機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軸和坐標(biāo)系

1、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 手動(dòng)操縱工業(yè)機(jī)器人 主 編：蘭 虎 課前回顧 所 處 位 置 工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？工業(yè)機(jī)器人的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)和連續(xù)路徑運(yùn)動(dòng)？【 課 前 回 顧 】 章節(jié)目錄 3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸與坐標(biāo)系 3.1.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸的名稱 3.1.2 機(jī)器人坐標(biāo)系的種類 3.2 認(rèn)識(shí)和使用示教器 思考練習(xí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 導(dǎo)入案例 擴(kuò)展與提高 課堂認(rèn)知 3.3 機(jī)器人安全操作規(guī)程 3.3.1 示教和手動(dòng)機(jī)器人時(shí) 3.3.2 再現(xiàn)和生產(chǎn)運(yùn)行時(shí) 3.4 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 3.4.1 移動(dòng)方式 返回 3.4.2 典型坐標(biāo)系下的手動(dòng)操作 目錄 本章小結(jié) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 所 處 位 置 能夠熟練進(jìn)行機(jī)器人坐標(biāo)

2、系和運(yùn)動(dòng)軸的選擇 【 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸與坐標(biāo)系 】 返回 目錄 認(rèn)知目標(biāo)認(rèn)知目標(biāo)能力目標(biāo)能力目標(biāo)導(dǎo)入案例 所 處 Universal Robots 公司推出革命性的新型工業(yè)機(jī)器人 位 置 UR5 機(jī)器人自重很輕（僅 18.4 kg ），可以方便地在生產(chǎn)場(chǎng)地移動(dòng)，而且不需要繁瑣的安裝與設(shè)置就可以迅速地融入到生產(chǎn)線中，與員工交互合作。編程過(guò)程可通過(guò)教學(xué)編程模式實(shí)現(xiàn)，用戶可以扶住 UR 機(jī)械臂，手動(dòng)引導(dǎo)機(jī)械臂，按所需的路徑及移動(dòng)模式運(yùn)行機(jī)械臂一次， UR 機(jī)器人就能自動(dòng)記住移動(dòng)路徑和模式。機(jī)器人通過(guò)一套獨(dú)特的、友好的圖形用戶界面操作，在觸摸屏幕上，有一系列范圍廣泛的功能讓用戶選擇。任

3、何重復(fù)性的生產(chǎn)過(guò)程，都能夠使用它并從中受益。 【 導(dǎo) 入 案 例 】 3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸與坐標(biāo)系 3.1.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸的名稱 所 處 位 通常機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸按其功能可劃分為機(jī)器人軸、基座軸和工裝軸， 基座軸 和工裝軸 統(tǒng)稱 外部軸 。 置 【 機(jī)器人操作機(jī)（本體）的軸，屬 課 機(jī)器人軸 機(jī)器人操作機(jī)（本機(jī)）的軸，屬于機(jī)器人本身。 堂 認(rèn) 知 】 基座軸 工裝軸 機(jī)器人整體移動(dòng)的軸，如行走軸（滑移平臺(tái)或?qū)к墸?機(jī)器人軸和基座軸以外的軸，指使工裝夾具翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)的軸機(jī)器人系統(tǒng)中各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的定義 A5 軸軸 5 A4 軸軸 4 A6 A3 軸軸 3 軸軸 6 A2 軸軸 2 A1 軸軸 1 AB

4、B 機(jī)器人 KUKA 機(jī)器人 典型機(jī)器人操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)軸 3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸與坐標(biāo)系 所 處 位 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 A1 、 A2 和 A3 三軸（軸 1 、軸 2 和軸 3 ）稱為基本軸或主軸， 用以保證末端執(zhí)行器達(dá)到工作空間的任意位置。 A4 、 A5 和 A6 三軸（軸 4 、軸 5 和軸 6 ）稱為腕部軸或次軸， 用以實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的任意空間姿態(tài)。 3.1.2 機(jī)器人坐標(biāo)系的種類 所 目前，大部分商用工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，均可使用關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、直角坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系， 而工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系同屬于直角坐標(biāo)系范疇 。 處 位 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系 機(jī)器

