机器人的运动轴及坐标系

    机器人是由运动轴和连杆组成的，而其运动方式是在不同的坐标系下进行的，为了掌握机器人的示教方法，应首先了解机器人的坐标系及各运动轴在不同坐标系下的运动。

  机器人各轴的名称

    机器人系统中，除了机器人本身外还包括一些周边设备，如变位机、移动滑台等。将运动轴按其功能划分为：机器人本体轴、基座轴和工作台轴。基座轴和工作台轴统称为外部轴，如图2.11所示。机器人本体轴属于机器人本身，基座轴是使机器人移动的轴的总称，主要为移动滑台。工作台轴是除机器人轴、基座轴以外的轴的总称，如变位机、翻转机等。

    机器人各轴的名称

  坐标系分类及各轴的运动

    在大部分商用机器人系统中，坐标系一般分五类：关节坐标系、绝对坐标系（直角坐标系）、工具坐标系、圆柱坐标系和用户坐标系。机器人的运动是根据不同的作业轨迹的要求，在这五种坐标系下的运动。

  关节坐标系

   机器人是有多个运动关节组成的，在关节坐标系下的运动，就是机器人各个关节的独立运动, 如图所示。

   对大范围运动，且不要求机器人末端姿态的，则选择关节坐标系。对外部轴来说，只有关节坐标系可选。

   在关节坐标系下，每个轴单独运动，关节运动方式如下：

关节坐标系下各个轴的运动

   绝对坐标系

     绝对坐标系的原点定义为机器人的安装面和第一转动轴的交点。X轴向前，Z轴向上，Y轴按右手规则定义。

     在绝对坐标系（直角坐标系）中，机器人的运动指机器人末端点的运动，在未装工具时，机器人的末端点指六轴法兰盘的中心点，在安装工具后，机器人的末端点指的是焊钳开口的中心点或焊枪的枪尖。

     在绝对坐标系下，机器人末端轨迹沿定义的X、Y、Z方向运动，其运动方式如图所示。

绝对坐标系及各轴的运动

   圆柱坐标系

    圆柱坐标系的原点与绝对坐标系的相同，Z轴向上，é轴方向为本体S轴转动方向，r轴平行于本体L轴, 如图所示。

圆柱坐标系及各轴的运动

   工具坐标系

     工具坐标系定义在工具尖，并且假定工具的有效方向为Z轴，X轴垂直于工具平面，Y轴由右手规则产生，如图所示。

     在工具坐标系中，机器人末端轨迹沿工具坐标的X、Y、Z轴方向运动，机器人的运动方式如下：

工具坐标系及各轴的运动

   用户坐标系

    用户坐标系是用户根据工作方便的需要，自行定义的坐标系，用户可根据需要定义多个坐标系,  如图2.16所示。

    在用户坐标系下，机器人末端轨迹沿用户自己定义的坐标轴方向运动，其运动方式如下：

用户坐标系及各轴的运动