工业和信息化部：机器人控制系统编程手册（79页）.pdf

1、 编程手册 机器人控制系统编程手册 前言前言 机器人编程为使机器人完成某种任务而设置的动作顺序描述。示教是机器人编程的一种重要方式，通过预先设置好机器人要达到的位置，以指令描述出来。本手册旨在帮助读者学习和掌握栋梁的机器人示教软件 InoTeachPad 的编程方法。1 基本概念基本概念 1.1 机机型型 根据轴数、串联/并联这些特性，可对机器人分类。如下表列出了几种常见的机器人：名称 串联 6 轴机器人 Delta机器人 Scara 机器人 图片 J J1 1J J2 2J J3 3J J4 4J J6 6J J5 5 J J2 2J J1 1J J4 4J J3 3 轴数 6 4 4 串/

2、并联 串联机器人 并联机器人 串联机器人 特点 灵活性极高，几乎适合于任何轨迹或角度的工作 精度高 结构轻便、响应快 应用场合 应用范围极广，有装货、喷漆、测量、弧焊、点焊、包装、装配、锻造、铸造等 医药食品的搬运、分拣等 装配、运输 1.2 坐标系坐标系 1.2.1 关节坐标系关节坐标系 关节坐标系存在于机器人各关节处。编程手册 第第1 1轴轴（J J1 1）-+第第2 2轴轴（J J2 2）+-第第3 3轴轴（J J3 3）+-+-第第4 4轴轴（J J4 4）第第5 5轴轴（J J5 5）第第6 6轴轴（J J6 6）+-+-1.2.2 基坐标系基坐标系 基坐标系也称机器人坐标系，一般位

3、于机器人根部。基坐标系基坐标系ZXYYXZ基坐标系基坐标系ZXY基坐标系基坐标系 基坐标系是笛卡尔类型的坐标系，后文中工具坐标系、用户坐标系也是。它们都符合右手定则，即可先确定 X 和 Z 方向，再由右手定则确定 Y 方向。YXZ右手定则右手定则 编程手册 1.2.3 工具坐标系工具坐标系 工具坐标系附着于工具上，一般取工具末端点作为工具坐标系原点，方向可自由定义。在 InoTeachPad 示教器中，最多可定义 16 个工具坐标系。其中工具 0 固定为不使用工具，此时工具坐标系位于机器人本体末端；工具 115 可由用户自由定义。ZXY工具坐标系工具坐标系0 0YXZ工具坐标系工具坐标系0 0

4、XZY工具坐标系工具坐标系0 0 工具坐标系设置方法详见 3.2.3 a 工具坐标系设置。1.2.4 用户坐标系用户坐标系 用户坐标系是用户自定义的坐标系，一般定义于工件上。编程手册 工件工件 在 InoTeachPad 示教器中，最多可定义 16 个用户坐标系。其中用户 0 固定为不使用额外的用户坐标系，此时用户坐标系与基坐标系重合；用户 115 可由用户自由定义。用户坐标系设置详见 3.2.3 b 用户坐标系设置。注意：对于 Scara、Delta 机器人，规定用户坐标系的+Z 方向始终与基坐标系的+Z 方向成锐角。即对于 scara，由于基坐标系+Z 向上，故用户坐标系+Z 被强制定义为

5、相对朝上；对于Delta，由于基坐标系+Z 向下，故用户坐标系+Z 被强制定义为相对朝下。YXZ用户坐标系用户坐标系YXZ基坐标系基坐标系YXZ用户坐标系用户坐标系基坐标系基坐标系用户坐标系用户坐标系基坐标系基坐标系用户坐标系用户坐标系ZZZ正确错误0YXZ基坐标系基坐标系 编程手册 1.3 位置变量位置变量 栋梁机器人控制系统中，点用“位置变量”表达，它是一个绝对量，它以（坐标值）+（坐标系）+（工具号）+（用户号）+（臂参数）的形式描述。1.3.1 坐标系与坐标值坐标系与坐标值 坐标系指机器人取点时所用的坐标系。用坐标系号 14 表示不同的坐标系，对应不同坐标系，坐标值的涵义不同。在关节坐

6、标系下，坐标值取关节值（J1,J2,J3,J4,J5,J6）。选用其它坐标系，坐标值用“平动(X,Y,Z)+转动(A,B,C)”的形式表达。A,B,C 分别表示绕 Z,Y,X 的旋转。关节坐标系下取点 坐标系号为 1，坐标值（J1,J2,J3,J4,J5,J6）表示机器人各关节位置（当前关节值相对于关节零点的位置）。J J1 1J J2 2J J3 3J J5 5J J6 6J J4 4 基坐标系下取点 坐标系号为 2，坐标值（X,Y,Z,A,B,C）表示机器人本体末端点相对于基坐标系的位姿。基坐标系基坐标系机器人本体末端机器人本体末端点点（不含工具不含工具）工具坐标系下取点 坐标系号为 3，