5、人坐 工具坐標(biāo)系 標(biāo)系種類 直角坐標(biāo)系 用戶坐標(biāo)系 TCP 為機(jī)器人系統(tǒng)控制點(diǎn)，出廠是默認(rèn)位于最后一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸或安裝法蘭的中心，安裝工具后 TCP 點(diǎn)將發(fā)生改變。 所 (1) 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系 在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下，機(jī)器人各軸均可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)正向或反向運(yùn)動(dòng)。對(duì)大范圍運(yùn)動(dòng)，且不要求 TCP 姿態(tài)的，可選擇關(guān)節(jié)坐標(biāo)系。 處 位 置 軸名稱 軸類型 動(dòng)作說(shuō)明 動(dòng)作圖示 ABB FANUC YASKAWA KUKA 【 本體 課 軸 1 S 軸 J1 A1 左右回轉(zhuǎn) 堂 認(rèn) 知 主軸 （基本軸） 大臂 軸 2 L 軸 J2 A2 】 上下運(yùn)動(dòng) 小臂 軸 3 U 軸 J3 A3 前后運(yùn)動(dòng) 手腕 軸 4 R 軸 J4 A4

6、 回旋運(yùn)動(dòng) 次軸 手腕 軸 5 B 軸 J5 A5 上下擺運(yùn)動(dòng) （腕部軸） 手腕 軸 6 T 軸 J6 A6 圓周運(yùn)動(dòng) 所 (2) 直角坐標(biāo)系（世界坐標(biāo)系、大地坐標(biāo)系） 機(jī)器人示教與編程時(shí)經(jīng)常使用的坐標(biāo)系之一的坐標(biāo)系之一 ，原點(diǎn)定義，原點(diǎn)定義在機(jī)器人安裝面與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)處，在機(jī)器人安裝面與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的交點(diǎn)處， X 軸向前，軸向前， Z軸向上， Y 軸按右手法則確定。 處 位 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 Z X Y 直角坐標(biāo)系原點(diǎn) 所 直角坐標(biāo)系下的各軸動(dòng)作 處 位 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 軸軸 動(dòng)作動(dòng)作 軸軸 動(dòng)作動(dòng)作 軸類型軸類型 動(dòng)作圖示動(dòng)作圖示 軸類型軸類型 動(dòng)作圖示動(dòng)作圖示 名

7、稱名稱 說(shuō)明說(shuō)明 名稱名稱 說(shuō)明說(shuō)明 沿沿 X X 軸平軸平 X X 軸軸 U U 軸軸 繞繞 Z Z 軸軸 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 行移動(dòng)行移動(dòng) 主軸主軸 次軸次軸 沿沿 Y Y 軸平軸平 Y Y 軸軸 V V 軸軸 繞繞 Y Y 軸軸 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) （基本軸（基本軸 ）（腕部（腕部 行移動(dòng)行移動(dòng) 軸）軸） 繞末端工繞末端工 沿沿 Z Z 軸平軸平 行移動(dòng)行移動(dòng) Z Z 軸軸 W W 軸軸 具所指方具所指方 向旋轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn) Z X Y 沿沿 X X 軸平行移動(dòng)軸平行移動(dòng) Z X Y 沿沿 Y Y 軸平行移動(dòng)軸平行移動(dòng) 所 (3) 工具坐標(biāo)系 原點(diǎn)定義在 TCP 點(diǎn)，并且假定工具的有效方向?yàn)?X 軸（有些機(jī)器人廠

8、商將工具的有效方向定義為 Z 軸），而 Y 軸、 Z 軸由右手法則確定。 在進(jìn)行相對(duì)于工件不改變工具姿態(tài)的平移操作時(shí)選用該坐標(biāo)系最為適宜。 處 位 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 Y X Z 工具坐標(biāo)系原點(diǎn) 工具坐標(biāo)系下的各軸動(dòng)作 所 處 位 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 軸 動(dòng)作 軸 動(dòng)作 軸類型 動(dòng)作圖示 軸類型 動(dòng)作圖示 名稱 說(shuō)明 名稱 說(shuō)明 沿 X 軸平 X 軸 Rx 軸 繞 X 軸 旋轉(zhuǎn) 行移動(dòng) 主軸 次軸 沿 Y 軸平 Y 軸 Ry 軸 繞 Y 軸 旋轉(zhuǎn) （基本軸） （腕部軸） 行移動(dòng) 沿 Z 軸平Z 軸 Rz 軸 繞 Z 軸 旋轉(zhuǎn) 行移動(dòng) Z Y X 所 處 (4) 用戶坐標(biāo)系 可根

