工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸與坐標(biāo)系

第5章工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸與坐標(biāo)系《工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)及應(yīng)用編程技術(shù)》目錄頁(yè)P(yáng)AGEOFCONTENT5.1機(jī)器人單元組成5.2應(yīng)用工具軟件5.3機(jī)器人本體5.4機(jī)器人控制器工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸5.1六軸串聯(lián)型機(jī)器人本體上有6個(gè)可活動(dòng)的關(guān)節(jié)（軸）圖5-1示出了四大家族機(jī)器人：1.

FANUC機(jī)器人的六個(gè)軸定義為：J1，J2，J3，J4，J5，J6軸2.ABB機(jī)器人的六個(gè)軸定義為軸1、軸2、軸3、軸4、軸5和軸6（a）FANUC機(jī)器人（b）ABB機(jī)器人圖5?1四大家族機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸的定義工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸5.13.KUKA機(jī)器人六軸分別定義為Al、A2、A3、A4、A5和A64.YASKAWA六軸定義為S、L、U、R、B、T（c）YASKAWA機(jī)器人（d）KUKA機(jī)器人圖5?1四大家族機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸的定義工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸5.1（1）前三軸稱為基本軸或主軸，用于保證末端執(zhí)行器達(dá)到工作空間的任意位置（2）后三軸稱為腕部軸或次軸，用于實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的任意空間姿態(tài)的控制（3）為了擴(kuò)大機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍，有時(shí)會(huì)給機(jī)器人增加擴(kuò)展軸，形成第7或更多軸，擴(kuò)展軸與本體六個(gè)軸之間可以協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，因此也叫協(xié)調(diào)軸或外部軸圖5-2所示機(jī)座軸（也稱行走軸）、工裝軸（也稱回轉(zhuǎn)軸）都屬于機(jī)器人的外部軸，外部軸的動(dòng)作也通過(guò)機(jī)器人的示教器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)編程示教。圖5?2機(jī)器人外部軸坐標(biāo)系5.2工業(yè)機(jī)器人主要包括四種類(lèi)型的坐標(biāo)系：（1）世界坐標(biāo)系（機(jī)座坐標(biāo)系）（2）關(guān)節(jié)坐標(biāo)系（3）工具坐標(biāo)系（4）用戶（或工件）坐標(biāo)系工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì):根據(jù)不同作業(yè)內(nèi)容、軌跡的要求，在各種坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)圖5-3表示了一個(gè)工業(yè)機(jī)器人本體與外部環(huán)境關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系情況，理解機(jī)器人的各個(gè)坐標(biāo)系的含義，是進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人編程的基礎(chǔ)。圖5?3工業(yè)機(jī)器人常用坐標(biāo)系的空間關(guān)系坐標(biāo)系5.25.2.1.世界坐標(biāo)系世界坐標(biāo)系也即通用坐標(biāo)系，以大地為參考。串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人的世界坐標(biāo)系被固定在空間上的標(biāo)準(zhǔn)直角坐標(biāo)系，也稱為工業(yè)機(jī)器人機(jī)座坐標(biāo)系，是由機(jī)器人開(kāi)發(fā)人員事先確定的標(biāo)準(zhǔn)參考位置。其原點(diǎn)定義在機(jī)器人的安裝面與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)處，X+軸向前，Z+軸向上，Y+軸按右手規(guī)則確定，如圖5-4所示。圖5?4工業(yè)機(jī)器人世界坐標(biāo)系坐標(biāo)系5.25.2.2.關(guān)節(jié)坐標(biāo)系關(guān)節(jié)坐標(biāo)系是設(shè)定在機(jī)器人的關(guān)節(jié)中的坐標(biāo)系。關(guān)節(jié)坐標(biāo)系中的機(jī)器人的位置和姿勢(shì)，以各關(guān)節(jié)的底座側(cè)的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系為基準(zhǔn)而確定。在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下，機(jī)器人各軸均可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)正向或反向運(yùn)動(dòng)。