工业机器人三个关键程序数据-工具坐标系
工业机器人常用坐标系介绍
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。
通过重新定义Wobj，可以简便的完成一个程序适合多台机器人。
2.1.定义工件坐标系的方法：三点法-点X1与点X2连线组成X轴，通过点Y1向X。
工业机器人现场编程-工具坐标系
行设置。
三、总结
• 理解机器人工具坐标系
1.什么是工具坐标系？ 2.为什么要创建工具坐标系？ 3.工具坐标系的设置原理。
• 创建工具坐标系步骤。
1.新建工具坐标数据。 2.工具声明属性参数设置。
3.六点法定义工具坐标系。
4.设置工具的物理属性。
焊枪工具 吸盘工具 喷枪工具
一、理解机器人工具坐标系
• 为什么要创建工具坐标系？
• 默认工具tool0的工具中心点（简称TCP）位于机
器人的安装法兰的中心，该工具坐标tool0并不适
用于应用中形式各异的工具。
• 建立工具坐标系后，机器人的端点就移动到工具端
点，示教时利用控制点不变的操作方便地调整工具 姿态，并可使插补运算时轨迹更为精确。 • 结论：无论机器人型号不同还是用途不同，只要法 兰前端安装有工具，编程前务必准确地建立工具坐
标系。
一、理解机器人工具坐标系
• 工具坐标系的设定原理
• 直接输入法（不推荐使用）：已知且规则的工具，可直接 进行测量输入。 • 工具校验（常用）：以一个精确的固定为参考点，机器人 以几种不同的姿态使工具TCP尽可能接近参考点，机器人 根据不同姿态参数进行计算，生成的数据将保存在
tooldata中。
• 10）六点法定义好后确定该工具坐标
系保存的模块，若系统已存在或建立则
跳过此步，不存在则新建，命名好后单 击“确定”。
• 11）建立好后的mytool1此时还不能使用， 需要设置初始化参数，这步容易遗漏。
二、创建工具坐标系的步骤
• 设置工具的物理属性
• 11）更改mass机器人工具质量数据， 单位为kg，根据实际情况进行输入设置。 • 12）设置工具重心偏移值，该值表示工 具重心相对于默认的TCP中心的坐标偏 移值，单位为mm，请根据实际情况进
工业机器人建立工具坐标系的方法
工业机器人建立工具坐标系的方法工业机器人在进行工作时，需要准确地定位和定向，以便正确执行特定的任务。
为此，工业机器人往往需要建立工具坐标系（Tool Coordinate System）来描述其末端执行器（End Effector）的位置和姿态。
建立工具坐标系的方法有多种，下面详细介绍其中几种常用方法。
1.人工标定法：人工标定法是最常用的方法之一、该方法需要人工使用精确的测量工具，例如测量尺或激光仪等，来测量工具末端执行器相对于机器人坐标系的位置和姿态。
首先，通过操纵机器人，将工具末端执行器定位到几个事先设定好的位置和姿态，然后使用测量工具测量相应的数据。
通过这些数据，可以计算出工具坐标系相对于机器人基坐标系的坐标和姿态信息。
2.三点法：三点法是另一种常用的工具坐标系建立方法。
该方法需要选择三个具有较好几何分布的点，分别标记为A、B、C。
这三个点的位置需要互相独立，但可以通过机器人控制系统轻松到达。
首先，机器人末端执行器需要分别定位到A、B、C三个位置，并记录下机器人坐标系下的位置和姿态数据。
然后，根据这些数据，可以使用公式和计算方法确定出工具坐标系的位置和姿态信息。
3.线性插值法：线性插值法是较为灵活和精确的工具坐标系建立方法。
首先，选择一条线性路径，通过机器人控制系统指定机器人末端执行器沿该路径从一些起始点移动到一些目标点。
在移动过程中，通过机器人的关节位置数据和末端执行器的位姿数据，可以计算出每一个点相对于机器人基坐标系的位置和姿态信息。
根据这些数据，可以使用插值方法得到工具坐标系的位置和姿态信息。
4.杆状物法：杆状物法是一种实用的工具坐标系建立方法，该方法通常适用于需要定位和控制机器人末端执行器的情况。
