跟着社会先进、科技开展，工业机器人的使用也愈来愈遍及。因为其品种浩繁、运动轴与坐标系也良多，肯定起来简单犯错，关于老手特别如斯。本文次要先容了工业机器人运动轴的定名、坐标系的肯定准则及其常用品种，以期对工业机器人的使用起到必然的参考。

1.机器人运动轴

工业机器人正在出产中，普通须要装备除自身机能特色的外围设备，如迁移转变工件的回转台，挪动工件的挪动台等。这些外围设备的运动跟地位节制皆须要与工业机器人相配归并要求响应精度。平常机器人运动轴按其功用可分别为机器人轴、基座轴跟工装轴，基座轴跟工装轴统称内部轴。

机器人轴是指操纵本体的轴，属于机器人本身，现阶段商用的工业机器人大多以8轴为主。基座轴是使机器人挪动轴的总称，次要指行走轴。工装轴是除机器人轴、基座轴之外轴的总称，教唆工件、工装夹具翻转跟反转展转的轴，如回转台、翻转台等。实际出产中常用的是6枢纽工业机器人，该操作机有6个可举止的枢纽。附表与图1为罕见工业机器人本体运动轴的界说，值得注意的是，分歧的工业机器人本体运动轴的界说也分歧。用于保障末尾执行器到达事情空间随意率性地位的轴称为根本轴或主轴；用于实现末尾执行器随意率性空间姿态的轴，称为腕部轴或次轴；图2是YASKAWA工业机器人各运动轴的关联。

图1典范机器人各运动轴

图2YASKAWA工业机器人各运动轴的关联

2.机器人坐标系肯定

机器人顺序中一切面的地位皆跟坐标系关系，同时这个坐标系也能够跟另一个坐标系关系。

机器人的各类坐标系皆由正交的右手定则去决意，如图3所示。当盘绕平行于X、Y、Z轴线的各轴扭转时，离别界说为A、B、C。A、B、C的正标的目的离别是X、Y、Z正标的目的上右手螺旋行进的标的目的。

图3右手坐标系

图4扭转坐标系

常用的坐标系是相对坐标系、机座坐标系、机器接口坐标系跟对象坐标系。

相对坐标系与机器人的运动有关，以地球为参照系的流动坐标系，符号为O0、X0、Y0、Z0。原点O0、+X0轴由用户依据须要去肯定；+Z0轴与重力加速度的矢量共线，但标的目的相反。

机座坐标系是以机器人机座装置立体为参照系的坐标系，符号为O1、X1、Y1、Z1。原点O1由机器人制造厂划定；+Z1轴垂直于机器人机座装置里，指向机器人机体；X1轴标的目的由原点指向机器人事情空间中心点Cw正在机座装置面上的投影。当因为机器人的机关不克不及实现此商定时，X1轴的标的目的可由制造厂划定。

机器接口坐标系是以机器接口为参照系，符号为Om、Xm、Ym、Zm。原点Om是机器接口的中间；+Zm轴的标的目的垂直于机器接口中间，并由此指向末尾执行器；+Xm轴由机器接口立体跟X1、Z1立体（或平行于X1、Z1图2YASKAWA工业机器人各运动轴的关联图3右手坐标系图4扭转坐标系图5坐标系示例图6对象坐标系的立体）的交线去界说，同时机器人的主、副枢纽轴处于运动规模的中央地位。当机器人机关不克不及实现此商定时，应由制造厂划定主枢纽轴地位。+Xm轴的指向阔别Z1轴。

对象坐标系以装置正在机器接口上的末尾执行器为参照系，符号为Ot、Xt、Yt、Zt。原点Ot是对象中心点；+Zt轴与对象有关，平常是对象指向；正在平板式夹爪型夹持器夹持时，+Yt是手指运动立体的标的目的。

