工业机器人常用的六种坐标系
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。
如下图3所示,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。
Fig.36轴机器人大地坐标系(2)带外部轴的机器人。如下图4所示,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。
图4大地坐标系3.工具坐标系什么是工具坐标系工具坐标系:固定在工具(法兰、装在法兰上的工具)上的坐标系
特点:相对与机械手法兰中心不变。
工具坐标系原点(TCP):机械手运动中心点。
机器人TCP是(TOOLCENTERPOINT),是指机器人安装的工具工作点。
为什么要建立工具坐标系机械手在出厂时都有一个默认的工具坐标系Tool0:位置在法兰中心。但机械手实际运动中往往会在法兰中心安装吸盘、焊枪、气缸等工具。此时若机械手运动中心依然在法兰中心,会造成很大的不便。因此根据实际情况去示教需要的工具坐标系就显得必要。
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5)了,而是新的工具中心点(如图6)。例如:焊接的时候,我们所使用的工具是焊枪,所以可把工具坐标移植为焊枪的顶点。而用吸盘吸工件时使用的是吸盘,所以我们可以把工具坐标移植为吸盘的表面(如下图7所示)。工具坐标系可采用N(N>=4)点法确定:机器人TCP通过N种不同姿态同某定点相接触,得出多组解,通过计算得出当前TCP(ToolCentralPoint,中文叫做工具中心点)与工具安装法兰中心点(tool0)的相应位置,坐标系方向与tool0一致。
Fig.8工具坐标系标定4.工件坐标系
工件坐标系:工件坐标系是以工件为基准的直角坐标系,可用来描述TCP运动的坐标系。
Fig.9工件坐标系充分利用工件坐标系能让我们编程达到事半功倍的效果。
例如:机器人加工工件1,轨迹编程已经编好,另外有工件2,轨迹不需要重复编程只要把工件坐标系1改为工件坐标系2即可。
Fig.10不同工件坐标系工件坐标系用来确定工件的位姿,它由工件原点与坐标方位组成。工件坐标系可采用三点法确定:点X1与点X2连线组成X轴,通过点Y1向X轴作的垂直线为Y轴,Z轴方向以右手定则确定。
Fig.11确定工件坐标系的方法5.关节坐标系
关节坐标系是设定在机器人关节中的坐标系,它是每个轴相对其原点位置的绝对角度。
Fig.12机器人关节坐标系6.用户坐标系
用户坐标系是用户对每个作业空间进行自定义的直角坐标系,它用于位置寄存器的示教和执行、位置补偿指令的执行等。在没有定义的时候,将由大地坐标系来替代该坐标系。
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