《埃夫特工业机器人操作与编程》课件项目6 工具坐标系标定

项目6工具坐标系标定教学目标知识了解机器人工具坐标系的定义；理解工具坐标系在机器人作业中的作用。技能掌握标定工具坐标系的“四点法”。教学目标过程与方法根据实训项目的要求，采取小组合作的方式，完成工具坐标系标定项目。在小组合作过程中，合理分配工作任务，注重安全规范。总结并展示工具坐标系标定项目学习过程中的收获。情感、态度与价值观乐观、积极地对待手动操作机器人实训教学活动；严格遵守安全规范；不挑剔团队交给自己的工作任务，承担相应的责任；积极探讨操作过程的合理性，以及可能存在的问题。教学内容与时间安排教学内容时间2.1用“四点法”标定工具坐标系80min2.2在操作实训结束后，积极参加小组讨论，探讨实训操作过程中遇到的问题，并执行5S管理规定。20min4、 实训工具、器材与知识准备序号名称数量规格型号1机器人实训台1APR-JYT-101实训器材和工具夫特ER3A-C60机器人用于标定工具坐标系的方法有“三点法”、“四点法”和“六点法”，其中最常用的两种方法是“四点法”和“六点法”。4、实训工具、器材与知识准备“四点法”只能用于确定工具尖端（中心）点TCP（TOOLCENTERPOINT）。使用“四点法”时，用待测工具的尖端点从四个任意不同的方向靠近同一个参照点。参照点可以任意选择，但必须为同一个固定不变的参照点。机器人控制器从四个不同的法兰位置P1、P2、P3、P4计算出TCP位置。机器人TCP点运动到参考点的四个法兰位置必须分散开足够的距离，才能使计算出来的TCP位置精确。注意，使用“四点法”只能确定工具尖端（中心）点TCP相对于机器人末端法兰安装面的位置偏移值，当用户需要确定工具姿态分量时，要额外再使用“三点法”，或者直接使用“六点法”。4、实训工具、器材与知识准备采用“三点法”来确定工具姿态时，这三个位置点只能用笛卡尔空间下的移动运动来示教（即只能在机器人坐标系KCS，或世界坐标系WCS，或工件坐标系PCS，或工具坐标系TCS下，沿X轴、Y轴、Z轴的移动运动来示教，而不能绕X轴、Y轴、Z轴的转动运动来示教，也不能在关节坐标系ACS下的单个关节转动来示教），不能用有任何姿态的转动运动来示教，否则，不能计算出工具坐标系的姿态分量，并给出错误警告。三点法示教并计算工具坐标系TCS的姿态分量时，需要记录三个位置点，即P4点、P5点、P6点。此外，用户还需要选择示教点所在的平面，如选择XY平面，即示教P4点和P5点用来确定工具坐标系X轴的方向，P6点在工具坐标系XY平面的Y轴正方向一侧。由于三点法只确定工具坐标系TCP的姿态分量，所以示教的XY平面只要求平行于实际工具坐标系TCS的XY平面即可，并不要求一定在TCS的XY平面，P4点是XY示教平面X轴上的一点，并不要求必须是工具尖端（中心）点TCP（工具坐标系的原点），P5点和P6点也如此要求。4、实训工具、器材与知识准备六点法实际是上述四点法和三点法两种示教方法的综合。四点法需要示教P1、P2、P3、

P4共四个点，三点法需要示教P4、P5、P6三个点。四点法与三点法的组合总共需要示教7个数据点，才能最终确定工具的位置分量和姿态分量。将四点法中的P4点和三点法中的P4点重合示教为同一个P4点，就形成了六点法。采用六点法时，由于P4点是实际工具坐标系TCS的工具尖端（中心）点，如果采用XY（YZ或ZX）平面示教，则XY（YZ或ZX）平面必须是实际工具坐标系TCS的XY（YZ或ZX）平面，而不能是与XY（YZ或ZX）平面平行的平面，所以P5点必须是实际工具坐标系TCS的X（Y或Z）轴正方向上的一个位置点，P6点必须是实际工具坐标系TCS的XY（YZ或ZX）平面上Y（Z或X）轴正方向上的一点。同时需要注意的是，采用六点法来示教工具坐标系TCS时，P4、P5、P6这三个位置点的姿态必须在KCS下保持一致，位置点P5和P6只能用笛卡尔空间的平移运动来示教，不能用有任何姿态的转动运动来示教。因此，六点法总共需要示教P1到P6六个点，P1到P4这四个点参照四点法示教，P5、P6两个点参照三点法示教。5、 实训步骤四点法标定简介4点法示意图。四点法标定简介机器人末端法兰盘工具安装示意图。5、 实训步骤四点法标定步骤点击{机器人}-{坐标系管理}进入坐标系管理界面。5、 实训步骤四点法标定步骤选择{TCS}，通过左右箭头选择需要标定的工具坐标系序号，选择{4点法}，点击{下一步}。5、 实训步骤四点法标定步骤为第7号工具坐标系，4点法示教模式。将待测工具的尖端点TCP从第一个方向靠近固定参照物顶点。在伺服电源接通的情况下，保持按下{记录P1}按钮两秒钟，记录第一个位置点。5、

实训步骤四点法标定步骤5、 实训步骤四点法标定步骤

将待测工具的尖端点TCP从第二个方向靠近固定参照物顶点。在伺服电源接通的情况下，保持按下{记录P2}按钮两秒钟，记录第二个位置点。5、 实训步骤四点法标定步骤将待测工具的尖端点TCP从第三个方向靠近固定参照物顶点。在伺服电源接通的情况下，按下{记录P3}按钮两秒钟，记录第三个位置点。5、 实训步骤四点法标定步骤将待测工具的尖端点TCP从第四个方向靠近固定参照物顶点。在伺服电源接通的情况下，按下{记录P4}按钮两秒钟，记录第四个位置点。5、 实训步骤四点法标定步骤点击{计算}按钮，自动计算TCP位置点数据并显示计算结果。点击{完成}按钮，保存记录的示教位置点坐标及坐标系计算数据，返回到坐标系管理主界面。5、 实训步骤四点法标定步骤点击{设为当前}按钮，将新计算的TCP工具作为法兰末端工具。

5、 实训步骤四点法标定步骤操作要点(1)使用4点法标定时，4个位置点应该足够分散，以保证可以计算出精确的工具坐标系。(2)序号为0的坐标系队列元素不可编辑，为默认不使用工具情况下使用。(3)P1点记录完成后，{