(5.2.2)-任务5-2：工业机器人工具坐标系

工业机器人操作与编程建立工业机器人工具坐标系领先科技未来任务目标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。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。任务引入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；背景知识一、工业机器人各坐标系定义坐标系基坐标系大地坐标系工具坐标系工件坐标系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。背景知识二、认知和建立工具坐标系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。工具数据tooldata的定义背景知识二、认知和建立工具坐标系工具数据tooldata的定义一般不同的机器人应用配置不同的工具默认工具（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移至编程位置背景知识二、认知和建立工具坐标系TCP的几种设定方法：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。N（3≤N≤9）点法在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。TCP和Z，X法（1）单击“ABB”按钮，弹出如图所示窗口。（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。（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（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。(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：●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。以TCP和Z、X法（N=4）建立一个工具数据tool1任务实施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