對(duì)于大范圍運(yùn)動(dòng)，且不要求機(jī)器人TCP點(diǎn)姿態(tài)的，可選擇關(guān)節(jié)坐標(biāo)系。圖5-5所示的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的關(guān)節(jié)值，處在所有軸都為0?的狀態(tài)。圖5?5六軸機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系及運(yùn)動(dòng)方向坐標(biāo)系5.25.2.3.機(jī)械接口坐標(biāo)系在機(jī)器人的機(jī)械接口（第六軸手腕法蘭盤(pán)面）中定義的標(biāo)準(zhǔn)直角坐標(biāo)系中，坐標(biāo)系被固定在機(jī)器人所事先確定的位置。工具坐標(biāo)系基于該坐標(biāo)系而設(shè)定。機(jī)械接口坐標(biāo)系的空間位姿（X,Y,Z,W,P,R）在出廠前已經(jīng)標(biāo)定，且不會(huì)因用戶使用而變化，所以機(jī)械接口坐標(biāo)系在機(jī)器人中是一個(gè)固定的坐標(biāo)系。5.2.4.工具坐標(biāo)系（1）工具坐標(biāo)系，是表示工具中心點(diǎn)和工具姿勢(shì)的直角坐標(biāo)系。工業(yè)生產(chǎn)線上，通常在工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器上固定特殊的部件作為工具，如夾具，焊槍等裝置，在這些工具上的某個(gè)固定位置上通常要建立一個(gè)坐標(biāo)系，即工具坐標(biāo)系。坐標(biāo)系5.25.2.4.工具坐標(biāo)系（2）機(jī)器人的軌跡規(guī)劃通常是在添加了上述的工具之后，針對(duì)工具的某一點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃，通常這一點(diǎn)被稱為工具中心點(diǎn)（TCP），TCP英文全稱為T(mén)oolCenterPoint，一般情況下，工具坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是TCP，工具在被安裝在機(jī)器人末端執(zhí)行器上之后，除非人為的改變其安裝位置，否則工具坐標(biāo)系相對(duì)于機(jī)器人末端坐標(biāo)系的關(guān)系是固定不變的（3）正確的工具坐標(biāo)系標(biāo)定對(duì)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃具有重要影響，而且機(jī)器人的工具可能會(huì)針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景需要經(jīng)常更換機(jī)器人的工具坐標(biāo)系，因此一種快速，準(zhǔn)確的機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定方法是迫切需求的。工具坐標(biāo)系通常以TCP為原點(diǎn)，將工具方向取為Ｚ軸。（4）未定義工具坐標(biāo)系時(shí)，將由機(jī)械接口坐標(biāo)系（第六軸法蘭中心點(diǎn)）來(lái)替代該坐標(biāo)系。坐標(biāo)系5.25.2.4.工具坐標(biāo)系（5）工具坐標(biāo)系，由工具中心點(diǎn)的位置（x,y,z）和姿勢(shì)（w,p,r）構(gòu)成。TCP的位置，通過(guò)相對(duì)機(jī)械接口坐標(biāo)系的工具中心點(diǎn)的坐標(biāo)值x、y、z來(lái)定義，如圖5-6所示。工具的姿勢(shì)，通過(guò)機(jī)械接口坐標(biāo)系的X軸、Y軸、Z軸周?chē)幕剞D(zhuǎn)角w、p、r來(lái)定義。工具中心點(diǎn)用來(lái)對(duì)位置數(shù)據(jù)的位置進(jìn)行示教。在進(jìn)行工具的姿勢(shì)控制時(shí)，需要用上工具姿勢(shì)。圖5?6TCP與機(jī)械接口坐標(biāo)系的位置關(guān)系坐標(biāo)系5.25.2.5.用戶坐標(biāo)系在工業(yè)機(jī)器人的使用過(guò)程中，為了方便任務(wù)的完成，一般在操作的工件（或臺(tái)面）上建立一個(gè)工件坐標(biāo)系也稱為用戶坐標(biāo)系，絕大部分的操作定義在用戶坐標(biāo)系上。然而工件的位置可能會(huì)因?yàn)椴僮魅蝿?wù)的不同而改變，通常需要重新建立用戶坐標(biāo)系，并標(biāo)定出用戶坐標(biāo)系相對(duì)于機(jī)器人基坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，因此在實(shí)際的生產(chǎn)中經(jīng)常需要快速實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系的標(biāo)定。工具坐標(biāo)系5.3為了分析工具坐標(biāo)系在工業(yè)機(jī)器人使用過(guò)程中的作用，進(jìn)行如下探索：探索1：研究對(duì)象和參考對(duì)象運(yùn)動(dòng)學(xué)中，在研究物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，需要選定參考對(duì)象和研究對(duì)象思考：機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中做些什么？圖5-7所示的三種典型工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中的參考對(duì)象和研究對(duì)象又會(huì)是什么？（a）弧焊

