工业机器人常用坐标系介绍
5.2.2任务52工业机器人工具坐标系
任务考核
考核项目
考核内容
要求及评分标准
配分 成绩
示教器设置
工业机器人坐标系包括哪些？
（10）如图所示，操控机器人使工具参考 点以点4的姿态从固定点移动到工具TCP的 +X方向。
如图所示，单击“修改位置”。
背景知识
（11）如图所示，操控机器人使工具参考 点以点4的姿态从固定点移动到工具TCP的 +Z方向。
如图所示，单击“修改位置”；
背景知识
(12) 如图所示，单击“确定”完成位置 修改。
任务目标
1）熟知 ——机器人坐标系的种类及定义; 2）熟知 ——工具坐标系定义及优点； 3）运用 ——工具坐标系的设定方法。
任务引入
在了解机器人系统坐标系的分类及其 定义的基础上，认知工具坐标 tooldata，理解其含义，掌握工具坐 标系的标定方法。
背景知识
认识各类坐标系定义 认识工具坐标系 工具坐标的设定方法；
●首先在机器人工作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点； ● 然后在工具上确定一个参考点（最好是工具的中心点）； ● 用手动操纵机器人的方法，去移动工具上的参考点，以四种以上不同的机器人姿 态尽可能与固定点刚好碰上。前三个点的姿态相差尽量大些，这样有利于TCP精度 的提高。第四点是用工具的参考点垂直于固定点，第五点是工具参考点从固定点向 将要设定为TCP的X方向移动，第六点是工具参考点从固定点向将要设定为TCP的Z 方向移动； ● 机器人通过这四个位置点的位置数据计算求得TCP的数据，然后TCP的数据就保存 在tooldata 这个程序数据中被程序进行调用。
工业机器人坐标系
• 机器人联动运行时，TCP是必需的 • 程序中支持多个工具，可根据当前工作状态进行变换，比
如焊接程序可以定义多个工具对应不同的干伸长度 • 工具被更换之后，重新定义工具即可直接运行程序
用户坐标系
A 用户坐标系 B 大地坐标系 C 基坐标系 D 移动用户坐标系 E 工件坐标系，与用户坐标系一 同移动
用户坐标系可用于表 示固定装置、工作台 等设备。这就在相关 坐标系链中提供了一 个额外级别，有助于 处理持有工件或其它 坐标系的处理设备.
用户坐标系与工件坐标系
可针对工作台定义用户坐标，针对工件定义目标坐 标，这样每个工作点都相对工件定义。工件固定位 置若发生改变就重定义目标数据，工作台固定位置 若改变就重定义用户数据，这样依然可以使用原程 序。
• 工具坐标系定义机器人到达预设目标时所使用工具的位置。 • 用户坐标系在表示持有其他坐标系的设备（如工件）时非
常有用。
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。对机器人编 程来说，其它如工件坐标系等坐 标系通常是最佳选择。
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。 机器人使用若干坐标系，每一坐标系都适用 于特定类型的微动控制或编程。
注意： 在每个机械单元中，系统将对线性动作模式默认使用基坐标系。 在每个机械单元中，系统将对重定向动作模式默认使用工具坐标系。 微动控制就是使用FlexPendant 控制杆手动定位或移动机器人或外轴。
简述工业机器人的坐标系类型
简述工业机器人的坐标系类型工业机器人是一种可以替代人工完成一系列重复性、高难度、高危险度的工作的机器人。
工业机器人的坐标系是机器人控制的基础，而坐标系的类型又决定了机器人的运动方式和精度。
因此，本文将简述工业机器人的坐标系类型。
一、笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系是工业机器人应用最广泛的坐标系类型之一，它是一种三维坐标系，其中每个点都可以用三个数字（x，y，z）来表示，分别代表点在X轴、Y轴和Z轴上的坐标。
笛卡尔坐标系的特点是可以精确地控制机器人的位置和方向，适用于需要精确定位和定向的工作任务，如点焊、喷涂、切割等。