基本原理是在机器人末端执行器上添加一个杆状物，如随机探针或激光测距仪。
通过测量杆状物的位置和姿态信息，可以反推出工具末端执行器的位置和姿态信息。
这种方法可以较精确地确定工具坐标系，并且可以在工作中实时校正。
工业机器人现场编程 项目三 设置工业机器人常用坐标系
图3-1-3 用户坐标系在 不同工作面是的坐标
二 工业机器人直角坐标系
3.工具坐标系 工具坐标系用来定义工具中心点（TCP）的位置。安装在末端法兰盘上的工具 需要在其中心点（TCP）定义一个工具坐标系，通过坐标系的转换，可以操作机器 人在工具坐标系下运动，以方便操作。如果工具磨损或更换，只需重新定义工具 坐标系，而不用更改程序，如图3-1-4所示。 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 般设置在手爪的中心，焊丝端部，点焊静臂前端等。 默认的工具坐标系是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轴正方向，垂直法兰盘向外的方向定义为Z轴正方向。 新的工具坐标系都是相对默认的工具坐标系变化得到的。
图3-2-14 坐标系设置画面
二 应用六点法设置工具坐标系
3．移动光标到所需 设置的工具坐标系，按键 F2 【详细】（DETAIL） 进入详细界面，见图3－ 2-15所示；
图3－2－15 工具坐标详细画面
二 应用六点法设置工具坐标系
图3－2-16 六点法设置画面
4.按 F2【方法】 （METHOD）选择所用的 设置方法 【六点法 （XZ）】（Six point （XZ）），进入图3－2－ 16画面；
W，P，R的值为0： 即三点法只是平移了整个 TOOL坐标系，并不改变 其方向。
二 应用六点法设置工具坐标系
与三点法一样地设定工具中心点，然后设定刀具姿势（W，P，R）。进行示教， 使W,P,R成为空间上的任意1点、平行于刀具X轴方向的1点，XZ平面上的1点。如图3 －2－12所示。
图3－2－12 六点法设置计算W,P,R值三点取法
4-4 ABB机器人程序数据和系统备份恢复
4.4.4任务实施—三个关键的程序数据的设定
2.工件坐标wobjdata
对机器人进行编程时就是在工件坐标中创建目标和路径。这带 来很多优点： （1）重新定位工作站中的工件时，只需要更改工件坐标的位 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。
*注意：TCP取点数量的区别： 4点法，不改变tool0的坐标方向 5点法，改变tool0的Z方向 6点法，改变tool0的X和Z方向（在焊接应用最为常用）。
4.4.4任务实施—三个关键的程序数据的设定
1.工具数据tooldata
参考压缩包4.4.1.rspag
为了获得更准确的TCP，在以下例子中使用六点法进行操作： 前三个点的姿态相差尽量大些，这样有利于TCP精度的提高；
机器人运动速度数据
z50
zonedata
机器人运动转弯数据
tool0
tooldata
机器人工作数据TCP
4.4.3知识储备—程序数据的类型与分类
1.程序数据的类型分类
ABB机器人的程序数据共有76个，并且可以根据实际情况进行程序数据的创建，为ABB机器人的程序 设计带来了无限可能性。 在示教器的“程序数据”窗口可查看和创建所需要的程序数据。
4.4.3知识储备—程序数据
程序数据是在程序模块或系统模块中设定的值和定义的一些环境数据。创建的程序数据由同 一个模块或其他模块中的指令进行引用。下面是一条常用的机器人关节运动的指令MoveJ， 调用了四个程序数据。
工业机器人的五个坐标系
工业机器人的五个坐标系在工业机器人领域，坐标系是用来描述机器人末端执行器（或工具）在空间中的位置和姿态的框架。
为了确保机器人的准确性和一致性，通常会使用一系列标准的坐标系。