(b)點(diǎn)焊

(c)搬運(yùn)圖5?7工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用案例工具坐標(biāo)系5.3從機(jī)器人不同應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，機(jī)器人大多是拿著工具（焊槍?zhuān)肿Φ龋┤スぷ髋_(tái)上固定的位置加工工件。我們習(xí)慣性地取靜止的物體為參考對(duì)象，運(yùn)動(dòng)的物體取為研究對(duì)象。因此，這里可以取工具為研究對(duì)象，工作臺(tái)為參考對(duì)象。機(jī)器人實(shí)際上就是建立了工具和工作臺(tái)的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系也稱為位置點(diǎn)位，如圖5-8所示。機(jī)器人為了表達(dá)工具和工作臺(tái)的相對(duì)位置關(guān)系，引入工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系。圖

5?8工具坐標(biāo)系用戶坐標(biāo)系的關(guān)聯(lián)關(guān)系圖工具坐標(biāo)系5.35.3.1.工具坐標(biāo)系作用1.默認(rèn)的工具坐標(biāo)系

一般將法蘭盤(pán)中心定義為工具坐標(biāo)系的原點(diǎn)，法蘭盤(pán)中心指向法蘭盤(pán)定位孔方向定義為+X方向，垂直法蘭向外為+Z方向，最后根據(jù)右手法則即可判定Y方向。新的工具坐標(biāo)系都是相對(duì)默認(rèn)的工具坐標(biāo)系變化得到的，如圖5-9所示。圖5?9機(jī)械接口坐標(biāo)系工具坐標(biāo)系5.35.3.1.工具坐標(biāo)系作用2.TCP，即工具中心點(diǎn)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，機(jī)器人軌跡及速度是指TCP點(diǎn)的軌跡和速度。TCP一般設(shè)置在工具的末端，如：手爪中心，焊絲端部，點(diǎn)焊靜臂前端等等。為了說(shuō)明工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系的作用，我們做如下思考：從探索1中，已經(jīng)知道工具坐標(biāo)系是運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)研究對(duì)象，但是它在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，又起到什么作用呢？以圖5-10（a）為例（1）手爪如何能以最方便的方式調(diào)整姿態(tài)以抓取水平臺(tái)面的上的工件？圖5?10調(diào)整工具姿態(tài)抓取水平臺(tái)面工件工具坐標(biāo)系5.35.3.1.工具坐標(biāo)系作用圖5-11調(diào)整工具位置抓取斜臺(tái)面工件（2）同樣，手爪如何以最方便的方式調(diào)整姿態(tài)以抓取如圖5-11（a）所示的斜面平臺(tái)上的工件呢？推測(cè)：通過(guò)大家的思考，可以得出兩個(gè)推測(cè)：推測(cè)1：若圖5-10中的手爪有一個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，使手爪直接繞著這個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)就可以實(shí)現(xiàn)姿態(tài)調(diào)整。工具坐標(biāo)系5.35.3.1.工具坐標(biāo)系作用②推測(cè)2：若圖5-11中的手爪有一個(gè)與斜面垂直的前進(jìn)方向，就可以直接移動(dòng)過(guò)去了。為了實(shí)現(xiàn)上述兩種情況下工具的快速姿態(tài)調(diào)整，工業(yè)機(jī)器人提供了工具坐標(biāo)系。結(jié)論：建立工具坐標(biāo)系的作用：（1）確定工具的TCP點(diǎn)（即工具中心點(diǎn)），方便調(diào)整工具姿態(tài)。（2）確定工具進(jìn)給方向，方便工具位置調(diào)整。圖5-11調(diào)整工具位置抓取斜臺(tái)面工件工具坐標(biāo)系5.35.3.2.工具坐標(biāo)系特點(diǎn)新的工具坐標(biāo)系是相對(duì)于默認(rèn)的工具坐標(biāo)系變化得到的，新的工具坐標(biāo)系的位置和方向始終同法蘭盤(pán)保持絕對(duì)的位置和姿態(tài)關(guān)系，但在空間上是一直變化的。（1）圖5-12（a）為垂直于法蘭盤(pán)的垂直卡爪，TCP為機(jī)械工具坐標(biāo)系平移即可，無(wú)角度變化。（2）圖5-12（b）為帶弧形的工具，其TCP由機(jī)械工具坐標(biāo)系平移或旋轉(zhuǎn)獲得。兩種形式的TCP均與機(jī)械工具坐標(biāo)系之間存在絕對(duì)位姿關(guān)系。圖5?12不同形狀工具的TCP工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定工具坐標(biāo)系需要在編程前先行設(shè)定。如果未定義工具坐標(biāo)系，將使用默認(rèn)工具坐標(biāo)系。