2.3 熟悉工具坐标系_FANUC工业机器人虚拟仿真教程-QQ阅读男频都市网

书名：FANUC工业机器人虚拟仿真教程
作者名：工控帮教研组编著
本章字数：3964字
更新时间：2021-04-12 17:21:58

2.3　熟悉工具坐标系

工具坐标系是表示工具中心点（TCP）和工具姿势的直角坐标系。工具坐标系通常以TCP为原点，将工具方向取为Z轴。在未定义工具坐标系时，可由机械接口坐标系（默认TCP）代替该坐标系。存储在工具坐标系下的数据由工具中心点（TCP）的位置和工具的姿势构成。

• 工具中心点（TCP）的位置，通过相对机械接口坐标系的工具中心点的坐标值X、Y、Z定义。

• 工具的姿势，通过机械接口坐标系的X轴、Y轴、Z轴周围的回转角W、P、R定义。

设置工具坐标系的方法有三种：三点法、六点法和直接输入法。下面通过添加焊枪的实例来说明工具坐标系的设置方法。

2.3.1　设置工具坐标系

1. 实例：添加焊枪

添加焊枪的操作步骤如下。

1 打开ROBOGUIDE软件界面，右键单击“UT:1（Eoat1）”选项，在弹出的快捷菜单中选择“Add Link→CAD Library”，如图2-29所示。

图2-29

2 此时将弹出Image Librarian对话框，如图2-30所示。在单击“EOATS→weld_torches→BINZEL_ABIROB_350GC_30S_GasNozzle_Taper_phi13”选项后，单击OK按钮，如图2-31所示。

图2-30

图2-31

3 此时，焊枪即可创建完成，可通过手动方式修改工具坐标系：打开如图2-32所示的对话框，勾选Edit UTOOL复选框；移动工具坐标系，完成之后单击Use Current Triad Location（使用当前的位置）按钮；单击Apply（应用）按钮和OK按钮。

图2-32

2. 三点法

通过三点法设置工具坐标系的步骤如下。

1 创建工件模型Obstacles：Obstacles的添加操作与Fixture基本相同，即右键单击Obstacles选项，在弹出的快捷菜单中选择“Add Obstacle→CAD Library”，如图2-33所示。Obstacles与Fixture的区别是Obstacles不能让Parts附加在上面，其主要应用是添加一些不参与模拟，只用于演示现场位置的外围设备，如围栏、控制柜等。

图2-33

2 此时将弹出Image Librarian对话框，如图2-34所示。在左侧列表框中单击“Obstacles→Arc→TorchRecovery”，单击OK按钮。

图2-34

3 此时将弹出TorchRecovery对话框，如图2-35所示。在Scale选项组中的Scale X文本框、Scale Y文本框、Scale Z文本框中输入长、宽、高的值，单击OK按钮。

图2-35

4 打开FANUC示教器的操作面板，确认FANUC示教器的开关处于ON的位置。将坐标系调整到JOINT（关节坐标系），进行JOINT关节坐标系下的点动：同时单击FANUC示教器操作面板中的SHIFT键和键，将J5轴向下移动45°角，防止在示教时J5轴与J6轴垂直，如图2-36所示。

图2-36

5 在FANUC示教器的操作面板中，单击MENU键，在弹出的MENU菜单中选择“设置→选择程序”，按Enter键进行确认，如图2-37所示。

图2-37

6 此时将弹出如图2-38所示的界面。单击“类型”按钮，在弹出的列表中选择“坐标系”，按Enter键进行确认。

7 此时将弹出如图2-39所示的界面。单击“坐标”按钮，在弹出的列表中选择“工具坐标系”，按Enter键进入工具坐标系的设置界面。

图2-38

图2-39

8 单击“详细”按钮（快捷键为F2键），进入工具坐标系的详细设置界面。

9 此时将弹出如图2-40所示的界面。单击“方法”按钮，在弹出的列表中选择“三点法”，按Enter键进行确认。

10 此时将弹出如图2-41所示的界面，可为工具输入注释（输入的内容一般为该工具的功能）。

图2-40

图2-41

11 令“接近点1”～“接近点3”以不同的姿势指向同一点。当接近点还没有被定义时，显示为“未初始化”；若被定义过，则显示为“已记录”。将光标移动到“接近点1”，把坐标系切换为世界坐标系（WORLD）。移动工业机器人，使工具尖端接触到基准点，如图2-42（a）所示。按SHIFT键和“记录”按钮，将此位置坐标记录到“接近点1”中，如图2-42（b）所示。

注意：可通过按下COORD键切换坐标系。坐标的切换顺序为JOINT（关节坐标系）→JGFRM（手动坐标系）→ WORLD（世界坐标系）→TOOL（工具坐标系）→USER（用户坐标系），接着又从JOINT（关节坐标系）开始切换。

