1.1.3 工业机器人坐标系

坐标系从一个称为原点的固定点通过轴定义平面或空间。机器人目标和位置通过沿坐标系轴的测量来定位。

1．基坐标系

基坐标系在机器人基座中有相应的零点，这使固定安装的机器人的移动具有可预测性。因此它对于将机器人从一个位置移动到另一个位置很有帮助。基坐标系如图1-7所示。

在正常配置的机器人系统中，当站在机器人的前方并在基坐标系中微动控制，将控制杆拉向自己一方时，机器人将沿X轴移动；向两侧移动控制杆时，机器人将沿Y轴移动。扭动控制杆，机器人将沿Z轴移动。

2．大地坐标系

大地坐标系在工作单元或工作站中的固定位置有其相应的零点。这有助于处理若干个机器人或由外轴移动的机器人，如图1-8所示。

在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是一致的。

3．工具坐标系

工具坐标系将工具中心点设为零位。它会由此定义工具的位置和方向。工具坐标系经常被缩写为TCPF（Tool Center Point Frame），而工具坐标系中心缩写为TCP（Tool Center Point），如图1-9所示。

执行程序时，机器人就是将TCP移至编程位置。这意味着，如果要更改工具（以及工具坐标系），机器人的移动将随之更改，以便新的TCP到达目标。

所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系，该坐标系被称为tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移值。

4．工件坐标系

工件坐标系对应工件，它定义工件相对于大地坐标系（或其他坐标系）的位置。

工件坐标系必须定义于两个框架：用户框架（与大地基座相关）和工件框架（与用户框架相关），如图1-10所示。

机器人可以拥有若干工件坐标系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。

对机器人进行编程就是在工件坐标系中创建目标和路径。这带来很多优点：

1）重新定位工作站中的工件时，只需更改工件坐标系的位置，所有路径将即刻随之更新。

2）允许操作以外轴或传送导轨移动的工件，因为整个工件可连同其路径一起移动。