以下是工业机器人领域中最常用的五个坐标系：1、笛卡尔坐标系：在三维空间中，笛卡尔坐标系使用三个相互垂直的坐标轴（X、Y、Z），以及三个相互垂直的旋转轴（Rx、Ry、Rz）。
这种坐标系常用于描述机器人在空间中的位置和姿态，以及机器人末端执行器的位置和姿态。
2、极坐标系：极坐标系是一种以机器人末端执行器为中心的坐标系，它使用径向距离（r）、方位角（θ）和高度（z）来描述机器人在空间中的位置和姿态。
这种坐标系常用于路径规划、路径插补和机器人运动学分析。
3、圆柱坐标系：圆柱坐标系是一种以机器人末端执行器为中心的坐标系，它使用径向距离（r）、方位角（θ）和垂直距离（z）来描述机器人在空间中的位置和姿态。
这种坐标系常用于描述机器人在圆柱体或球体等形状上的路径和姿态。
4、球坐标系：球坐标系是一种以机器人末端执行器为中心的坐标系，它使用径向距离（r）、方位角（θ）和极角（φ）来描述机器人在空间中的位置和姿态。
这种坐标系常用于描述机器人在球体或类似形状上的路径和姿态。
5、工具坐标系：工具坐标系是一种以机器人末端执行器（或工具）为中心的坐标系，它使用工具的几何中心作为原点，并使用三个旋转轴（Rx、Ry、Rz）来描述工具的空间姿态。
这种坐标系常用于机器人运动学建模、路径规划和机器人控制等方面。
这些坐标系在工业机器人领域中具有广泛的应用，它们为机器人控制、路径规划和运动学建模提供了方便的框架。
根据实际应用场景的不同，选择合适的坐标系可以有效地提高机器人的精度和效率。
ABB工业机器人操作和坐标系一、引言在现代化的制造和自动化流程中，工业机器人扮演着关键的角色。
它们被广泛应用于各种复杂任务，从装配到质量检测，从搬运到喷漆，无所不能。
ABB集团作为全球领先的机器人技术提供商，其产品广泛应用于全球的各个行业。
工业机器人实操与应用技巧第5章
6.单击此按钮进行名称的设定。 7.单击下拉菜单选择对应的参数。
8.单击“确定”完成设定。
Octobe
第五章 ABB机器人程序数据
任务5-2 建立程序数据的操作
5.2.1. 建立bool类型程序数据的操作
数据设定参数及说明见表
Octobe
数据设定参数 名称 范围
在程序编辑窗口中的显示如图所示：
Octobe
第五章 ABB机器人程序数据
任务5-4 常用程序数据说明
5.4.1. 数值数据num
num 用于存储数值数据；例如，计数器。 num 数据类型的值可以为： 整数；例如，-5 小数；例如，3.45 也可以指数的形式写入： 例如，2E3（＝2*10^3＝2000），2.5E-2（＝ 0.025）。 整数数值，始终将-8388607与+8388608之间的 整数作为准确的整数储存。小数数值仅为近似 数字，因此，不得用于等于或不等于对比。若 为使用小数的除法和运算，则结果亦将为小数。
Octobe
第五章 ABB机器人程序数据
1.认识程序数据 2.建立程序数据的操作 3.程序数据类型与分类 4.常用程序数据说明 5.三个关键程序数据的设定
Octobe
第五章 ABB机器人程序数据
任务5.1 认识程序数据
工作任务： ➢ 了解常用运动指令中所调用的
程序数据
程序数据是在程序模块或系统模块 中设定值和定义一些环境数据。创 建的程序数据由同一个模块或其它 模块中 的指令进行引用。如图所 示， 虚线框中是一条常用的机器 人关节运动的指令（MoveJ)，并
《工业机器人实操与应用技巧》
RobotWare 6.0版本
工业机器人工具及工件坐标系的应用
关键词:工具坐标系;工件坐标系;转换坐标系1绪论工业机器人的坐标系应用非常广泛，特别是工具坐标系和工件坐标系的应用在工业生产中会频繁的使用，包括坐标系的偏移及坐标系的转换等，本文从工具坐标系的标定验证，工件坐标系的标定验证及工具坐标系的转换三个方面出发，讨论验证工具及工件坐标系的应用方法。