對(duì)于FANUC機(jī)器人，用戶最多可以設(shè)置10個(gè)工具坐標(biāo)系。一般一個(gè)工具對(duì)應(yīng)一個(gè)工具坐標(biāo)系。有三種設(shè)置方法：三點(diǎn)法；六點(diǎn)法；直接輸入法。三點(diǎn)法設(shè)置工具坐標(biāo)系基本方法：設(shè)定工具中心點(diǎn)（工具坐標(biāo)系的x、y、z）。進(jìn)行示教，使參考點(diǎn)1、2、3以不同的姿勢(shì)指向1點(diǎn)，如圖5-13所示。工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定圖5?13三點(diǎn)法TCP標(biāo)定由此，機(jī)器人控制器自動(dòng)計(jì)算TCP的位置。要進(jìn)行正確設(shè)定，應(yīng)盡量使三個(gè)趨近方向各不相同。三點(diǎn)示教法中，只可以設(shè)定工具中心點(diǎn)（x,y,z）。工具姿勢(shì)（w,p,r）中輸入標(biāo)準(zhǔn)值（0,0,0）。在設(shè)定完位置后，以六點(diǎn)示教法或直接示教法來(lái)定義工具姿勢(shì)。工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定三點(diǎn)法設(shè)置操作步驟：（1）依次按鍵操作：【MENU】（菜單）-【SETUP】（設(shè)置）-F1【TYPE】（類(lèi)型）-【Frames】（坐標(biāo)系）進(jìn)入坐標(biāo)系設(shè)置界面；（2）按F3【OTHER】（坐標(biāo)）選擇【ToolFrame】（工具坐標(biāo)系）進(jìn)入工具坐標(biāo)系的設(shè)置界面，見(jiàn)圖5?14；圖5?14步驟二工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定三點(diǎn)法設(shè)置操作步驟：（3）移動(dòng)光標(biāo)到所需設(shè)置的工具坐標(biāo)系號(hào)處，按鍵F2【DETAIL】（詳細(xì)）進(jìn)入詳細(xì)界面，見(jiàn)圖5-15；圖5-15步驟三工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定三點(diǎn)法設(shè)置操作步驟：（4）按F2【METHOD】（方法），見(jiàn)上圖，移動(dòng)光標(biāo)，選擇所用的設(shè)置方法【ThreePoint】（三點(diǎn)法），按【ENTER】（回車(chē)）確認(rèn)，進(jìn)入圖516畫(huà)面；圖5?16步驟四工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定三點(diǎn)法設(shè)置操作步驟：之后對(duì)每個(gè)接近點(diǎn)分三步操作：①調(diào)姿態(tài)；②點(diǎn)對(duì)點(diǎn)；③記錄。（1）記錄接近點(diǎn)1：移動(dòng)光標(biāo)到接近點(diǎn)1（Approachpoint1）；把示教坐標(biāo)切換成世界坐標(biāo)（WORLD）后移動(dòng)機(jī)器人，使工具尖端接觸到基準(zhǔn)點(diǎn)；按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄。（2）記錄接近點(diǎn)2：a.沿世界坐標(biāo)（WORLD）+Z方向移動(dòng)機(jī)器人50mm左右；b.移動(dòng)光標(biāo)到接近點(diǎn)2（Approachpoint2）；c.把示教坐標(biāo)切換成關(guān)節(jié)坐標(biāo)（JOINT），旋轉(zhuǎn)J6軸（法蘭面）至少90度，不要超過(guò)180度；工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定三點(diǎn)法設(shè)置操作步驟：d.把示教坐標(biāo)切換成世界坐標(biāo)（WORLD）后移動(dòng)機(jī)器人，使工具尖端接觸到基準(zhǔn)點(diǎn)；e. 按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄；f. 沿世界坐標(biāo)（WORLD）的+Z方向移動(dòng)機(jī)器人50mm左右。（3）

記錄接近點(diǎn)3：a.移動(dòng)光標(biāo)到接近點(diǎn)3（Approachpoint3）；b.把示教坐標(biāo)切換成關(guān)節(jié)坐標(biāo)（JOINT），旋轉(zhuǎn)J4軸和J5軸，不要超過(guò)90度；c.把示教坐標(biāo)切換成世界坐標(biāo)（WORLD），移動(dòng)機(jī)器人，使工具尖端接觸到基準(zhǔn)點(diǎn)；d.按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄；e.沿世界坐標(biāo)（WORLD）的+Z方向移動(dòng)機(jī)器人50mm左右。工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定三點(diǎn)法設(shè)置操作步驟：（4）