二、极坐标系极坐标系是一种基于极坐标的坐标系，它由极轴和极角两个参数组成。
其中，极轴代表点到原点的距离，极角代表点与极轴正方向的夹角。
极坐标系适用于需要进行圆弧运动的工作任务，如搬运、装配等。
三、关节坐标系关节坐标系是一种基于机器人关节的坐标系，它由每个关节的角度组成。
机器人的每个关节都有一个角度值，通过控制关节的转动角度，可以实现工具的位置和方向的控制。
关节坐标系适用于需要进行灵活、多变的工作任务，如装配、搬运等。
四、工具坐标系工具坐标系是一种基于机器人末端工具的坐标系，它由末端工具的位置和方向组成。
通过控制末端工具的位置和方向，可以实现机器人的控制。
工具坐标系适用于需要进行精细、复杂的工作任务，如零件加工、组装等。
五、基座坐标系基座坐标系是一种基于机器人底座的坐标系，它由底座的位置和方向组成。
通过控制底座的位置和方向，可以实现机器人的控制。
基座坐标系适用于需要进行大范围、高精度的工作任务，如搬运、装配等。
综上所述，工业机器人的坐标系类型有很多种，每种坐标系都有其适用范围和优缺点。
在实际应用中，需要根据工作任务的性质和要求选择适合的坐标系，以达到最佳的工作效果和控制精度。
工业机器人的五个坐标系
② 顶吊安装工业机器人、M-710iC：J1轴处于0 位时，离开J4轴最近的J1轴上的点。
这是用来定义工具中心点（TCP）的位置和工具 姿态的坐标系。工具坐标系必须事先进行设定。
在没有定义的时候，将由默认工具坐标系来替代 该坐标系。
1.关节坐标系 2.直角坐标系 3.世界坐标系 4.工具坐标系 5.用户坐标系
关节坐标系是设定在工业机器人关节中的坐标系。 关节坐标系中工业机器人的位置和姿态，以各关 节底座侧的关节坐标系为基准而确定。
J1:0° J2:0°机器人的位置和姿态，通过
这是用户对每个作业空间进行定义的直角坐标系。 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，将由世界坐标系 来替代该坐标系。
从空间上的直角坐标系原点到工具侧的直角坐标 系原点（工具中心点）的坐标值x、y、z和空间 上的直角坐标系的相对X轴、Y轴、Z轴周围的工 具侧的直角坐标系的回转角w、p、r予以定义。
世界坐标系是被固定在空间上的标准直角坐标系， 其被固定在由工业机器人事先确定的位置。用户 坐标系是基于该坐标系而设定的。它用于位置数 据的示教和执行。有关各工业机器人（R系列 /M系列/ARC Mate/LR Mate）的世界坐标系 原点位置的大致标准为：
收藏工业机器人4大坐标系详解！
收藏工业机器人4大坐标系详解！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）。
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（如图1-5）。
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。
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。
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2.3.1 工业机器人的坐标系
O
Y
X
二、基坐标系：
基坐标系是机器人其它坐标系的参照基础，是 机器人示教与编程时经常使用的坐标系之一，它的 原点位置没有硬性的规定，一般定义在机器人安装 面与第一转动轴的交点处。
右手定则： X轴：机器人机械零点
时，由基座指向机械手抓 TCP的水平方向。
Z轴：机器人机械零点 时，由基座指向机械手抓 TCP的垂直方向。
需要注意的是，以上讲解是一般机器人坐 标的定义，但不同品牌的不同的机器人型号， 可能采用不同的坐标定义，在使用机器人前， 一定要熟悉机器人坐标的正方向。
我们看一下ABB机器人的坐标截图：
很显然，在ABB机器人中没有关节坐标，却 多出一个大地坐标，这又是为什么呢？
