工业机器人入门实用教程 （ABB机器人） 主讲人：王老师 www.irobot-edu.com edubot_zhang@126.com

第四章 第01章 ABB机器人认知 第02章 机器人手动操纵 第03章 机器人零点校准 第04章 机器人坐标系建立 第05章 机器人示教 第02章 机器人手动操纵 第03章 机器人零点校准 第04章 机器人坐标系建立 第05章 机器人示教 第06章 机器人输入输出 第07章 机器人基本指令 第08章 编程实例 第09章 异常事件 第10章 RobotStudio离线仿真 第四章 edubot_zhang@126.com

第4章 机器人坐标系建立 教学内容： 学习目标： 4.1 笛卡尔直角坐标系 4.2 坐标系种类 4.3 建立机器人工具坐标系 第4章 机器人坐标系建立 教学内容： 4.1 笛卡尔直角坐标系 4.2 坐标系种类 4.3 建立机器人工具坐标系 4.4 建立机器人工件坐标系 学习目标： 1、了解笛卡尔直角坐标系 2、掌握机器人常用几种坐标系 3、掌握工具坐标系建立原理 4、掌握工具坐标系建立步骤 5、掌握工具坐标系建立方法 6、了解工件坐标系原理 7、掌握工件坐标系步骤 8、掌握工件坐标系验证方法 edubot_zhang@126.com

01 4.1 笛卡尔直角坐标系 1、坐标轴 过定点O，作三条互相垂直的数轴，它们都以O为原点且一般具有相同的长度单位。这三条轴分别叫做X轴(横轴）、Y轴(纵轴)、Z轴(竖轴)，统称坐标轴。 2、笛卡尔直角坐标系 通常把X轴和Y轴配置在水平面上，而Z轴则是铅垂线；它们的正方向要符合右手规则，即以右手握住Z轴，当右手的四指从正向X轴以90度转向正向Y轴时，大拇指的指向就是Z轴的正向，点O叫做坐标原点，这样就构成了一个空间直角坐标系，即笛卡尔直角坐标系。

02 4.1 笛卡尔直角坐标系 3、右手规则 笛卡尔直角坐标系，符合右手规则。 更多免费资源

03 4.2 坐标系种类 坐标系种类 常用的机器人坐标系有：关节坐标系、大地坐标系、基坐标系、工具坐标系、工件坐标系。 在关节坐标系下，机器人各轴均可实现单独正向或反向运动。 大地坐标系（World coordinates） 大地坐标系是建立在工作单元或工作站中的固定坐标系（O0-X0Y0Z0） 基坐标系（Base coordinates） 基坐标系（O1-X1Y1Z1）也称直角坐标系，是机器人其他坐标系的参照基础。

04 4.2 坐标系种类 坐标系种类 工具坐标系（Tool coordinates） 所有ABB机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系，称为Tool0。将Tool0进行偏移到末端执行器后，重新建立一个新坐标系，称为工具坐标系（O2-X2Y2Z2）。 工件坐标系（Workobject coordinates） 工件坐标系又称用户坐标系，是以基坐标系为参考，在工件上建立的坐标系（O3-X3Y3Z3）。

05 4.3 建立机器人工具坐标系 4.3.1 工具坐标系建立原理 工具坐标系建立原理 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。 在工具上确定一个参考点（一般选择工具中心点TCP）。 手动操纵机器人，至少用四种不同的工具姿态，将机器人工具上的参考点尽可能与固定点刚好对碰上。 通过四个位置点的位置数据，机器人可以自动计算出TCP的位置，并将TCP的位姿数据保存在tooldata程序数据中被程序进行调用。

06 4.3 建立机器人工具坐标系 4.3.1 工具坐标系建立原理 工具坐标系建立常用方法 机器人工具坐标系常用定义方法有3种：TCP（默认方向）、TCP和Z、TCP和Z，X。 系统默认tool0坐标系 TCP默认方向 TCP和Z TCP和Z，X 更多免费资源

07 4.3 建立机器人工具坐标系 4.3.2 工具坐标系建立步骤 工具坐标系建立准备 在建立工具坐标系前，准备带有尖锥端的工具和工件，将工具安装在机器人的末端法兰上，工件安装固定在工作台面上，作为参照点。

4.3 建立机器人工具坐标系 08 4.3.2 工具坐标系建立步骤 工具坐标系建立效果

4.3 建立机器人工具坐标系 09 4.3.2 工具坐标系建立步骤 建立工具坐标系步骤

4.3 建立机器人工具坐标系 10 4.3.2 工具坐标系建立步骤 建立工具坐标系步骤

4.3 建立机器人工具坐标系 11 4.3.2 工具坐标系建立步骤 建立工具坐标系步骤

4.3 建立机器人工具坐标系 12 4.3.2 工具坐标系建立步骤 建立工具坐标系步骤

4.3 建立机器人工具坐标系 13 4.3.2 工具坐标系建立步骤 建立工具坐标系步骤

4.3 建立机器人工具坐标系 14 4.3.2 工具坐标系建立步骤 建立工具坐标系步骤

15 4.3 建立机器人工具坐标系 4.3.3 验证工具坐标系 验证工具坐标系 工具坐标系建立完成后，即使平均误差符合项目要求，也要对新建的坐标系进行重定位验证，这是为了避免工具参考点没有对碰到工件固定点上。 重定位验证方法：操纵机器人沿X、Y、Z轴进行重定位运动，检查末端执行器的末端与固定点之间是否存在偏移。如果没有发生偏移，则建立的坐标系是正确的；如果发生明显偏移（dx指偏移距离），则建立的工具坐标系不适用 更多免费资源

16 4.4 建立机器人工件坐标系 4.4.1 工件坐标系建立原理 工件坐标系建立原理 工件坐标系又称用户坐标系，是以基坐标系为参考，在工件上建立的坐标系。 工件坐标系的定义是采用三点法：原点、X轴方向点、Y轴方向点。当原点确定，用原点和X轴方向点来确定X轴正方向，用原点和Y轴方向点来确定Y轴正方向，根据笛卡尔直角坐标系的右手规则，就可以确定Z轴正方向，从而得到工件坐标系。

4.4 建立机器人工件坐标系 17 4.4.1 工件坐标系建立原理 工件坐标系建立后的效果 更多免费资源

4.4 建立机器人工件坐标系 18 4.4.2 工件坐标系建立步骤

4.4 建立机器人工件坐标系 19 4.4.2 工件坐标系建立步骤

4.4 建立机器人工件坐标系 20 4.4.2 工件坐标系建立步骤

4.4 建立机器人工件坐标系 21 4.4.3 验证工件坐标系 第一步：将手动操纵界面中的工具、工件坐标系分别修改成tool1、wobj1。

22 4.4 建立机器人工件坐标系 4.4.3 验证工件坐标系 第一步：将手动操纵界面中的工具、工件坐标系分别修改成tool1、wobj1。 第二步：将工具坐标系原点（即TCP）移至工件坐标系原点位置。 第三步：选择手动模式中的线性运动。 第四步：沿X轴正方向移动，观察机器人行走路径是否沿工件X轴边缘移动。 第五步：沿Y轴正方向移动，观察机器人行走路径是否沿工件Y轴边缘移动。 上述第四步、第五步中，若机器人沿X、Y轴边缘移动，则新建的工件坐标系是正确的；否则新建的工件坐标系是错误的，需重新建立。

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