图2-42

12 移动光标到“接近点2”，将坐标系切换为关节坐标系（JOINT），将J6轴（法兰面）至少旋转90°，不要超过360°。将坐标系切换为世界坐标系（WORLD），并移动工业机器人，使工具尖端接触到基准点，如图2-43（a）所示。按SHIFT键和“记录”按钮，将此坐标位置记录到“接近点2”中，如图2-43（b）所示。

图2-43

13 移动光标到“接近点3”，将坐标系切换为关节坐标系（JOINT），并旋转J4轴和J5轴（不要超过90°）。将坐标系切换为世界坐标系（WORLD），并移动工业机器人，使工具尖端接触到基准点，如图2-44（a）所示。按SHIFT和“记录”按钮，将此位置记录到“接近点3”中，如图2-44（b）所示。

图2-44

14 当三个接近点都被定义后，新的工具坐标系将被系统自动计算并生成，如图2-45所示。

图2-45

注意：在图2-45中，X、Y、Z的值表示当前的TCP相对于J6轴法兰盘中心的偏移量；W、P、R的值为0，说明三点法只平移了整个工具坐标系，并不改变其方向。

3. 六点法

通过六点法设置工具坐标系的步骤如下。

1 在FANUC示教器的操作面板中，单击MENU键，在弹出的MENU菜单中选择“设置→选择程序”，按Enter键进行确认，如图2-46所示。

图2-46

2 此时将弹出如图2-47所示的界面。单击“类型”按钮，在弹出的列表中选择“坐标系”，按Enter键进行确认。

图2-47

3 此时将弹出如图2-48所示的界面。单击“坐标”按钮，在弹出的列表中选择“工具坐标系”，按Enter键进入工具坐标系的设置界面。

图2-48

4 单击“详细”按钮（快捷键为F2键），进入工具坐标系的详细设置界面。

5 单击“方法”按钮，在弹出的列表中选择“六点法（XZ）”，按Enter键进行确认，如图2-49所示。

图2-49

6 可为工具输入注释（输入的内容一般为该工具的功能）。

7 令“接近点1”～“接近点3”以不同的姿势指向同一点。当接近点还没有被定义时，显示为“未初始化”；若被定义过，则显示为“已记录”。将光标移动到“接近点1”，把坐标系切换为世界坐标系（WORLD）。移动工业机器人，使工具尖端接触到基准点，如图2-50（a）所示。同时按SHIFT键和“记录”按钮，将此位置坐标记录到“接近点1”中，如图2-50（b）所示。

8 移动光标到“接近点2”，沿着世界坐标系（WORLD）的Z轴方向抬高大约50mm（为了避免在调整姿态时发生碰撞）。将坐标系切换为关节坐标系（JOINT），将J6轴（法兰面）至少旋转90°，不要超过180°。将坐标系切换为世界坐标系（WORLD），并移动工业机器人，使工具尖端接触到基准点，如图2-51（a）所示。同时按SHIFT键和“记录”按钮，将此坐标位置记录到“接近点2”中，如图2-51（b）所示。

图2-50

图2-51

9 移动光标到“接近点3”，沿着世界坐标系（WORLD）的Z轴大约抬高50mm（为了避免在调整姿态时发生碰撞）。将坐标系切换为关节坐标系（JOINT），并旋转J4轴和J5轴（不要超过90°）。将坐标系切换为世界坐标系（WORLD），并移动工业机器人，使工具尖端接触到基准点，如图2-52（a）所示。同时按SHIFT和“记录”按钮，将此位置记录到“接近点3”中，如图2-52（b）所示。

图2-52

10 将光标移至“接近点1”，同时单击使能键、SHIFT键和“移至”按钮，使工业机器人回到“接近点1”；移动光标至坐标原点（Origin Point），移动工业机器人，使工具尖端接触到基准点，如图2-53（a）所示。同时按SHIFT键和“记录”按钮，将此位置记录到坐标原点中，如图2-53（b）所示。

图2-53

11 将光标移至X方向点（X Direction Point），将坐标系切换为世界坐标系（WORLD）。移动工业机器人，使工具沿着需要设置的X方向至少移动250mm，如图2-54（a）所示。同时按SHIFT键和“记录”按钮，将此位置记录到X方向点中，如图2-54（b）所示。

图2-54

12 将光标移至坐标原点（Origin Point），同时单击使能键、SHIFT键和“移至”按钮，使机器人回到坐标原点，如图2-55所示。将光标移至Z方向点（Z Direction Point），并将坐标系切换为世界坐标系（WORLD）。移动工业机器人，使工具沿着需要设置的Z方向至少移动250mm。同时按SHIFT键和“记录”按钮，将此位置记录到Z方向点中，如图2-56所示。