工具坐标系采用的是六点法TCP和Z，X的标定方法，其应用可以在工具坐标的三个方向上进行拓展，机器人在任何时候只会跟踪工具坐标系的X，Y，Z轴，因此当工业上需要进行一些特殊操作时就可以利用工具坐标系进行点位的示教。
工件坐标系的标定采用的是3点法，通过坐标原点和X轴正方向，Y轴正方向3个点进行标定，工件坐标系的用途非常广发，本文主要讨论了其三种用法，分别是进行斜面绘图、重复性工作及工件位置改变的作业，通过这三种方法的讨论可以在工业生产中有效的进行坐标系的转换和选取，达到事半功倍的目的。
2工具坐标系的标定及应用在工业机器人的使用过程中，工具坐标系通常采用默认的工具坐标，但是因为一些特殊的作业，需要重新建立工具坐标并进行标定，标定工具坐标系首先在程序数据里面找到tooldata这个数据，然后新建坐标系，再对其进行编辑定义，采用TCP和Z，X的方法进行6个点的标定。
此时应该尽量选取位姿差距比较大的位置进行标定示教，在这里应该注意，因为工具坐标系是采用的标定工具进行标定的那么选取点位标定时，一定要将机器人的各种姿态尽量的出现在TCP的四个点中，否则会出现工具的末端点出现偏移，在验证的环节会发现工具的坐标系不停的进行移动。
影响后面的作业。
建立完成之后，将示教器的界面调整到手动操作界面，将坐标系变成工具坐标系，选定新建的坐标系，(此时若发现无法选定坐标系那么需要将建立的工具坐标系的载荷量MASS改为正值即可)然后将运行方式改为重定位动作，如果机器人末端执行器在XYZ三个方向操作下，一直绕着一点运动，如图1所示，则工具坐标系完成。
工业机器人常用的四种坐标系
工业机器人常用的四种坐标系1 机器人坐标系工业机器人的坐标系是指用于控制机器人运动的坐标系，常用的有四种坐标系，即机器人基座坐标系、世界坐标系、末端坐标系和用户定义的坐标系。
2 机器人基座坐标系机器人基座坐标系（Base Coordinate System，BCS）一般是机器人的起点，也就是位于机器人的基座上，可以理解为机器人“抓取”东西时的测量和控制参考系，以及机器人坐标到世界坐标转换的参考系。
起始点可以通过编程人员在机器人程序上定义或使用具有软件的机器人控制器交互进行定位。
3 世界坐标系世界坐标系（World Coordinate System，WCS）是在机器人程序执行时定义的机器人环境中一个参考系，任何在机器人程序中定义的位置总是以世界坐标系为参照系定义的，以这个坐标系来表示机器人完成动作的最终目标点。
4 末端坐标系末端坐标系（TCP，Tool Centre Point）位于机器人末端，是坐标系统上机器人末端位置的参考系。
末端坐标系位于关节空间的终点，跟踪机器人的最终位置，用于控制器知道完成多个任务时，机器人头部位置的正确性。
此外，末端坐标系还可以用于关节运动时的夹持物体的位置定义及控制。
5 用户定义的坐标系用户定义的坐标系（User defined Coordinate System，UCS）由程序员在机器人程序中定义，有时也称为临时坐标系，以满足特定程序规划及定位运动任务的需要。
程序员可以自定义各种用户坐标系，通过建立坐标系与世界坐标系之间的关系，来完成更复杂的任务定位与控制，例如在组装任务中检查某一样件的位置相对与主体的关系等。
在控制机器人运动时，机器人的正确性定位及动作的精确性取决于机器人坐标系的准确性，上文介绍了四种机器人常用的机器人坐标系，他们非常适用于机器人程序规划定位及控制任务，能够将复杂的机器人运动任务优化，以及正确定位指令。
工业机器人三点法原理
工业机器人三点法原理1. 介绍工业机器人已成为现代制造业中不可或缺的关键装备。
而工业机器人三点法作为一种常用的程序控制方式，具有广泛的应用范围。
本文将介绍工业机器人三点法的原理、应用以及其在制造业中的优势和局限性。
2. 原理工业机器人三点法基于物体在三个空间点的坐标信息，通过定位这三个点的位置，来确定机器人的路径和姿态。
具体来说，工业机器人三点法的原理可以概括为以下几个步骤：2.1. 数据采集首先，需要采集物体在三个不同位置的坐标信息。