9、據(jù)需要定義用戶坐標(biāo)系。 當(dāng)機(jī)器人配備多個(gè)工作臺(tái)時(shí)，選擇用戶坐標(biāo)系可使操作更為簡(jiǎn)單 。在用戶坐標(biāo)系中， TCP 點(diǎn)將沿用戶自定義的坐標(biāo)軸方向運(yùn)動(dòng)。 位 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 用戶坐標(biāo)系原點(diǎn) 用戶坐標(biāo)系下的各軸動(dòng)作 軸 動(dòng)作 軸 動(dòng)作 軸類型 動(dòng)作圖示 軸類型 動(dòng)作圖示 名稱 說(shuō)明 名稱 說(shuō)明 沿 X 軸平 X 軸 Rx 軸 繞 X 軸 旋轉(zhuǎn) 行移動(dòng) 主軸 次軸 沿 Y 軸平 Y 軸 Ry 軸 繞 Y 軸 旋轉(zhuǎn) （基本軸） （腕部軸） 行移動(dòng) 沿 Z 軸平Z 軸 Rz 軸 繞 Z 軸 旋轉(zhuǎn) 行移動(dòng) 3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸與坐標(biāo)系 不同的機(jī)器人坐標(biāo)系功能等同，即機(jī)器人在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下完成的動(dòng)作，同

10、樣可在直角坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)。 所 處 位 提示 機(jī)器人在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下的動(dòng)作是單軸運(yùn)動(dòng)，而在直角坐標(biāo)系下則是多軸聯(lián)動(dòng)。除關(guān)節(jié)坐標(biāo)系以外，其他坐標(biāo)系均可實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)不變動(dòng)作（只改變工具姿態(tài)而不改變 TCP 位置）在進(jìn)行機(jī)器人 TCP 標(biāo)定時(shí)經(jīng)常用到。 置 【 課 堂 認(rèn) 知 】 動(dòng)作前 動(dòng)作后 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下的單軸運(yùn)動(dòng) 直角坐標(biāo)系下的多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng) 動(dòng)作后 動(dòng)作中 動(dòng)作前 動(dòng)作中 A5 軸軸 5 A4 軸軸 4 A6 A3 軸軸 3 軸軸 6 A2 軸軸 2 A1 軸軸 1 ABB 機(jī)器人 KUKA 機(jī)器人 典型機(jī)器人操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)軸 A5 軸軸 5 A4 軸軸 4 A6 A3 軸軸 3 軸軸 6 A2 軸軸

11、 2 A1 軸軸 1 ABB 機(jī)器人 KUKA 機(jī)器人 典型機(jī)器人操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)軸 A5 軸軸 5 A4 軸軸 4 A6 A3 軸軸 3 軸軸 6 A2 軸軸 2 A1 軸軸 1 ABB 機(jī)器人 KUKA 機(jī)器人 典型機(jī)器人操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)軸 A5 軸軸 5 A4 軸軸 4 A6 A3 軸軸 3 軸軸 6 A2 軸軸 2 A1 軸軸 1 ABB 機(jī)器人 KUKA 機(jī)器人 典型機(jī)器人操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)軸 A5 軸軸 5 A4 軸軸 4 A6 A3 軸軸 3 軸軸 6 A2 軸軸 2 A1 軸軸 1 ABB 機(jī)器人 KUKA 機(jī)器人 典型機(jī)器人操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)軸 A5 軸軸 5 A4 軸軸 4 A6 A3 軸軸

