机器人的运动轴和坐标系

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1、工业机器人技术及应用—手动操纵工业机器人主编：兰虎课前回顾所处位置————工业机器人的主要技术指标有哪些？工业机器人的点位运动和连续路径运动？【课前回顾】章节目录3.1机器人运动轴与坐标系3.1.1机器人运动轴的名称3.1.2机器人坐标系的种类3.2认识和使用示教器思考练习学习目标导入案例扩展与提高课堂认知3.3机器人安全操作规程3.3.1示教和手动机器人时3.3.2再现和生产运行时3.4手动移动机器人3.4.1移动方式返回3.4.2典型坐标系下的手动操作目录本章小结学习目标所处位置————能够熟练进行机器人坐标

2、系和运动轴的选择【学习目标掌握机器人运动轴与坐标系】返回目录认知目标能力目标导入案例所处UniversalRobots公司推出革命性的新型工业机器人位置————UR5机器人自重很轻（仅18.4kg），可以方便地在生产场地移动，而且不需要繁琐的安装与设置就可以迅速地融入到生产线中，与员工交互合作。编程过程可通过教学编程模式实现，用户可以扶住UR机械臂，手动引导机械臂，按所需的路径及移动模式运行机械臂一次，UR机器人就能自动记住移动路径和模式。机器人通过一套独特的、友好的图形用户界面操作，在触摸屏幕上，有一系列范围广

3、泛的功能让用户选择。任何重复性的生产过程，都能够使用它并从中受益。【导入案例】3.1机器人运动轴与坐标系3.1.1机器人运动轴的名称所处位通常机器人运动轴按其功能可划分为机器人轴、基座轴和工装轴，基座轴和工装轴统称外部轴。置————【机器人操作机（本体）的轴，属课机器人轴机器人操作机（本机）的轴，属于机器人本身。堂认知】基座轴工装轴机器人整体移动的轴，如行走轴（滑移平台或导轨）。机器人轴和基座轴以外的轴，指使工装夹具翻转和回转的轴机器人系统中各个运动轴的定义A5轴5A4轴4A6A3轴3轴6A2轴2A1轴1ABB机

4、器人KUKA机器人典型机器人操作机各运动轴3.1机器人运动轴与坐标系所处位置————【课堂认知】A1、A2和A3三轴（轴1、轴2和轴3）称为基本轴或主轴，用以保证末端执行器达到工作空间的任意位置。A4、A5和A6三轴（轴4、轴5和轴6）称为腕部轴或次轴，用以实现末端执行器的任意空间姿态。3.1.2机器人坐标系的种类所目前，大部分商用工业机器人系统中，均可使用关节坐标系、直角坐标系、工具坐标系和用户坐标系，而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴。处位置————【课堂认知】关节坐标系机器人坐工具坐标系标系种类直

5、角坐标系用户坐标系TCP为机器人系统控制点，出厂是默认位于最后一个运动轴或安装法兰的中心，安装工具后TCP点将发生改变。所(1)关节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。对大范围运动，且不要求TCP姿态的，可选择关节坐标系。处位置————轴名称轴类型动作说明动作图示ABBFANUCYASKAWAKUKA【本体课轴1S轴J1A1左右回转堂认知主轴（基本轴）大臂轴2L轴J2A2】上下运动小臂轴3U轴J3A3前后运动手腕轴4R轴J4A4回旋运动次轴手腕轴5B轴J5A5上下摆运动（腕部轴）手腕轴6T

6、轴J6A6圆周运动所(2)直角坐标系（世界坐标系、大地坐标系）机器人示教与编程时经常使用的坐标系之一，原点定义在机器人安装面与第一转动轴的交点处，X轴向前，Z轴向上，Y轴按右手法则确定。处位置————【课堂认知】ZXY直角坐标系原点所直角坐标系下的各轴动作处位置————【课堂认知】轴动作轴动作轴类型动作图示轴类型动作图示名称说明名称说明沿X轴平X轴U轴绕Z轴旋转行移动主轴次轴沿Y轴平Y轴V轴绕Y轴旋转（基本轴）（腕部行移动轴）绕末端工沿Z轴平行移动Z轴W轴具所指方向旋转ZXY沿X轴平行移动ZXY沿Y轴平行移动所(

7、3)工具坐标系原点定义在TCP点，并且假定工具的有效方向为X轴（有些机器人厂商将工具的有效方向定义为Z轴），而Y轴、Z轴由右手法则确定。在进行相对于工件不改变工具姿态的平移操作时选用该坐标系最为适宜。处位置————【课堂认知】YXZ工具坐标系原点工具坐标系下的各轴动作所处位置————【课堂认知】轴动作轴动作轴类型动作图示轴类型动作图示名称说明名称说明沿X轴平X轴Rx轴绕X轴旋转行移动主轴次轴沿Y轴平Y轴Ry轴绕Y轴旋转（基本轴）（腕部轴）行移动沿Z轴平Z轴Rz轴绕Z轴旋转行移动ZYX所处(4)用户坐标系可根据需要

8、定义用户坐标系。当机器人配备多个工作台时，选择用户坐标系可使操作更为简单。在用户坐标系中，TCP点将沿用户自定义的坐标轴方向运动。位置————【课堂认知】用户坐标系原点用户坐标系下的各轴动作轴动作轴动作轴类型动作图示轴类型动作图示名称说明名称说明沿X轴平X轴Rx轴绕X轴旋转行移动主轴次轴沿Y轴平Y轴Ry轴绕Y轴旋转（基本轴）（腕部轴）行移动沿Z轴平Z轴Rz轴绕Z轴旋转行移