3.1.4 工具坐标系

1.工具坐标系的定义及设置基准

（1）定义 由于实际使用的机器人都要安装夹具抓手等辅助工具，所以机器人的实际控制点就移动到了工具的中心点上，为了控制方便，以工具的中心点为基准建立的坐标系就是TOOL坐标系，如图3-6所示。

（2）设置 由于夹具抓手直接安装在机械法兰面上，所以TOOL坐标系就是以机械IF坐标系为基准建立的。建立TOOL坐标系有参数设置法和指令设置法，实际上都是确定TOOL坐标系原点在机械IF坐标系中的位置和形位（POSE）。

（3）TOOL坐标系的原点数据 TOOL坐标系与机械IF坐标系的关系如图3-7所示。TOOL坐标系用Xt，Yt，Zt表示。TOOL坐标系是在机械IF坐标系基础上建立的。在TOOL坐标系的原点数据中，X，Y，Z表示TOOL坐标系在机械IF坐标系内的直交位置点。A，B，C表示TOOL坐标系绕机械IF坐标系Xm，Ym，Zm轴的旋转角度。TOOL坐标系的原点不仅可以设置在任何位置，而且坐标系的形位也可以通过A，B，C值任意设置（相当于一个立方体在一个万向轴接点任意旋转）。

在图3-7中，TOOL坐标系绕Y轴旋转了-90°，所以Zt轴方向就朝上（与机械IF坐标系中的Zm方向不同）。而且当机械法兰面旋转（J6轴旋转）时，TOOL坐标系也会随着旋转，分析时要特别注意。

2.动作比较

（1）JOG或示教动作 未设置TOOL坐标系时，使用机械IF坐标系以出厂值法兰面中心为控制点，在Xm方向移动（此时Xm轴垂直向下），其移动形位如图3-8所示。

（2）设置TOOL坐标系 以TOOL坐标系动作。注意在X方向移动时，是沿着TOOL坐标系的Xt轴方向动作。这样就可以平行或垂直于抓手面动作，使JOG动作更简单易行，如图3-9所示。

（3）A方向动作 未设置TOOL坐标系时，使用机械IF坐标系，绕Xm轴旋转，抓手前端大幅度摆动，如图3-10所示。

设置TOOL坐标系后，绕Xt轴旋转，抓手前端绕工件旋转。在不偏离工件位置的情况下，改变机器人形位，如图3-11所示。以上是在JOG运行时的情况。

3.自动运行

（1）近点运行 在自动程序运行时，TOOL坐标系的原点为机器人控制点。在程序中发出的定位点是以世界坐标系为基准的，但是Mov指令中的近点运行功能中的近点位置则是以TOOL坐标系的Z轴正负方向为基准移动，这是必须充分注意的。

指令例句：Mov P1，50：其动作是将TOOL坐标系原点移动到P1点的近点，近点为P1点沿TOOL坐标系的Z轴正向移动50mm，如图3-12所示。

（2）相位旋转 绕工件位置点旋转（Zt），可以使工件旋转一个角度。

例：指令在P1点绕Z轴旋转45°（使用两点的乘法指令）。

1 Mov P1*（0，0，0，0，0，45）

实际的运动结果如图3-13所示。