第三章 手动操纵工业机器人
3.1 机器人运动轴与坐标系 3.1.1 机器人运动轴的名称 3.1.2 机器人坐标系的种类 3.2 认识和使用示教器
学习目标 导入案例 课堂认知 扩展与提高 本章小结 思考练习 3.3 机器人安全操作规程 3.3.1 示教和手动机器人时 3.3.2 再现和生产运行时 3.4 手动移动机器人 3.4.1 移动方式
3.4.2 典型坐标系下的手动操作 课前回顾
工业机器人主要由哪几部分组成？
如何判别工业机器人的点位运动和连续路径运动？ 学习目标 认知目标
*了解工业机器人的安全操作规程 *熟悉示教器的按键及使用功能 *掌握机器人运动轴与坐标系
*掌握手动移动机器人的流程和方法 能力目标
*能够熟练进行机器人坐标系和运动轴的选择
*能够使用示教器熟练操作机器人实现点动和连续移动 导入案例
Universal Robots 公司推出革命性的新型工业机器人
UR5 机器人自重很轻（仅 18.4 kg ），可以方便地在生产场地移动，而且不需要繁琐的安装与设置就可以迅速地融入到生产线中，与员工交互合作。编程过程可通过教学编程模式实现，用户可以扶住 UR 机械臂，手动引导机械臂，按所需的路径及移动模式运行机械臂一次，UR 机器人就能自动记住移动路径和模式。机器人通过一套独特的、友好的图形用户界面操作，在触摸屏幕上，有一系列范围广泛的功能让用户选择。任何重复性的生产过程，都能够使用它并从中受益。 课堂认知
3.1 机器人运动轴与坐标系 3.1.1 机器人运动轴的名称
通常机器人运动轴按其功能可划分为机器人轴、基座轴和工装轴， 基座轴 和工装轴 统称外部轴。
机器人系统中个运动轴的定义
典型机器人操作机各运动轴
A1 、 A2 和 A3 三轴（轴 1 、轴 2 和轴 3 ）称为基本轴或主轴， 用以保证末端执行器达到工作空间的任意位置。
A4 、 A5 和 A6 三轴（轴 4 、轴 5 和轴 6 ）称为腕部轴或次轴， 用以实现末端执行器的任意空间姿态。
3.1.2 机器人坐标系的种类
目前，大部分商用工业机器人系统中，均可使用关节坐标系、直角坐标系、工具坐标系和用户坐标系， 而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴 。
TCP 为机器人系统控制点，出厂是默认位于最后一个运动轴或安装法兰的中心，安装工具后 TCP 点将发生改变。 (1) 关节坐标系
在关节坐标系下，机器人各轴均可实现单独正向或反向运动。对大范围运动，且不要求 TCP姿态的，可选择关节坐标系。
(2) 直角坐标系（世界坐标系、大地坐标系）
机器人示教与编程时经常使用的坐标系之一 ，原点定义在机器人安装面与第一转动轴的交点处， X 轴向前， Z 轴向上， Y 轴按右手法则确定。
直角坐标系原点 直角坐标系下的各轴动作
(3) 工具坐标系
原点定义在 TCP 点，并且假定工具的有效方向为 X 轴（有些机器人厂商将工具的有效方向定义为 Z 轴），而 Y 轴、 Z 轴由右手法则确定。 在进行相对于工件不改变工具姿态的平移操作时选用该坐标系最为适宜。
工具坐标系原点
工具坐标系下的各轴动作
(4) 用户坐标系
可根据需要定义用户坐标系。 当机器人配备多个工作台时，选择用户坐标系可使操作更为简单 。在用户坐标系中， TCP 点将沿用户自定义的坐标轴方向运动。
用户坐标系原点 用户坐标系下的各轴动作
工业机器人技术及应用(教案)3-手动操纵工业机器人