當(dāng)三個(gè)點(diǎn)記錄完成，新的工具坐標(biāo)系被自動(dòng)計(jì)算生成，見(jiàn)圖5-17，三點(diǎn)法標(biāo)定后，工具坐標(biāo)系的X.Y.Z有了確定的值，該值體現(xiàn)了TCP相比于六軸法蘭中心的偏移值。圖5?17三點(diǎn)法標(biāo)定結(jié)果工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定2.六點(diǎn)法原理及設(shè)置步驟（3）在上圖中移動(dòng)光標(biāo)到所需設(shè)置的工具坐標(biāo)號(hào)上，按F2【DETAIL】（詳細(xì)）進(jìn)入圖5-20畫(huà)面；圖5-20步驟三工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定2.六點(diǎn)法原理及設(shè)置步驟（4）按F2【METHOD】（方法）選擇所用的設(shè)置方法【SixPoint（XZ）】（六點(diǎn)法（XZ）），進(jìn)入圖5-21畫(huà)面；圖5?21步驟四工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定2.六點(diǎn)法原理及設(shè)置步驟*注意：記錄工具坐標(biāo)的X和Z方向點(diǎn)時(shí)，可以通過(guò)將所要設(shè)定的工具坐標(biāo)系的X和Z軸平行于世界坐標(biāo)系（WORLD）軸的方向，可以使操作簡(jiǎn)單化。a.移動(dòng)光標(biāo)到接近點(diǎn)1（Approachpoint1）；b.移動(dòng)機(jī)器人使工具尖端接觸到基準(zhǔn)點(diǎn)，并使工具軸平行于世界坐標(biāo)系軸（WORLD）；c.按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄。（1）記錄接近點(diǎn)1：（2）記錄接近點(diǎn)2：沿世界坐標(biāo)（WORLD）+Z方向移動(dòng)機(jī)器人50mm左右；移動(dòng)光標(biāo)到接近點(diǎn)2（Approachpoint2）；工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定2.六點(diǎn)法原理及設(shè)置步驟c.把示教坐標(biāo)切換成關(guān)節(jié)坐標(biāo)（JOINT），旋轉(zhuǎn)J6軸（法蘭面）至少90度，不要超過(guò)180度；d.把示教坐標(biāo)切換成世界坐標(biāo)（WORLD）后移動(dòng)機(jī)器人，使工具尖端接觸到基準(zhǔn)點(diǎn)；e.按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄；f.沿世界坐標(biāo)（WORLD）的+Z方向移動(dòng)機(jī)器人50mm左右。（3）記錄接近點(diǎn)3：

移動(dòng)光標(biāo)到接近點(diǎn)3（Approachpoint3）；把示教坐標(biāo)切換成關(guān)節(jié)坐標(biāo)（JOINT），旋轉(zhuǎn)J4軸和J5軸，不要超過(guò)90度；把示教坐標(biāo)切換成世界坐標(biāo)（WORLD），移動(dòng)機(jī)器人，使工具尖端接觸到基準(zhǔn)點(diǎn)；工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定2.六點(diǎn)法原理及設(shè)置步驟d.按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄；e.沿世界坐標(biāo)（WORLD）的+Z方向移動(dòng)機(jī)器人50mm左右。（4）記錄OrientOriginPoint（坐標(biāo)原點(diǎn)）移動(dòng)光標(biāo)到接近點(diǎn)1（Approachpoint1）；按【SHIFT】+F4【MOVE_TO】(移至)使機(jī)器人回到接近點(diǎn)1；移動(dòng)光標(biāo)到坐標(biāo)原點(diǎn)（OrientOriginPoint）；

按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄。（5）定義+X方向點(diǎn)：移動(dòng)光標(biāo)到X方向點(diǎn)（XDirectionPoint）；把示教坐標(biāo)切換成世界坐標(biāo)（WORLD）；工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定2.六點(diǎn)法原理及設(shè)置步驟c.移動(dòng)機(jī)器人，使工具沿所需要設(shè)定的+X方向至少移動(dòng)250mm；d.按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄。（6）定義+Z方向點(diǎn)：