12、3 軸軸 6 A2 軸軸 2 A1 軸軸 1 ABB 機(jī)器人 KUKA 機(jī)器人 典型機(jī)器人操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)軸 3.2 認(rèn)識(shí)和使用示教器 所 處 位 置 【 課 堂 KUKA smartPAD ABB FlexPendant 認(rèn) 知 】 YASKAWA DX100 FANUC iPendant 返回 目錄 工業(yè)機(jī)器人行業(yè)四巨頭的最新示教器產(chǎn)品 16/34 3.2 認(rèn)識(shí)和使用示教器 示教器主要由 顯示屏 和各種操作 按鍵 組成，顯示屏主要有 4 個(gè)顯示區(qū)組成。 所 處 位 置 菜單顯示區(qū) 顯示操作屏主菜單和子菜單。 通用顯示區(qū) 在通用顯示區(qū)，可對(duì)作業(yè)程序、特性文件、各種設(shè)定進(jìn)行顯 【 課 示和編輯。

13、堂 認(rèn) 知 狀態(tài)顯示區(qū) 顯示系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，如動(dòng)作坐標(biāo)系、機(jī)器人移動(dòng)速度等。顯 】 示的信息根據(jù)控制柜的模式（示教或再現(xiàn)）不同而改變。 人機(jī)對(duì)話顯示區(qū) 在機(jī)器人示教或自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，顯示功能圖標(biāo)以及系 統(tǒng)錯(cuò)誤信息等。 返回 目錄 17/34 3.2 認(rèn)識(shí)和使用示教器 示教器按鍵設(shè)置主要包括【急停鍵】、【安全開關(guān)】、【坐標(biāo)選擇鍵】、【 軸操作鍵】 / 【 Jog 鍵】、【速度鍵】、【光標(biāo)鍵】、【功能鍵】、【模式旋鈕】 所 處 等。 位 置 序號(hào) 按鍵名稱 按鍵功能 通過(guò)切斷伺服電源立刻停止機(jī)器人和外部軸操作。 急停鍵 一旦按下，開關(guān)保持緊急停止?fàn)顟B(tài)；順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)解除緊急停止?fàn)顟B(tài) 【 1 課 。

14、堂 在操作時(shí)確保操作者的安全。 認(rèn) 只有安全開關(guān)被按到適中位置，伺服電源才能，機(jī)器人方可動(dòng)作。 安全開關(guān) 知 2 】 一旦松開或按緊，切斷伺服電源，機(jī)器人立即停止運(yùn)動(dòng)。 手動(dòng)操作時(shí)，機(jī)器人的動(dòng)作坐標(biāo)選擇鍵。 可在關(guān)節(jié)、直角、工具和用戶等常見坐標(biāo)系中選擇。 坐標(biāo)選擇鍵 3 此鍵每按一次，坐標(biāo)系變化一次。 對(duì)機(jī)器人各軸進(jìn)行操作的鍵。 只有按住軸操作鍵，機(jī)器人才可動(dòng)作。 軸操作鍵 4 可以按住兩個(gè)或更多的鍵，操作多個(gè)軸。 速度鍵 手動(dòng)操作時(shí)，用這些鍵來(lái)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度。 5 光標(biāo)鍵 使用這些鍵在屏幕上按一定的方向移動(dòng)光標(biāo)。 6 功能鍵 使用這些鍵可根據(jù)屏幕顯示執(zhí)行指定的功能和操作。 7 返回 選

15、擇機(jī)器人控制柜的模式（示教模式、再現(xiàn) / 自動(dòng)模式、遠(yuǎn)程 / 遙控模式等 目錄 模式旋鈕 8 ）。 18/34 3.3 機(jī)器人安全操作規(guī)程 3.3.1 示教和手動(dòng)機(jī)器人時(shí) 所 處 位 1 ）禁止用力搖晃機(jī)械臂及在機(jī)械臂上懸掛重物。 置 2 ）示教時(shí)請(qǐng)勿戴手套。穿戴和使用規(guī)定的工作服、安全鞋、安全帽、保護(hù)用具等 3 ）未經(jīng)許可不能擅自進(jìn)入機(jī)器人工作區(qū)域。調(diào)試人員進(jìn)入機(jī)器人工作區(qū)域時(shí)， 需 【 隨身攜帶示教器，以防他人誤操作。 課 堂 4 ）示教前，需仔細(xì)確認(rèn)示教器的安全保護(hù)裝置是否能夠正確工作，如【急停鍵】、 認(rèn) 【安全開關(guān)】等。 知 】 5 ）在手動(dòng)操作機(jī)器人時(shí)要采用較低的倍率速度以增加對(duì)機(jī)器

