任务1 FANUC 机器人中的坐标系.ppt

工业机器人（FANUC）现场编程 项目3 坐标系设置 任务1：FANUC 机器人中的坐标系 1.关节坐标系(joint Frame) 关节坐标系是设置在机器人的关节中的坐标系。关节坐标系中的机器人的位置和姿势，以各关节的底座侧的关节坐标系为基准而确定。图3-1中的关节坐标系的关节值，处在所有轴都为00的状态。6轴工业机器人定义了6个关节坐标，分别为J1~J6。 FANUC机器人中的直角坐标都由笛卡尔坐标系定义。 笛卡尔坐标系中的机器人的位置和姿势，通过从空间上的笛卡尔坐标系原点到刀具侧的笛卡尔坐标系原点(刀尖点)的坐标值x、y、z、和空间上的笛卡尔坐标系的相对X轴、Y轴、Z轴周围的刀具侧的笛卡尔坐标系的旋转角w, p, r予以定义。图3-2示出(w，p，r〕的含义. 2 机械接口坐标系 机械接口坐标系在机器人的机械接口(机械手腕法兰盘面)中定义的标准笛卡尔坐标系中，坐标系被固定在机器人所事先确定的位置。工具坐标系基于该坐标系而设置。 3 工具坐标系（Tool Frame） 工具坐标系是用来定义刀尖点TCP(TOOL CENTER POINT)的位置和刀具姿势的直角坐标系。TCP就是指工具中心点。刀具坐标系必须事先进行设置。未定义时，将由机械接口坐标系替代刀具坐标系。 4 世界坐标系(World Frame) 世界坐标系，是被固定在空间上的标准笛卡尔坐标系。其被固定在由机器人事先确定的位置，原点一般在正面J1轴和J2轴的切点上，X轴指向前方如图3-3所示。用户坐标系、JOG（点动）坐标系基于该坐标系而设置。它用于位置数据的示教和执行。 图3-3 机器人中的坐标 4 世界坐标系(World Frame) 世界坐标系，是被固定在空间上的标准笛卡尔坐标系。其被固定在由机器人事先确定的位置，原点一般在正面J1轴和J2轴的切点上，X轴指向前方如图3-3所示。用户坐标系、JOG（点动）坐标系基于该坐标系而设置。它用于位置数据的示教和执行。 5 用户坐标系（User Frame） 用户坐标系，是用户对每个作业空间进行定义的笛卡尔坐标系,是程序中记录所有位置信息的参考坐标系，用户可自己定义该坐标系。它用于位置寄存器的示教和执行、位置补偿指令的执行等。未定义时，将由世界坐标系来替代该坐标系。 6点动坐标系（JOG Frame） 是在作业区域中为有效地进行笛卡尔JOG（点动）而由用户在作业空间进行定义的笛卡尔坐标系。只有在作为手动进给坐标系而选择了JOG坐标系时才使用该坐标系，因此，JOG坐标系的原点没有特殊的含义。未定义时，将由世界坐标系来替代该坐标系。 为什么要设置坐标系呢 从不同应用领域来看，机器人大多是拿着工具(焊枪，手爪等)去工作台上固定的点位加工工件。我们习惯性得取静止的物体为参考对象，运动的物体取为研究对象。因此，这里我们取工具为研究对象，工作台为参考对象。机器人实际上就是建立了工具和工作台的关系，这个关系也称为位置点位.机器人为了表达工具和工作台，故引入工具坐标系和用户坐标系。 机器人的位置点P [2]表达了工具坐标系相对于用户坐标系的对应关系。 将法兰盘中心定义为工具坐标系的原点，法兰盘中心指向法兰盘定位孔方向定义为+X方向，垂直法兰向外为+Z方向，最后根据右手法则即可判定Y方向,这个坐标系为默认的工具坐标系。新的工具坐标系都是相对默认的工具坐标系变化得到的。 A Z X X Z 1.工具坐标系 2. TCP: TOOL CENTER POINT，即工具中心点 通常我们所说的机器人轨迹及速度，其实就是指TCP点的轨迹和速度。TCP 一般设置在手爪中心，焊丝端部，点焊静臂前端等等。 思考:我们已经知道工具坐标系是运动中的一个研究对象，但是它在实际调试过程中，又起到了什么作用呢? 图一、图二的手爪姿态和位置是如何调整得到的? 推测:通过大家的思考，可以得出两个推测: 推测1:要是图一中的手爪有一个旋转点，使手爪直接绕着这个旋转点旋转就可以了。 推测2:要是图二中有一个手爪的前进方向就可以直接移动过去了。 结论:建立工具坐标系的作用: 1.确定工具的TCP点(即工具中心点)，方便调整工具姿态。 2.确定工具进给方向，方便工具位置调整。 工具坐标系特点: 新的工具坐标系是相对于默认的工具坐标系变化得到的，新的工具坐标系的位置和方向始终同法兰盘保持绝对的位置和姿态关系。但在空间上是一直变化的。 用户坐标系作用 定义:默认的用户坐标系:默认的用户坐标系User0和WORLD坐标系重合。新的用户坐 标系都是基于默认的用户坐标系变化得到的。 我们已经知道用户坐标系是运动中的一个参考对象，但是它在实际调试过程中，又起到了什么作用呢? 以下五个工件放置在工作台上，机器人该如何最快得完成每个工件抓