5.2.2任务52工业机器人工具坐标系
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直于固定点），并依次记录位置； • 利用第四点的姿态，从固定点向设定的X方向移动，并记录位置； • 利用第四点的姿态，从固定点向设定的Z方向移动，并记录位置； • 确认修改位置，观察tool1的平均误差，误差值在小于1mm的范围即可。
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。
（2）如图所示，选择“手动操 作。”
背景知识
（3）如图所示，选择“工具坐标”。
（4）如图所示，单击“新建…”。
背景知识
（5）如图所示，选中too1，单击 “编辑”菜单中的“定义…”选项。
（6）如图所示，选择“TCP和Z，X”， 点数N=4来设定TCP。
背景知识
（7）如图所示，通过示教器选 择合适的手动操纵模式。
背景知识
一、工业机器人各坐标系定义
工业机器人的运动实质是根据 不同作业内容和轨迹的要求， 在各种坐标系下的运动。坐标 系从一个固定点通过轴定义平 面或空间，这个固定点成为坐 标原点。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个 坐标系都适用于特定类型的控 制或编程。工具坐标系和用户 坐标系同属直角坐标系范畴。
工件坐 标系
基坐标 系
坐标系
工具坐 标系
大地坐 标系
背景知识
二、认知和建立工具坐标系
工具数据 tooldata 的定义
描述安装在机器人第六轴上的工具坐标TCP、质量、 重心等参数数据
影响机器人的控制算法（例如计算加速度）、速度 和加速度监控、力矩监控、碰撞监控、能量监控等
所有机器人在手腕处都有一个预定义的工具坐标系， 该坐标系被称为tool0。
任务实施
以TCP和Z、X法（N=4）建立一个工 具数据tool1
任务实施
实施过程总结
• 采用TCP和Z、X法（N=4）测定工具坐标系tool1； • 依次进入ABB主菜单、手动操纵、工具坐标选项； • 新建工具坐标，名称为tool1； • 利用TCP和Z、X法定义tool1； • 移动工具参考点，以四种不同的姿态靠近固定点（第四点用工具参考点垂
5
文明生产
6S 标准执行 工作过程符合 6S 标准，及时清理维护设备
5
团队合作
具备小组间沟通、协作能力
10
开始时间：
合计
100
结束时间：
总结与思考
工具坐标系建立的方法和步骤； 工业机器人工具坐标设置基本操作：以TCP和
Z、X法（N=4）建立一个工具数据tool1
背景知识
二、认知和建立工具坐标系
工具数据 tooldata 的定义
默认工具（tool0）的工具中心点位于机器 人安装法兰的中心，执行程序时，机器人 将TCP移至编程位置
一般不同的机器人应用配置不同的工具
背景知识
二、认知和建立工具坐标系 TCP的几种设定方法：
N（3≤N≤9）点法
• 机器人的TCP通过N种不同的姿态同参考点接触，得出多组解，通过计算得出当 前TCP与机器人安装法兰中心点（Tool0）相应位置，其坐标系方向与Tool0一致。
TCP和Z法
• 在N点法基础上，增加Z点与参考点的连线为坐标系Z轴的方向，改变了tool0的Z 方向。
TCP和Z，X法
• 在N点法基础上，增加X点与参考点的连线为坐标系X轴的方向，Z点与参考点的 连线为坐标系Z轴的方向，改变了tool0的X和Z方向。
背景知识
（1）单击“ABB”按钮，弹出如图 所示窗口。
(13) 如图所示，查看误差，越小越好， 但也要以实际验证效果为准。
背景知识
(14) 选中“tool1”，然后打开编辑菜单 选择“更改值”。
(15) 为tool1的更改值菜单。
背景知识
(16) 单击箭头向下翻页，将mass的值改为 工具的实际重量（单位kg）。
(17) 如图所示，编辑工具重心坐标，以实 际为准最佳。
背景知识
(18) 如图所示，单击“确定”完成 tool1数据更改。
(19) 按照工具重定位动作模式，把坐标系选为 “工具”；工具坐标选为“tool1” 。通过示教 器操作可看见TCP点始终与工具参考点保持接触， 而机器人根据重定位操作改变姿态。
背景知识
二、认知和建立工具坐标系
TCP和Z，X法（N=4）设定原理：
5
理论知识
工具坐标定义？
5
机器人系统操作
Tcp 建立工具数据的方法有哪些
5
用 TCP 和 Z、X 法（N=4）如何建立一个工具数 5
据 tool1？
坐标系切换
对工业机器人进行坐标切换，操作规范
30
实际操作
用 TCP 和 Z、X 法（N=4）建立一个工具数据
评定
机器人系统设置
30
tool1
安全操作
符合安全操作规程
（8）按下使能键，操作手柄靠近固定点，如图 所示机器人姿势作为第一个点，单击“修改位置” 完成第一点的修改，如图所示。