移動(dòng)光標(biāo)到坐標(biāo)原點(diǎn)（OrientOriginPoint）；按【SHIFT】+F4【MOVE_TO】（移至）使機(jī)器人恢復(fù)到OrientOriginPoint（方向原點(diǎn)）；移動(dòng)光標(biāo)到Z方向點(diǎn)（ZDirectionPoint）；

移動(dòng)機(jī)器人，使工具沿所需要設(shè)定的+Z方向（以世界坐標(biāo)（WORLD）方式）至少移動(dòng)250mm；按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄。工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定2.六點(diǎn)法原理及設(shè)置步驟c.移動(dòng)機(jī)器人，使工具沿所需要設(shè)定的+X方向至少移動(dòng)250mm；d.按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄。（6）定義+Z方向點(diǎn)：

移動(dòng)光標(biāo)到坐標(biāo)原點(diǎn)（OrientOriginPoint）；按【SHIFT】+F4【MOVE_TO】（移至）使機(jī)器人恢復(fù)到OrientOriginPoint（方向原點(diǎn)）；移動(dòng)光標(biāo)到Z方向點(diǎn)（ZDirectionPoint）；

移動(dòng)機(jī)器人，使工具沿所需要設(shè)定的+Z方向（以世界坐標(biāo)（WORLD）方式）至少移動(dòng)250mm；按【SHIFT】+F5【RECORD】（記錄）記錄。工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定2.六點(diǎn)法原理及設(shè)置步驟

當(dāng)六個(gè)點(diǎn)記錄完成，新的工具坐標(biāo)系被自動(dòng)計(jì)算生成，以弧焊工具為例得到的TCP坐標(biāo)數(shù)據(jù)如圖5?22所示，坐標(biāo)在空間的情況如圖5?23所示。該TCP相比于六軸法蘭中心既有平移又有旋轉(zhuǎn)，符合弧焊工具TCP的實(shí)際情況；圖5?22六點(diǎn)法標(biāo)定結(jié)果圖5?23弧焊工具六點(diǎn)法標(biāo)定結(jié)果工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定3.方法三：直接輸入法設(shè)置步驟：（1）依次按鍵操作：MENU（菜單）--【SETUP】（設(shè)置）--F1【TYPE】（類(lèi)型）--Frames（坐標(biāo)系）進(jìn)入坐標(biāo)系設(shè)置界面，見(jiàn)圖5-24；圖5-24步驟一工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定3.直接輸入法設(shè)置步驟：（2）按F3【OTHER】（坐標(biāo)）選擇【ToolFrame】（工具坐標(biāo)系）進(jìn)入工具坐標(biāo)系的設(shè)置界面，見(jiàn)圖5-25；圖5-25步驟二工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定3.直接輸入法設(shè)置步驟：圖5-26步驟三（3）在上圖中移動(dòng)光標(biāo)到所需設(shè)置的工具坐標(biāo)號(hào)上，按鍵F2【DETAIL】（詳細(xì)）進(jìn)入詳細(xì)界面，見(jiàn)圖5-26工具坐標(biāo)系5.35.3.3.工具坐標(biāo)系的標(biāo)定3.直接輸入法設(shè)置步驟：圖5-27步驟四（4）按F2【METHOD】（方法），見(jiàn)上圖，移動(dòng)光標(biāo),選擇所用的設(shè)置方法DirectEntry（直接輸入法），按【ENTER】（回車(chē)）確認(rèn)，進(jìn)入圖5-27；（5）移動(dòng)光標(biāo)到相應(yīng)的項(xiàng),用數(shù)字鍵輸入值,按【ENTER】（回車(chē)）鍵確認(rèn)，重復(fù)步驟5，完成所有項(xiàng)輸入。工具坐標(biāo)系5.35.3.4.工具坐標(biāo)系激活1.方法一步驟圖5?28步驟一（1）按【PREV】（前一頁(yè)）鍵回到圖5-28畫(huà)面；（2）按F5【SETIND】（切換），屏幕中出現(xiàn)：Enterframenumber：（輸入坐標(biāo)系編號(hào)：）（如圖5-29）；圖5-29步驟二（3）用數(shù)字鍵輸入所需激活的工具坐標(biāo)系號(hào)，按【ENTER】（回車(chē)）鍵確認(rèn)；屏幕中將顯示被激活的工具坐標(biāo)系號(hào)，即當(dāng)前有效工具坐標(biāo)系號(hào)見(jiàn)圖5-30。圖5?30步驟三工具坐標(biāo)系5.35.3.4.工具坐標(biāo)系激活圖5-31工具坐標(biāo)系激活方法2.方法二步驟：（1）按【SHIFT】+【COORD】鍵，彈出黃色對(duì)話框（如圖5-31所示）；（2）把光標(biāo)移到Tool（工具）行，用數(shù)字鍵輸入所要激活的工具坐標(biāo)系號(hào)。工具坐標(biāo)系5.35.3.5.工具坐標(biāo)系檢驗(yàn)：具體步驟如下：（1）將機(jī)器人的示教坐標(biāo)系通過(guò)【COORD】鍵切換成工具（TOOL）坐標(biāo)系，如下圖；（2）示教機(jī)器人分別沿X，Y，Z方向運(yùn)動(dòng)，檢查工具坐標(biāo)系的方向設(shè)定是否符合要求，按鍵組合如下圖。