那是因为我们使用的是外国的机器人，机 器人的定义在世界都没有完全的分界线，何况 一个坐标，肯定也会出现命名的不同，而且翻 译也不见得准确。
我们看一下英文版的：
我们看英文单词，可能还会翻译成世界坐 标。同样，还有把基坐标称为机械坐标的。
我们简单的看看这几个坐标： Nhomakorabea节坐标 基坐标 工具坐标 工件坐标 大地坐标 机械坐标 世界坐标
捏柿子
1、判断图中各轴的正 方向：
J1: J2: J3: J4: J5: J6:
捏柿子
2、说出下列坐标的名称
2、横向关节：ABB的， 末端执行器落下即为关节坐 标正方向。
四、工件坐标系：
工件坐标系是用户 自定义的坐标系，用户 坐标系也可以定义为工 件坐标系，可根据需要 定义多个工件坐标系， 当配备多个工作台时， 选择工件坐标系操作更 为简单。
五、工具坐标系：
工具坐标系是原点安装 在机器人末端的工具中心点 （TCP：Tool Center Point） 处的坐标系，原点及方向都 是随着末端位置与角度不断 变化的，该坐标系实际是将 基坐标系通过旋转及位移变 化而来的。工具坐标系也是 用户自定义的坐标系。
机器人常用的坐标系
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。
解密：工业机器人四大坐标系，小白可以进来学习
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机器人坐标系的种类
定义：机器人分为机器人本体轴和外部轴。
外部轴又分为滑台和上位机等。
如无特别说明，机器人轴即指机器人本体的运动轴。
对机器人进行轴操作时，可以使用以下几种坐标系（各牌子机器人叫法不一致）：
一、关节坐标系
机器人各轴进行单独动作，称关节坐标系。
二．直角坐标系
直角坐标系的原点定义在机器人轴轴线上，是与2轴所在水平面的交点。
直角坐标系的方向规定：X轴方向向前，Z轴方向向上，Y轴根据右手定则确定。
不管机器人处于什么位置，均可沿设定的X 轴、Y 轴、Z 轴平行移动。
三．工具坐标系
工具坐标系把机器人腕部法兰盘所持工具的有效方向作为Z 轴，并把坐标定义在工具的尖端点。
四.用户坐标系
在机器人动作允许范围内的任意位置，设定任意角度的X、Y、Z 轴，用户坐标系一般定义在工件,方向由用户自己定义.
以下是用户坐标的使用范例。
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工业机器人常用坐标系介绍
坐标系：为确定机器人的位置和姿态而在机器人或空间上进行的位置指标
系统。
坐标系包含：1、基坐标系(Base Coordinate System)
2、大地坐标系(World Coordinate System)
3、工具坐标系(Tool Coordinate System)
4、工件坐标系(Work Object Coordinate System)
1、工具坐标系机器人工具座标系是由工具中心点TCP 与座标方位组成。
机器人联动运行时，TCP 是必需的。
1) Reorient 重定位运动(姿态运动)机器人TCP 位置不变，机器人工具沿座标轴转动，改变姿态。
2) Linear 线性运动机器人工具姿态不变，机器人TCP 沿座标轴线性移动。
机器人程序支持多个TCP，可以根据当前工作状态进行变换。
机器人工具被更换，重新定义TCP 后，可以不更改程序，直接运行。
1.1.定义工具坐标系的方法：1、N(N=4)点法/TCP 法-机器人TCP 通过N 种不同姿态同某定点相碰，得出多组解，通过计算得出当前TCP 与机器人手腕中心点( tool0 ) 相应位置，座标系方向与tool0 一致。
2、TCPZ 法-在N 点法基础上，Z 点与定点连线为座标系Z 方向。
3、TCPX，Z 法-在N 点法基础上，X 点与定点连线为座标系X 方向，Z 点与定点连线为座标系Z 方向。
2. 工件坐标系机器人工件座标系是由工件原点与座标方位组成。
机器人程序支持多个Wobj，可以根据当前工作状态进行变换。
外部夹具被更换，重新定义Wobj 后，可以不更改程序，直接运行。