背景知识
（9）按照上面的操作依次完成对 点2、3、4的修改；点2机器人姿势 如图所示。
点3机器人姿势如图所示。
背景知识
点4机器人姿势如图所示。
四个点修改完成后如图所示。
背景知识
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。
（2）如图所示，选择“手动操 作。”
背景知识
（3）如图所示，选择“工具坐标”。
（4）如图所示，单击“新建…”。
背景知识
（5）如图所示，选中too1，单击 “编辑”菜单中的“定义…”选项。
（6）如图所示，选择“TCP和Z，X”， 点数N=4来设定TCP。
背景知识
（7）如图所示，通过示教器选 择合适的手动操纵模式。
背景知识
一、工业机器人各坐标系定义
工业机器人的运动实质是根据 不同作业内容和轨迹的要求， 在各种坐标系下的运动。坐标 系从一个固定点通过轴定义平 面或空间，这个固定点成为坐 标原点。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个 坐标系都适用于特定类型的控 制或编程。工具坐标系和用户 坐标系同属直角坐标系范畴。
工件坐 标系
基坐标 系
坐标系
工具坐 标系
大地坐 标系
背景知识
二、认知和建立工具坐标系
工具数据 tooldata 的定义
描述安装在机器人第六轴上的工具坐标TCP、质量、 重心等参数数据
影响机器人的控制算法（例如计算加速度）、速度 和加速度监控、力矩监控、碰撞监控、能量监控等
所有机器人在手腕处都有一个预定义的工具坐标系， 该坐标系被称为tool0。
任务实施
以TCP和Z、X法（N=4）建立一个工 具数据tool1
任务实施
实施过程总结
• 采用TCP和Z、X法（N=4）测定工具坐标系tool1； • 依次进入ABB主菜单、手动操纵、工具坐标选项； • 新建工具坐标，名称为tool1； • 利用TCP和Z、X法定义tool1； • 移动工具参考点，以四种不同的姿态靠近固定点（第四点用工具参考点垂
5
文明生产
6S 标准执行 工作过程符合 6S 标准，及时清理维护设备
5
团队合作
具备小组间沟通、协作能力
10
开始时间：
合计
100
结束时间：
总结与思考
工具坐标系建立的方法和步骤； 工业机器人工具坐标设置基本操作：以TCP和
Z、X法（N=4）建立一个工具数据tool1
背景知识
二、认知和建立工具坐标系
工具数据 tooldata 的定义
默认工具（tool0）的工具中心点位于机器 人安装法兰的中心，执行程序时，机器人 将TCP移至编程位置
一般不同的机器人应用配置不同的工具
背景知识
二、认知和建立工具坐标系 TCP的几种设定方法：
N（3≤N≤9）点法
• 机器人的TCP通过N种不同的姿态同参考点接触，得出多组解，通过计算得出当 前TCP与机器人安装法兰中心点（Tool0）相应位置，其坐标系方向与Tool0一致。
TCP和Z法
• 在N点法基础上，增加Z点与参考点的连线为坐标系Z轴的方向，改变了tool0的Z 方向。
TCP和Z，X法
• 在N点法基础上，增加X点与参考点的连线为坐标系X轴的方向，Z点与参考点的 连线为坐标系Z轴的方向，改变了tool0的X和Z方向。
背景知识
（1）单击“ABB”按钮，弹出如图 所示窗口。
(13) 如图所示，查看误差，越小越好， 但也要以实际验证效果为准。
背景知识
(14) 选中“tool1”，然后打开编辑菜单 选择“更改值”。
(15) 为tool1的更改值菜单。
背景知识
(16) 单击箭头向下翻页，将mass的值改为 工具的实际重量（单位kg）。
(17) 如图所示，编辑工具重心坐标，以实 际为准最佳。
背景知识
(18) 如图所示，单击“确定”完成 tool1数据更改。
(19) 按照工具重定位动作模式，把坐标系选为 “工具”；工具坐标选为“tool1” 。通过示教 器操作可看见TCP点始终与工具参考点保持接触， 而机器人根据重定位操作改变姿态。
背景知识
二、认知和建立工具坐标系
TCP和Z，X法（N=4）设定原理：
5
理论知识
工具坐标定义？
5
机器人系统操作
Tcp 建立工具数据的方法有哪些
5
用 TCP 和 Z、X 法（N=4）如何建立一个工具数 5
据 tool1？
坐标系切换
对工业机器人进行坐标切换，操作规范
30
实际操作
用 TCP 和 Z、X 法（N=4）建立一个工具数据
评定
机器人系统设置
30
tool1
安全操作
符合安全操作规程
（8）按下使能键，操作手柄靠近固定点，如图 所示机器人姿势作为第一个点，单击“修改位置” 完成第一点的修改，如图所示。
背景知识
（9）按照上面的操作依次完成对 点2、3、4的修改；点2机器人姿势 如图所示。
点3机器人姿势如图所示。
背景知识
点4机器人姿势如图所示。
四个点修改完成后如图所示。
背景知识