通过传感器或者视觉系统，可以获取到物体在坐标系中的位置。
2.2. 坐标系建立接下来，需要建立一个坐标系，以便对物体的位置进行描述。
通常情况下，工业机器人会使用世界坐标系或机器人基坐标系作为参考坐标系。
2.3. 姿态计算根据采集到的坐标信息，通过数学算法可以计算出物体的姿态。
姿态包括物体的位置和方向，通常用欧拉角、四元数或旋转矩阵来表示。
2.4. 路径规划根据物体的姿态信息，机器人可以通过路径规划算法确定如何移动和转动，以达到预定的目标位置和姿态。
路径规划通常考虑机器人的运动范围、动力学限制以及工作空间的约束。
2.5. 运动控制最后，机器人根据路径规划结果进行运动控制，以完成预定的任务。
运动控制可以使用关节角度控制、末端执行器控制或者混合方式控制。
3. 应用工业机器人三点法在制造业中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1. 汽车制造工业机器人在汽车制造过程中起到重要的作用。
通过使用三点法，机器人可以精确地定位汽车零部件，进行焊接、装配、喷涂等工艺操作。
3.2. 电子产品制造在电子产品制造中，工业机器人可以根据三点法来放置和焊接电子元件，提高生产效率和产品质量。
3.3. 食品加工工业机器人在食品加工中可以用于包装、分拣、烹饪等任务。
通过三点法，机器人可以准确地抓取和处理不同形状、大小的食品。
3.4. 医药制造在医药制造过程中，工业机器人可以根据三点法来操作和分装药品，提高生产效率和产品质量。
工业机器人的参考坐标系
光机电应用技术国家教学资源库
工业机器人的参考坐标系
（3)工具参考坐标系 工具参考坐标系描述机器人手相对于固连在手上的坐标系的运动 。固连在手上的x'、y'和 z’轴定义了手相对于本地坐标系的运动。
光机电应用技术国家教学资源库
课程小结
➢ 本小节主要讲述了工业机器人的参考坐标系。
光机电应用技术国家教学资源库
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工业机器人的参考坐标系
课程：激光安全与防护 主讲教师：祁春野
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教学目标
了解工业机器人的参考坐标系。
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工业机器人的参考坐标系
（1)全局参考坐标系 全局参考坐标系是一种通用坐标系，由 x、y 和 z 轴所定义。在 此情况下，通过机器人各关节的同时运动来产生沿三个主轴方向的运 动。在这种坐标系中，无论手臂在哪里，轴的正向运动总是在 x 轴的 正方向。这一坐标系通常用来定义机器人相对于其他物体的运动、与 机器人通信的其他部件以及运动路径。
作业布置
作业Leabharlann 1. 工业机器人的全局参考坐标系的特点？ 2. 工业机器人的关节参考坐标系的特点？
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工业机器人的参考坐标系
（2)关节参考坐标系 关节参考坐标系用来描述机器人每一个独立关节的运动。假设希 望将机器人的手运动到一个特定的位置，可以每次只运动一个关节， 从而把手引导到期望的位置上。在这种情况下，每一个关节单独控制 ，从而每次只有一个关节运动。由于所用关节的类型（移动、旋转型 ）不同，因此机器人手的动作也各不相同。
工业机器人现场编程工具坐标系
工业机器人现场编程工具坐标系在工业自动化领域，机器人编程已经成为一项至关重要的任务。
而工具坐标系作为机器人编程的核心概念之一，对于机器人的精确运动控制具有决定性的影响。
本文将探讨工业机器人现场编程工具坐标系的相关问题。
一、工具坐标系的定义与重要性工具坐标系是机器人编程中用来描述工具位置和姿态的参考框架。
