工业机器人坐标系包括哪些？工业机器人坐标系的作用

原文标题：工业机器人坐标系包括哪些？工业机器人坐标系的作用

一、什么是工业机器人坐标系？

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。工业机器人分为机器人本体轴和外部轴。外部轴又分为滑台和上位机等。如无特别说明，机器人轴即指机器人本体的运动轴。对机器人进行轴操作时，可以使用以下几种坐标系（各牌子机器人叫法不一致）

坐标系包含：基坐标系、大地坐标系、工具坐标系、工件坐标系、球坐标型、关节坐标型、平面关节型、圆柱坐标型、用户坐标系。。

工具坐标系

工具坐标系把机器人腕部法兰盘所持工具的有效方向作为Z 轴，并把坐标定义在工具的尖端点。

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。

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 轴作的垂直线，为 Y 轴。
 

直角坐标/笛卡儿坐标/台架型

这种机器人由三个线性关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加道德旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此，很容易通过计算机实现。
直角坐标系的方向规定：X轴方向向前，Z轴方向向上，Y轴根据右手定则确定。不管机器人处于什么位置，均可沿设定的X 轴、Y 轴、Z 轴平行移动。
它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大：它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它的操作范围小，手臂收缩的同时又向相反的方向伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。

圆柱坐标型

圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件的位置，再附加一个旋转关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力；能够伸入型腔式机器内部。但是，它的手臂可以到达的空间受到限制，不能到达近立柱或近地面的空间；直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。
 

用户坐标系

在机器人动作允许范围内的任意位置，设定任意角度的X、Y、Z 轴，用户坐标系一般定义在工件,方向由用户自己定义.

 

球坐标型

球坐标机器人采用球坐标系，它用一个滑动关节和两个旋转关节来确定部件的位置，再用一个附加的旋转关节确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转，中心支架附近的工作范围大，两个转动驱动装置容易密封，覆盖工作空间较大。但该坐标复杂，难于控制，且直线驱动装置仍存在密封及工作死区的问题。
 

关节坐标型/拟人型（3R）

关节机器人的关节全都是旋转的，类似于人的手臂，各轴进行单独动作，是工业机器人中最常见的结构。

 

平面关节型

这种机器人可看作是关节坐标式机器人的特例，它只有平行的肩关节和肘关节，关节轴线共面。