1.檢驗(yàn)X，Y，Z方向工具坐標(biāo)系5.35.3.5.工具坐標(biāo)系檢驗(yàn)：（1）將機(jī)器人的示教坐標(biāo)系通過(guò)【COORD】鍵切換成世界坐標(biāo)系，如下圖；（2）移動(dòng)機(jī)器人對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，示教機(jī)器人繞X，Y，Z軸旋轉(zhuǎn)，檢查T(mén)CP點(diǎn)的位置是否符合要求，按鍵組合如下圖。2.檢驗(yàn)TCP位置*注意：以上檢驗(yàn)如偏差不符合要求，則重復(fù)設(shè)置步驟。用戶坐標(biāo)系5.4定義：默認(rèn)的用戶坐標(biāo)系：默認(rèn)的用戶坐標(biāo)系User0和WORLD坐標(biāo)系重合。新的用戶思考：從探索1中，我們已經(jīng)知道用戶坐標(biāo)系是運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)參考對(duì)象，但是它在探索3：用戶坐標(biāo)系作用坐標(biāo)系都是基于默認(rèn)的用戶坐標(biāo)系變化得到的。實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，又起到了什么作用呢？以下五個(gè)工件放置在工作臺(tái)上，機(jī)器人該如何最快得完成每個(gè)工件抓取點(diǎn)位的調(diào)試？水平工作臺(tái)面用戶坐標(biāo)系5.4推測(cè)：從圖三可以看出，不管使用默認(rèn)的用戶坐標(biāo)系User0還是WORLD坐標(biāo)系，都順利地完成點(diǎn)位的調(diào)試。探索3：用戶坐標(biāo)系作用補(bǔ)充：

圖三用戶坐標(biāo)系5.4推測(cè)：從圖四可以看出，如果使用默認(rèn)的用戶坐標(biāo)系User0或者WORLD坐標(biāo)系將很難探索3：用戶坐標(biāo)系作用圖四-傾斜的工作面對(duì)每個(gè)工件位置進(jìn)行調(diào)試，但如果存在某個(gè)坐標(biāo)系的兩個(gè)方向正好平行于工作臺(tái)面的話，那就方便多了。補(bǔ)充：

用戶坐標(biāo)系5.45.4.1.用戶坐標(biāo)系作用（1）確定參考坐標(biāo)系；（2）確定工作臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)方向，方便調(diào)試。新的用戶坐標(biāo)系是根據(jù)默認(rèn)的用戶坐標(biāo)系User0變化得到的，新的用戶坐標(biāo)系的位置和姿態(tài)相對(duì)空間是不變化的。5.4.2.用戶坐標(biāo)系特點(diǎn)5.4.3.用戶坐標(biāo)系的標(biāo)定用戶坐標(biāo)系是用戶對(duì)每個(gè)作業(yè)空間進(jìn)行定義的笛卡爾坐標(biāo)系。

最多可以設(shè)置9個(gè)用戶坐標(biāo)系。用戶坐標(biāo)系5.45.4.3.用戶坐標(biāo)系的標(biāo)定設(shè)置方法：

三點(diǎn)法

四點(diǎn)法

直接輸入法1.方法一：三點(diǎn)法設(shè)置步驟：（1）

依次按鍵操作：【MENU】（菜單）-【SETUP】（設(shè)置）-F1【TYPE】（類(lèi)型）-【Frames】（坐標(biāo)系）進(jìn)入坐標(biāo)系設(shè)置界面，見(jiàn)圖5-34；圖