16、人的控制機(jī)會(huì)。 6 ）在按下示教器上的【軸操作鍵】之前要考慮到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 7 ）要預(yù)先考慮好避讓機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，并確認(rèn)該路徑不受干涉。 8 ）在察覺到有危險(xiǎn)時(shí)，立即按下【急停鍵】，停止機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)。 返回 目錄 19/34 3.3 機(jī)器人安全操作規(guī)程 3.3.2 再現(xiàn)和生產(chǎn)運(yùn)行時(shí) 所 處 1 ）機(jī)器人處于自動(dòng)模式時(shí)，嚴(yán)禁進(jìn)入機(jī)器人本體動(dòng)作范圍內(nèi)。 位 置 2 ）在運(yùn)行作業(yè)程序前，須知道機(jī)器人根據(jù)所編程序?qū)⒁獔?zhí)行的全部任務(wù)。 3 ）使用由其他系統(tǒng)編制的作業(yè)程序時(shí)，要先跟蹤一遍確認(rèn)動(dòng)作，之后再使用該程序。 【 課 堂 4 ）須知道所有會(huì)左右機(jī)器人移動(dòng)的開關(guān)、傳感器和控制信號(hào)的位置和狀態(tài)。

17、認(rèn) 知 】 5 ）必須知道機(jī)器人控制器和外圍控制設(shè)備上的【急停鍵】的位置，準(zhǔn)備在緊急情況 下按下這些按鈕。 6 ）永遠(yuǎn)不要認(rèn)為機(jī)器人沒有移動(dòng)，其程序就已經(jīng)完成，此時(shí)機(jī)器人很可能是在等 待讓它繼續(xù)移動(dòng)的輸入信號(hào)。 返回 目錄 20/34 3.4 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 3.4.1 移動(dòng)方式 所 處 位 (1) 點(diǎn)動(dòng) 置 點(diǎn)動(dòng)機(jī)器人就是點(diǎn)按 / 微動(dòng)【軸操作鍵】來(lái)移動(dòng)機(jī)器人手臂的方式。每 點(diǎn)按或微動(dòng)【軸操作鍵】一次機(jī)器人移動(dòng)一段距離。 點(diǎn)動(dòng)機(jī)器人主要用在 示教時(shí)離目標(biāo)位置較近的場(chǎng)合。 【 課 堂 認(rèn) 知 】 返回 目錄 點(diǎn)動(dòng)機(jī)器人 21/34 3.4 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 3.4.1 移動(dòng)方式 所 處 位 (2

18、) 連續(xù)移動(dòng) 置 連續(xù)移動(dòng)機(jī)器人則是長(zhǎng)按 / 撥動(dòng)【軸操作鍵】來(lái)移動(dòng)機(jī)器人手臂的方式。 連續(xù) 移動(dòng)機(jī)器人主要用在示教時(shí)離目標(biāo)位置較遠(yuǎn)的場(chǎng)合 。 【 課 堂 認(rèn) 知 】 返回 連續(xù)移動(dòng)機(jī)器人 目錄 22/34 3.4 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 3.4.2 典型坐標(biāo)系下的手動(dòng)操作 所 處 ( 1 ) 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系 位 置 關(guān)鍵步驟：系統(tǒng)上電開機(jī) A 工位機(jī)器人手動(dòng)示教 選擇關(guān)節(jié)坐標(biāo)系 移動(dòng) 機(jī)器人到 B 工位 / 旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī) B 工位機(jī)器人手動(dòng)示教。 【 課 堂 認(rèn) 知 】 工位工位 B 工位工位 B 工位工位 A 工位工位 A 雙工位操作 雙工位 + 變位機(jī)操作 機(jī)器人外部軸的運(yùn)動(dòng)控制，只能在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下進(jìn)