它规定了工具中心点（TCP）在机器人坐标系中的位置，以及工具的姿态（方向）。
工具坐标系是实现机器人精确运动的关键因素，它可以帮助我们确定工具在空间中的位置和姿态，从而确保机器人准确无误地执行预设的轨迹。
二、现场编程工具坐标系的方法在现场编程中，设置工具坐标系的方法主要有以下几种：1、手动设定工具坐标系：通过手动操作机器人，使其工具中心点与已知的固定点对齐，从而设置工具坐标系。
此方法适用于简单、重复性高的任务，但精度相对较低。
2、传感器辅助设定工具坐标系：利用外部传感器（如激光传感器、视觉传感器等）来识别物体特征，根据特征信息确定工具中心点位置和姿态，从而设置工具坐标系。
这种方法精度较高，但需要额外的传感器设备和处理传感器数据的计算能力。
3、算法自动学习工具坐标系：通过给机器人预设轨迹，利用运动学和机器学习算法自动学习工具中心点位置和姿态，从而设置工具坐标系。
此方法适用于未知环境下的自适应控制，但需要具备一定的算法知识和计算资源。
三、现场编程工具坐标系的实践案例以某汽车制造厂为例，该厂采用ABB工业机器人进行自动化生产线改造。
在生产线中，机器人需要完成物料抓取、装配、焊接等任务。
为了确保机器人的精确运动控制，工程师采用了传感器辅助设定工具坐标系的方法。
他们使用激光传感器来识别物料特征，并根据特征信息确定工具中心点的位置和姿态。
通过这种方法，他们成功地提高了机器人的工作效率和准确性。
四、总结在工业机器人现场编程中，工具坐标系是实现精确运动控制的关键因素。
了解并掌握工具坐标系的设置方法对于提高生产效率和质量具有重要意义。
工业机器人三个关键程序数据-工具坐标系
工业机器人三个关键程序数据-工具坐标系在工业自动化生产过程中，机器人技术的应用越来越广泛。
工业机器人的控制程序是机械臂能否精准运动的关键。
其中，工具坐标系是机器人程序中不可或缺的一个重要参数。
本文将详细介绍工业机器人程序中三个关键数据之一-工具坐标系。
工业机器人简介工业机器人是自动化生产中的一种抢手装备。
它可以代替人的作业，完成大量机械和重复性的生产任务。
与传统机械制造相比，工业机器人具有以下优势：•安全性: 不仅能保护生产线上的工人，还能维护设备安全。
•精准性: 机械臂根据指令动作，操作精度可达0.01mm。
•生产效率: 工业机器人能够实现高速和良好的动作控制，同时还能进行非常复杂的生产操作。
因此，工业机器人的使用范围逐渐扩大，如制造业、物流仓储、医疗等领域。
工具坐标系在工业机器人的程序中，工具坐标系是非常重要的一个参数。
它定义了机器人的末端工具的位置和方向，也就是机器人操作时所使用的刀具、笔、夹具等工具的坐标系。
通过定义工具坐标系，机器人可以在三维空间中的任意点进行操作，而不用考虑工件的位置和方向。
这样可以提高机器人的生产效率。
工具坐标系有两个主要的坐标系：基座坐标系和工具坐标系。
基座坐标系是以机器人安装基座为原点建立的坐标系，而工具坐标系则是以机器人末端执行器上的工具为原点建立的坐标系。
机器人的机械臂位置由六个自由度协调控制实现。
三个位置坐标代表机械臂所处的位置，三个角度坐标代表机械臂的方向。
因此，工业机器人的工具坐标系需要设置六个变量来定义末端工具的方向和位置。
这6个变量通常被称为末端位姿。
工具坐标系是工业机器人的重要数据之一，因为它代表了刀具、笔、夹具等工具的位置和方向，是机器人控制程序的关键因素，是控制机器人运动准确性和精度的基础。
工具坐标系的制定与应用在工业机器人的控制程序中，创建工具坐标系是必须的，否则，机器人的运动与控制将无从谈起。
由于机器人可插拔式工作部件，工具坐标系需要定期更新，以确保工具操作的准确性与精度。
工业机器人的工具坐标系、工件坐标系、世界坐标系标定
第3章 机器人的坐标系及标定
