FANUC机器人常用坐标系设定详解

今天来分享机器人编程中常用的两个坐标系设定方法：工具坐标系和用户坐标系设定，需要的小伙伴可以收藏或留言送原文档。

工具坐标系是用来定义工具中心点的位置和工具姿势的坐标，工具坐标系必须事先设定。

工具坐标系建立的目的：将默认工具坐标系变换到自定义的工具坐标系。



设置方法：三点法，六点法，直接输入法、二点+Z值示教法和四点法。FANUC机器人提供10个自定义工具坐标系可设置。如下图所示：



方法一：六点法

1、依次按键：[MENU]-[设置]-[坐标系]-[ENTER]，如下图所示：   



2、在打开的对话框中，点击“坐标”选择“工具坐标系”打开工具坐标系画面，如下图所示：



3、将光标移动至需要设定的工具坐标系上，点击“详细”打开如下对话框：  


4、点击选择“方法”-“六点法”，如下图所示：



5、六点法设置画面如下，有图可以看出，未设定的工具坐标系数据全为空。   



6、将当前坐标系切换为“世界坐标”，移动机器人使治具的尖端对准基准点，如下图所示：



7、移动光标至“接近点1”，按【shift】+【F5】记录键，记录接近点1，同时记录坐标原点，如下图所示：   



8、将示教坐标系切换至“世界坐标”。然后移动机器人，使治具沿+X方向移动至少100MM，如下图所示：



9、将光标移至“X”方向点位置，按【shift】+【F5】记录键，记录X方向，如下图所示：   



10、将光标移至“坐标原点”位置，按【shift】+【F4】移至键，将机器人移动到坐标原点，如下图所示：


   

11、移动机器人，使治具沿+Z方向移动至少100mm，如下图所示：



12、将光标移动至“Z方向点”位置，按【shift】+【F5】记录键，记录Z方向点，如下图所示：


   

13、将机器人移开，切换示教坐标系至“关节坐标”后，旋转J6轴至少90°左右，不要超过180°，然后将坐标系切换为世界坐标，移动机器人使机器人治具尖端以另外姿态接近基准点，如下图所示：



14、将光标移动至“接近点2”位置，按【shift】+【F5】记录键，记录接近点2的位置，如下图所示：   



15、回到原点位置，然后移开机器人，切换示教坐标为“关节坐标”，旋转J4+J5轴，角度不要超过90°，然后再切换为“世界坐标”移动机器人，使机器人治具尖端对准点，如下图所示：



16、将光标移动至“接近点3”位置，按【shift】+【F5】记录键，记录接近点3位置，如下图所示，这时就完成了工具坐标系的建立，上方的坐标数据值也不再是空的。   



17、点击“返回”按键，可看到已建立的坐标系：   



18、按“切换”键，输入坐标系标号2，切换至刚建立完成的工具坐标系2，如下图所示：


   

19、激活工具坐标系2后，按示教器上的J4/J5/J6轴按键，可看到机器人治具尖端不动，围绕尖端沿X/Y/Z方向旋转，证明坐标系设置正确。

20、清除工具坐标系：将光标移动至对应坐标系上，按下方【F4】清除键，然后选择是，即可清除当前工具坐标系，如下图所示：



三点法：即设定三个接近点，以同样的方式，使三个接近点尽量以不用的方向靠近基准点。

四点法：以四个不同的方向靠近基准点。

直接输入法：相对默认工具坐标系的TCP位置（X/Y/Z的值）及其X/Y/Z轴的回转角（W/P/R的值）。

以上为工具坐标系设定的全部内容。   

用户坐标系设定：

用户坐标系，是用户对每个作业空间进行定义的直角坐标系。如果未定义，则与世界坐标系重合，在默认的状态下，系统提供了9个用户坐标系可供设定使用。如下图所示：



PS:用户坐标系需在编程前事先定义，否则将影响已编程序的正常使用。

设点方法：三点法，四点法，直接输入法。



用户坐标系是通过相对世界坐标系的坐标原点的位置（X/Y/Z的值）和X/Y/Z轴的旋转角（W/P/R的值）来定义。如下图所示：



用途：主要是用来方便实际编程，让机器人前端的治具可以根据我们需要的方向移动，特别是在倾斜面上工作时特别方便。如下图所示：



设置方法：三点法

1、依次按示教器【MENU】-【设置】-【坐标系】打开坐标系设置画面，如下图所示：



2、在打开的对话框，按【坐标】键，选择“用户坐标系”，如下图所示：



3、在打开的用户坐标性画面，移动光标至要设定的坐标系编号上，按【详细】键，如下图所示：



4、打开坐标系1详细画面，此时坐标系数据全为空，按【方法】键，选择“三点法”，如下图所示：



5、打开三点法设定画面，将机器人移动到当前要设定的工件表面，用于建立坐标原点（此点要考虑到工件坐标的X/Y方向，方便后续编程使用）。如下图所示：



6、移动光标至“坐标原点”位置，按【shift】+【记录】键，记录坐标原点位置数据，如下图所示：坐标原点变为“已记录”。



7、将机器人示教器切换至世界坐标，操作机器人沿预设定的用户坐标的+X方向移动至少100mm，如下图所示：



8、将光标移动至“X方向点”位置，按【shift】+【记录】键，记录，如下图所示：



9、将光标移动至“坐标原点”位置，按【shift】+【移至】键将机器人移动至坐标原点位置，如下图所示：



10、将机器人示教坐标切换为世界坐标，移动机器人沿预定的+Y方向移动至少100mm，如下图所示：



11、将光标移动至“Y方向点”位置，按【shift】+【记录】键记录Y方向点，此时，用户坐标系1位置数据已生成，如下图所示：



12、将光标移动至“坐标原点”位置，按【shift】+【移至】键将机器人移动至坐标原点位置，如下图所示：



13、按【PREV】返回键，可看到已设定完成的用户坐标系1，如下图所示：



14、按【切换】键，输入坐标系编号1，激活用户坐标系1，如下图所示：



15、激活设定好的用户坐标系1后，将机器人示教坐标切换为用户坐标，按【安全开关】+【shift】+【+X】键移动机器人，验证机器人是否沿预定的+X方向移动，如下图所示：



16、Y方向的验证方法，与上述一样，下面展示一下效果，如下所示：


video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_3345533497188532225
17、删除坐标系：将光标移动至用户坐标系1位置，按【清除】键，在弹出的对话框按【是】键，即可清除设定的用户坐标系，如下图所示：





以上为三点法设定用户坐标系全部内容。

四点法：示教4点，即平行于坐标系的X轴的起始点、X轴方向点、XY平面上的一点，坐标原点。



直接输入法：直接输入相对世界坐标系的用户坐标系原点位置（X/Y/Z的值）和其X/Y/Z轴的回转角（W/P/R的值）。

总结：设定完用户坐标系后，当我们需要在倾斜面上编程时，切换至用户坐标，即可非常方便的按照我们想要的方向移动，可实现快速编程，特别是在做焊接、激光切割时非常快捷。

在实际机器人应用中，工具坐标系建立用来简化工件位置编程，用户坐标系用来简化工作台面处编程。