图5坐标系示例

图6对象坐标系

3.工业机器人常用坐标系

基坐标系（BaseCoordinateSystem），又称为机座坐标系，位于机器人基座。如图5所示，它是最便于机器人从一个地位挪动到另一个地位的坐标系。基坐标系正在机器人基座中有响应的零点，这使流动装置机器人的挪动存在可预测性。正在畸形设置的机器人体系中，工人可经由过程控制杆停止该坐标系的挪动。

世界坐标系（WorldCoordinateSystem），又称为大地坐标系或相对坐标系。若是机器人装置正在空中，正在基坐标系下示教编程很简单，但当机器人吊装时，机器人末尾挪动直观性好，因此示教编程较为难题。

此外，若是两台或多台机器人配合协作时，例如，一台装置于空中，另一台颠倒，颠倒机器人的基坐标系也将上下颠倒。当离别正在两台机器人的基坐标系A、B中停止运动节制时，很难猜测相互协作运动的环境。

图7世界坐标系

此时，可以界说一个配合的世界坐标系C取而代之。若无特别解释，单台机器人世界坐标系跟基坐标系是重合的。

用户坐标系（UserCoordinateSystem），机器人可以跟分歧的工作台或夹具共同事情，正在每一个事情台上树立一个用户坐标系。机器人大部分采取示教编程的方法，步调烦琐，关于不异工件，若安排正在分歧工作台停止操纵，没必要从头编程，只需响应天变更到以后用户坐标系下。用户坐标系正在基坐标系或许世界坐标系下树立。

工件坐标系（ObjectCoordinateSystem）与工件相关，平常最适于对机器人停止编图7世界坐标系程。工件坐标系对应工件，它界说工件绝对于大地坐标系的地位。

工件坐标系拥有特定附加属性，次要用于简化编程。他拥有两个框架：用户框架跟工件框架。机器人可以拥有若干工件坐标系，默示分歧工件，或许默示统一工件正在分歧地位的若干形态。对机器人停止编程就是正在工件坐标系中创立方针跟门路，从头定位工作站中的工件时，只需变动工件坐标系的地位，一切门路将随之更新。容许操纵之外轴或传递导轨挪动的工件，由于全部工件可连同其门路一路挪动。

置换坐标系（DisplacementCoordinateSystem）又称为位移坐标系，有时须要对统一工件、同一段轨迹正在分歧工位上加工，为了制止每次从头编程，可以界说一个置换坐标系。置换坐标系基于工件坐标系界说。如图8所示，当置换坐标系被激活后，顺序中的一切面皆将被置换。

图8置换坐标系

腕坐标系（WristCoordinateSystem）跟对象坐标系皆是用来界说对象标的目的的。正在简略使用中，腕坐标系可以界说为对象坐标系，二者重合。腕坐标系的Z轴跟机器人的第6根轴重合，如图9所示，坐标系原点位于末尾法兰盘中间，X轴标的目的与图8置换坐标系图9腕坐标系法兰盘上标识孔的标的目的不异或相反，Z轴垂直向外，Y轴合乎右手轨则。

图9腕坐标系

对象坐标系（ToolCoordinateSystem）装置正在末尾法兰盘上的对象须要正在其中心点界说一个对象坐标系，经由过程坐标系的转换，可以操纵机器人正在对象坐标系下运动，以便利操纵。若是对象磨损或改换，只需从头界说对象坐标系，而不消变动顺序。对象坐标系树立正在腕坐标系下，即两者之间的绝对地位跟姿态是肯定的。

枢纽坐标系（JointCoordinateSystem）用来描写机器人每一个自力枢纽的运动，枢纽类型能够分歧。若将机器人末尾挪动到期冀地位，正在枢纽坐标系下操纵，可以依次驱动各枢纽运动，从而引诱机器人末尾达到指定的地位。

4.结语

因为工业机器人种类浩繁，每种工业机器人的坐标系也良多，其定名、肯定方法虽然有尺度，可是有的生产厂家又没有按尺度履行，各有各的叫法。正在实际出产使用时便显得十分杂沓贫苦。本文具体先容了工业机器人坐标轴定名与常用坐标系的肯定，以期对使用者有所资助。