19、行。 返回 提示 目錄 23/34 3.4 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 3.4.2 典型坐標(biāo)系下的手動(dòng)操作 所 處 ( 2 ) 直角坐標(biāo)系 位 置 關(guān)鍵步驟：系統(tǒng)上電開機(jī) 選擇關(guān)節(jié)坐標(biāo)系 變換末端工具姿態(tài)至作業(yè)姿態(tài) 選擇直角坐標(biāo)系 移動(dòng)機(jī)器人至直線軌跡的開始點(diǎn) 選擇直角坐標(biāo)系的 Y 軸 移動(dòng) 機(jī)器人至直線軌跡的結(jié)束點(diǎn)。 【 課 堂 認(rèn) 運(yùn)動(dòng)軌跡 知 】 z y x 機(jī)器人直線運(yùn)動(dòng)軌跡 返回 目錄 24/34 3.4 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 3.4.2 典型坐標(biāo)系下的手動(dòng)操作 所 處 ( 3 ) 工具坐標(biāo)系 位 置 關(guān)鍵步驟： 選擇直角坐標(biāo)系 移動(dòng)機(jī)器人到作業(yè)軌跡的結(jié)束點(diǎn) 選擇工 具坐標(biāo)系的 X 軸 移動(dòng)機(jī)器人到一

20、個(gè)安全位置。 【 課 堂 認(rèn) 動(dòng)作后 知 動(dòng)作前 】 末端工具規(guī)避動(dòng)作 若設(shè)定工具的有效方向?yàn)楣ぞ咦鴺?biāo)系的 Z 軸，此時(shí)末端工具規(guī)避 返回 提示 目錄 動(dòng)作應(yīng)選 Z 軸進(jìn)行操作。 25/34 3.4 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，其基本操作流程可歸納：示教前的準(zhǔn)備和手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 所 。需要注意的是，手動(dòng)操作機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)將不被保存。 處 位 開 始 置 裝夾工件 依次順序閉合電源設(shè)備開關(guān) 示 【 打開機(jī)器人附屬作業(yè)系統(tǒng)電源 系統(tǒng)上電開機(jī) 教 課 前 堂 打開機(jī)器人控制柜電源 的 認(rèn) 準(zhǔn) 登錄系統(tǒng) 備 知 （輸入用戶 ID 與口令） 】 選擇“示教”模式 輕握【 安全開關(guān)

21、】接通 伺服電源 手 選擇機(jī)器人動(dòng)作模式 動(dòng) 移 設(shè)定機(jī)器人手動(dòng)速度 動(dòng) 手動(dòng)操縱機(jī)器人 機(jī) 選擇合適的機(jī)器人坐標(biāo)系 器 人 使用【 軸操作鍵 】選擇運(yùn)動(dòng)軸 移動(dòng)機(jī)器人到目標(biāo)位置 返回 結(jié) 束 目錄 手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人操作流程 26/34 點(diǎn)動(dòng)/步進(jìn)連續(xù)移動(dòng)單軸運(yùn)動(dòng)多軸協(xié)調(diào)機(jī)器人 TCP （工具中心點(diǎn)）標(biāo)定 工具坐標(biāo)系的準(zhǔn)確度直接影響機(jī)器人的軌跡精度。默認(rèn)工具坐標(biāo)系的原點(diǎn) 所 處 位于機(jī)器人安裝法蘭的中心，當(dāng)接裝不同的工具（如焊槍）時(shí)，工具需獲得一 位 個(gè)用戶定義的直角坐標(biāo)系。 置 【 擴(kuò) 展 與 提 高 】 b) TCP 標(biāo)定 a) 未 TCP 標(biāo)定 返回 機(jī)器人工具坐標(biāo)系的標(biāo)定 目錄 27/3