机器人的坐标系是机器人操作和编程的基础。无论是操作机器人运动，还是对机 器人进行编程，都需要首先选定合适的坐标系。机器人的坐标系分为关节坐标系、机 器人坐标系、工具坐标系、世界坐标系和工件坐标系。通过本章的内容，掌握这几种 坐标系的含义其标定方法。
18
坐标系各轴平移或旋转。
六自由度工业机器人实训项目指导书
图 3-1 机器人的坐标系示意图
3.3 实验项目 1—运动学坐标系下的运动
3.3.1 实验目的 掌握机器人在运动学坐标系下运动的操作方法。
3.3.1 实验内容 坐标系设定为机器人 KCS 时，机器人工具末端 TCP 沿 KCS 坐标系的 X、Y、Z 轴
沿 WCS 坐标系 X 轴平移运动
沿 WCS 坐标系 Y 轴平移运动 沿 WCS 坐标系 Z 轴平移运动
20
六自由度工业机器人实训项目指导书
绕X 轴
绕WCS 坐标的X 轴旋转运动
绕Y 轴 旋转轴
绕WCS 坐标的Y 轴旋转运动
绕Z 轴
绕WCS 坐标的Z 轴旋转运动
若同时按下两个以上轴操作键时，机器人按合成动作运动。如果同轴反方向两键 同时按下，轴不动作，如[X-]+[X+]。 3.4.3 世界坐标系的标定
参照世界坐标系的标定方法，标定一个世界坐标系，并操作机器人在该坐标系下 运动。
（1）世界坐标系 WCS 标定管理主界面如图 3-2 所示，用户可通过菜单{机器人} 下的子菜单{坐标系管理}来进入该标定管理界面，也可以通过主界面上的{工具}按钮快 捷进入坐标系标定管理界面。
图 3-2 世界坐标系 WCS 管理界面
图 3-12 示教点管理界面（伺服使能）
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对于搬运工业机器人对于搬运工具，一般有真空吸盘、抓
手等。这些工具一般会直接安装在工业机器人法兰盘上，以真 空吸盘为例，工具tooldata设定，只需要设定工具质量，重心在 默认tool0的Z的正方向偏移值，TCP点设定在吸盘的接触面上 ，从默认tool0上的Z方向偏移值。（工具质量20kg、重心位置 tool0的Z的正方向200mm，TCP点从tool0上的Z正方向350mm）
工业机器人真空吸盘工具
设定如下：
4.2建立ABB工业机器人三个关键程序数据
在进行正式的编程之前，必需构建必要的编程环境，其 中有三个必须的关键程序数据（工具数据tooldata、工件坐 标wobjdata、负荷数据loaddata）就需要在编程前进行定义。
4.2.1工具数据tooldata建立 工具数据tooldata用于描述安装在机器人第六轴上的工具的
TCP、质量、重心等参数数据。 一般不同的机器人应用配置不同的工具，比如说弧焊的机
器人就使用弧焊枪作为工具，而用于搬运板材的机器人就会使 用吸盘式的夹具作为工具。
默认工具中心点（Tool Center Point）位于工业机器 人法兰盘中心。图示为工业机器人原始的TCP点。
带弧焊枪的工业机器人
工业机器人原始TCP
4、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。
工业机器人的tooldata可以通过三个各方式建立：分别是4 点法、5点法、6点法建立。4点法，不改变tool0的坐标方向；5 点法，改变tool0的Z方向；6点法，改变tool0的X和Z方向（在 焊接应用最为常用）。在获取前三个点的姿态位置时，其姿态 位置相差越大，最终获取的TCP精度越高。
工业机器人TCP数据的设定原理：
1、首先在工业机器人工作范围内找一个非常精确的固定 点作为参考点。
2、然后在工业机器人已安装的工具上确定一个参考点 （最好是工具的中心点）。
3、用之前介绍的手动操纵工业机器人的方法，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。为了获得更准确的TCP，在以下例子中使用六点法 进行操作，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。