5?34步驟一

用戶坐標(biāo)系5.45.4.3.用戶坐標(biāo)系的標(biāo)定（2）按F3【OTHER】（坐標(biāo)）選擇【UserFrame】（用戶坐標(biāo)系），見(jiàn)右圖5-35，進(jìn)入用戶坐標(biāo)系的設(shè)置界面；（3）移動(dòng)光標(biāo)至需要設(shè)置的用戶坐標(biāo)系，如圖5-36，按F2【DETAIL】（詳細(xì)）進(jìn)入設(shè)置畫(huà)面；圖

5?35步驟二圖5?36步驟三用戶坐標(biāo)系5.45.4.3.用戶坐標(biāo)系的標(biāo)定（4）按F2【METHOD】（方法），見(jiàn)圖5-37；（5）移動(dòng)光標(biāo)，選擇所用的設(shè)置方法【ThreePoint】（三點(diǎn)法），按【ENTER】（回車(chē)）確認(rèn),進(jìn)入具體設(shè)置畫(huà)面，見(jiàn)圖5-38；圖5-37步驟四圖5?38步驟五用戶坐標(biāo)系5.45.4.3.用戶坐標(biāo)系的標(biāo)定（6）記錄OrientOriginPoint（坐標(biāo)原點(diǎn)）a.光標(biāo)移至OrientOriginPoint（坐標(biāo)原點(diǎn)），按【SHIFT】+F5【RECORD】記錄。b.當(dāng)記錄完成，UNINIT（未初始化）變成RECORDED（已記錄），見(jiàn)圖5-39：圖5-39步驟六用戶坐標(biāo)系5.45.4.3.用戶坐標(biāo)系的標(biāo)定（7）將機(jī)器人的示教坐標(biāo)切換成世界(WORLD)坐標(biāo)；（8）記錄X方向點(diǎn)：a.示教機(jī)器人沿用戶自己需要的+X方向至少移動(dòng)250mm；b.光標(biāo)移至XDirectionPoint（X軸方向）行，按【SHIFT】+F5【RECORD】記錄；c.記錄完成，UNINIT（未初始化）變?yōu)镽ECORDED（已記錄）；d.移動(dòng)光標(biāo)到OrientOriginPoint（坐標(biāo)原點(diǎn)）；e.按【SHIFT】+【F4MOVE_TO】使示教點(diǎn)回到OrientOriginPoint（坐標(biāo)原點(diǎn)）。（9）記錄Y方向點(diǎn)：a.示教機(jī)器人沿用戶自己需要的+Y方向至少移動(dòng)250mm；b.光標(biāo)移至YDirectionPoint（Y軸方向）行，按【SHIFT】+F5【RECORD】記錄；c.記錄完成，UNINIT（未初始化）變?yōu)閁SED（已使用）；用戶坐標(biāo)系5.45.4.3.用戶坐標(biāo)系的標(biāo)定d.移動(dòng)光標(biāo)到OrientOriginPoint（坐標(biāo)原點(diǎn)）；e.按【SHIFT】+【F4MOVE_TO】（移至）使示教點(diǎn)回到OrientOriginPoint（坐標(biāo)原點(diǎn)）。所有步驟完成后，查看用戶坐標(biāo)系標(biāo)定結(jié)果，如圖5-40所示。圖5?40用戶坐標(biāo)系標(biāo)定結(jié)果用戶坐標(biāo)系5.45.4.4.激活用戶坐標(biāo)系1.方法一步驟：（1） 按【PREV】(前一頁(yè))鍵回到圖5-41所示畫(huà)面；（2）按F5【SETIND】（切換），屏幕中出現(xiàn)：Enterframenumber：（輸入坐標(biāo)系編號(hào)：），見(jiàn)圖5-42；圖5-41步驟一圖5?42步驟二用戶坐標(biāo)系5.45.4.4.激活用戶坐標(biāo)系（3）用數(shù)字鍵輸入所需激活用戶坐標(biāo)系號(hào)，按【ENTER】（回車(chē)）鍵確認(rèn)，如圖5-43；（4）屏幕中將顯示被激活的用戶坐標(biāo)系號(hào)，即當(dāng)前有效用戶坐標(biāo)系號(hào)，如圖544所示；圖5-43步驟三圖5?44步驟四

用戶坐標(biāo)系5.45.4.4.激活用戶坐標(biāo)系2.方法二步驟：圖5-45步驟一（1）按【SHIFT】+【COORD】鍵，彈出黃色對(duì)話框，如圖5-45所示；（2）把光標(biāo)移到USER(用