22、4 機(jī)器人 TCP （工具中心點(diǎn)）標(biāo)定 所 目前，機(jī)器人工具坐標(biāo)系的標(biāo)定方法主要有 外部基準(zhǔn)法 和 多點(diǎn)標(biāo)定法 。 處 位 (1) 外部基準(zhǔn)標(biāo)定法 只需要使工具對(duì)準(zhǔn)某一測(cè)定好的外部基準(zhǔn)點(diǎn)，便可完成標(biāo)定 置 ，標(biāo)定過(guò)程快捷簡(jiǎn)便。但這類標(biāo)定方法依賴于機(jī)器人外部基準(zhǔn)。 (2) 多點(diǎn)標(biāo)定法 這類標(biāo)定包含工具中心點(diǎn)（ TCP ）位置多點(diǎn)標(biāo)定和工具坐標(biāo)系（ 【 TCF ）姿態(tài)多點(diǎn)標(biāo)定。 TCP 位置標(biāo)定是使幾個(gè)標(biāo)定點(diǎn) TCP 位置重合，從而計(jì)算出 擴(kuò) 展 TCP ，如四點(diǎn)法； TCF 姿態(tài)標(biāo)定是使幾個(gè)標(biāo)定點(diǎn)之間具有特殊的方位關(guān)系，從而計(jì) 與 算出工具坐標(biāo)系相對(duì)于末端關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的姿態(tài)，如五點(diǎn)法、六點(diǎn)法。 提

23、 高 TCP 六點(diǎn)法操作步驟： 】 1 ）在機(jī)器人動(dòng)作范圍內(nèi)找一個(gè)精確的固定點(diǎn)作為參考點(diǎn)。 2 ）在工具上確定一個(gè)參考點(diǎn)（最好是工具中心點(diǎn) TCP ）。 3 ）移動(dòng)工具參考點(diǎn)，以四種不同的工具姿態(tài)盡可能與固定點(diǎn)剛好碰上。 4 ）機(jī)器人控制柜通過(guò)前 4 個(gè)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)即可計(jì)算出 TCP 的位置，通過(guò)后 2 個(gè)點(diǎn) 即可確定 TCP 的姿態(tài)。 5 ）根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定工具的質(zhì)量和重心位置數(shù)據(jù)。 返回 目錄 28/34 機(jī)器人 TCP （工具中心點(diǎn)）標(biāo)定 所 處 位 置 【 a) 位置點(diǎn) 1 b) 位置點(diǎn) 2 c) 位置點(diǎn) 3 擴(kuò) 展 與 提 高 z x 】 d) 位置點(diǎn) 4 e) 位置點(diǎn) 5 f) 位

24、置點(diǎn) 6 TCP 標(biāo)定過(guò)程 TCP 標(biāo)定操作要以次軸（腕部軸）為主。 在參考點(diǎn)附近要降低速度，以免相撞。 TCP 標(biāo)定后，可通過(guò)在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系以外的坐標(biāo)系中進(jìn)行控 提示 返回 目錄 制點(diǎn)不變動(dòng)作檢驗(yàn)標(biāo)定效果。 29/34 機(jī)器人 TCP （工具中心點(diǎn)）標(biāo)定 如果使用搬運(yùn)類的夾具，其 TCP 設(shè)定方法如下： 所 處 位 以搬運(yùn)物料袋的夾緊爪為例，其結(jié)構(gòu)對(duì)稱，重心在默認(rèn)工具坐標(biāo)系的 Z 方向偏移 置 一定距離，可在設(shè)置頁(yè)面直接手動(dòng)輸入偏移量數(shù)值、質(zhì)量數(shù)據(jù)。 【 TCP 擴(kuò) 展 與 提 高 】 夾緊爪 TCP 標(biāo)定 返回 目錄 30/34 本章小結(jié) 所 處 通常可將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸分為本體軸和外部軸兩類。 位 置 本體軸屬于機(jī)器人本身，外部軸包括基座軸和工裝軸。 目前在大部分商用工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中，存在四類可 以使用的坐標(biāo)系：關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、直角坐標(biāo)系、工具坐標(biāo) 【 本 章 系和用戶坐標(biāo)系。其中，關(guān)節(jié)坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系在機(jī) 小 結(jié) 器人手動(dòng)操作和作業(yè)示教中運(yùn)用最多。 】 手動(dòng)操縱工業(yè)機(jī)器人是通過(guò)手動(dòng)操控示教器上的機(jī) 器人運(yùn)動(dòng)軸按鍵將機(jī)器人在某一或某幾個(gè)坐標(biāo)系下移動(dòng) 到某個(gè)位置的方法。一般采用點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)移動(dòng)兩種方式 來(lái)實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)動(dòng)機(jī)器人主