物体的位置和姿态。
该坐标系以物体的质心为原点，在平面内定义一个极坐标系，半径r表示物体到原点的距离，极角θ表示物体到X轴正方向的旋转角度。
极坐标系适用于描述机器人的相对位置，且具有较好的旋转性能，在一些特定的应用中可以取代笛卡尔坐标系。
欧拉角坐标系欧拉角坐标系是使用三个角度（俯仰角、偏航角、横滚角）描述物体的绝对方位和姿态。
该坐标系以物体的姿态（方向）为原点，其中俯仰角表示物体在Y轴（XZ平面）上的旋转角度，偏航角表示物体在Z 轴（XY平面）上的旋转角度，横滚角表示物体在X轴上的旋转角度。
欧拉角坐标系适用于描述机器人在工作过程中的姿态变化。
四元数坐标系四元数坐标系是一种超复数形式的坐标系，使用四个参数（实部+三个虚部）描述物体的方向和姿态。
该坐标系以物体的姿态为原点，其中实部表示物体在该方向上的放大倍数，三个虚部表示物体围绕该方向上的旋转情况。
四元数坐标系适用于描述机器人运动过程中的转动变化，具有计算复杂度低、适用范围广等优点。
总结以上是机器人常用的坐标系，它们各具特点，可根据具体应用选择合适的坐标系。
在机器人的运动控制中，坐标系是机器人的位置和姿态的基本描述方式，熟练掌握坐标系的应用可以提高机器人运动的精度和效率。
一、工业机器人简介工业机器人是一种多功能的自动化设备，它可以根据预先设定的程序完成各种生产任务，如组装产品、搬运材料等。
工业机器人通常由机械臂、控制器、传感器等部件组成，能够在工业生产中发挥重要作用。
二、工业机器人的坐标系1. 机器人的坐标系是指用来描述机器人工作空间和姿态的一种坐标系统。
常见的工业机器人坐标系包括笛卡尔坐标系、关节坐标系等。
2. 笛卡尔坐标系是以机器人基座为原点建立的，通常采用三维直角坐标系描述机器人末端执行器的位置和姿态，对于需要精确控制位置和方向的任务非常适用。
3. 关节坐标系是以机器人的关节为原点建立的坐标系，通过描述每个关节的角度来确定机器人末端执行器的位置和姿态，适用于需要精确控制关节角度的任务。
三、工业机器人的运动命名原则1. 工业机器人的运动命名原则是指描述机器人运动状态和轨迹的命名规范。
根据国际标准和通用约定，常见的工业机器人运动命名原则包括PPT、PPP、PTP等。
2. PPT是指“点到点”运动，即机器人从一个位置移动到另一个位置，并在目标位置停止。
PPT运动适用于需要精确定位的任务，如焊接、喷涂等。
3. PPP是指“点到点到点”运动，即机器人从一个位置开始，经过一个中间点，最终到达目标位置。
PPP运动适用于需要避障或柔性轨迹控制的任务，如装配、搬运等。
4. PTP是指“点到点”运动，即机器人根据指定的关节角度从一个姿态移动到另一个姿态，并在目标姿态停止。
PTP运动适用于需要精确控制关节角度的任务，如加工、抓取等。
四、结论工业机器人的坐标系和运动命名原则是工业机器人控制和编程中的重要概念，对于工业机器人的精确控制和应用具有重要意义。
正确理解和掌握工业机器人的坐标系和运动命名原则，能够有效提高工业机器人的工作效率和生产质量，推动工业自动化的发展。
五、工业机器人的坐标系和运动命名原则在工业生产中的应用工业机器人的坐标系和运动命名原则在工业生产中起着至关重要的作用。
机器人轴坐标系正负方向判定方法简介在机器人系统中，轴坐标系是一种常用的坐标系统，用于描述机器人的运动。
轴坐标系一般由三个轴线构成，分别为X轴、Y轴和Z轴。
机器人轴坐标系的正负方向判定方法主要是确定每个轴线上的正方向和负方向，以便准确描述机器人的运动方向和位置。
X轴的正负方向判定方法X轴是机器人坐标系中的一个轴线，它通常垂直于地面，并且与机器人手臂的运动方向相一致。
对于大部分机器人系统而言，X轴的正方向通常沿着机器人手臂的外伸方向，而负方向沿机器人手臂的内收方向。
例如，对于一个工业机器人系统，通常将机器人的基座固定在地面上，手臂伸出的方向称为X轴的正方向，手臂收回的方向称为X轴的负方向。
Y轴的正负方向判定方法Y轴是机器人坐标系中的另一个轴线，它通常与X轴垂直，并且垂直于地面。
Y轴的正方向通常与机器人手臂伸出的方向垂直，并且在手臂伸出方向的左侧，负方向则在手臂伸出方向的右侧。
对于一个工业机器人系统，当手臂伸出时，Y轴的正方向通常指向机器人的左侧，负方向则指向机器人的右侧。
Z轴的正负方向判定方法Z轴是机器人坐标系中的第三个轴线，它通常与X轴和Y轴所在的平面垂直，垂直于地面。
Z轴的正方向通常沿着机器人手臂的竖直向上方向，负方向则沿着机器人手臂的竖直向下方向。
以一个工业机器人系统为例，当机器人手臂伸直时，Z轴的正方向指向机器人手臂的顶部，负方向则指向机器人手臂的底部。
坐标系变换时的正负方向判定方法在机器人系统中，有时需要进行坐标系的变换，将一个坐标点从一个坐标系中的位置转换到另一个坐标系中。
在这种情况下，需要根据两个坐标系之间的关系来确定坐标轴的正负方向。
通常情况下，坐标系变换遵循右手法则。
右手法则规定，将右手的大拇指指向正方向，其余四指弯曲，则四指指向的方向即为负方向。
例如，如果需要将一个点从机器人坐标系变换到世界坐标系，可以使用以下步骤确定正负方向：1.用右手的大拇指指向机器人坐标系的X轴正方向，并将四指弯曲，四指指向的方向即为世界坐标系的X轴正方向。
