《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.pptx

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

时间

2.1用“四点法”标定工具坐标系

80min

2.2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。

20min

教学内容与时间安排

4、实训工具、器材与知识准备

实训器材和工具

序号名称数量规格型号

1机器人实训台1APR-JYT-101

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。

4点法示意图。

②

5、实训步骤四点