項目九、現場編程所需重要參數的管理【項目描述】在進行工業機器人現場編程之前，需要設置一些重要的參數數據，為機器人系統構建出必要的編程環境。其中工具坐標系、工件坐標系和有效載荷數據就是需要進行定義的重要參數數據。

一般完成不同應用的工業機器人應配置不同的機器人工具。新工具的物理屬性如質量、框架、方向等參數，都必須要在工具使用前定義好。ABB工業機器人的工具坐標數據創建后將保存在一個多維的程序數據變量tooldata中。為了便捷地標定機器人的操作對象工件在空間中的位置，而引

【項目描述】入了工件坐標系。ABB工業機器人允許用戶設置多個工件坐標系用于表示同一工件的位移量或不同的工件。每一個工件坐標數據創建后將保存在一個多維的程序數據變量Wobjdata中。

對于進行搬運、碼垛、裝配等對負重載荷有較高要求的工業機器人來說，除了要正確設置機器人夾具的質量、重心等參數外，還需要設置搬運對象的質量和重心數據loaddata。本項目將從機器人的日常使用與維護角度出發，學習如何建立并管理以上三種工業機器人現場編程所需要使用的重要參數?！窘虒W目標】

1、知識目標：了解工具坐標系的功能和設定原理；掌握創建工具坐標系的操作步驟；2、素養目標：具有發現問題、分析問題、解決問題的能力；具有高度責任心和良好的團隊合作能力；培養良好的職業素養和一定的創新意識；養成“認真負責、精檢細修、文明生產、安全生產”等良好的職業道德。9.1工具坐標系一般完成不同應用的機器人應配置不同的工具。如弧焊機器人使用的焊槍、搬運機器人使用的吸盤或夾爪、噴涂機器人的噴槍等。如圖9-1所示，這些工具都千差萬別。一、工具坐標系簡介圖9-1不同的機器人工具舉例新機器人工具的物理屬性，如質量、框架、方向等參數，都必須要在工具使用前定義好，這些數據創建后將保存在一個多維的程序數據變量tooldata中。

工具數據tooldata是用于描述安裝在機器人第六軸上的工具坐標TCP（工具坐標系的原點被稱為TCP-ToolCenterPoint，即工具中心點）、質量、重心等參數數據。一、工具坐標系簡介1、工具坐標系的功能：ABB工業機器人出廠時有一個默認工具tool0。其中心心點（簡稱TCP點）位于機器人法蘭盤的中心，如圖9-2所示的法蘭盤中心點A。

一、工具坐標系簡介圖9-2默認的工具TCP點A當使用tool0作為機器人工具參數運行程序時，工業機器人只會將法蘭盤中心點A移至目標點位置。所以在實際應用中，往往需要根據工具的形狀重新定義一個適合的工具坐標系（TCPF）和工具中心點（TCP）。在默認條件下將生成一個名為tool1的工具坐標數據，該工具的TCP實質是法蘭盤中心點A的偏移量。此時運行程序，工業機器人將會把工具tool1的TCP移至目標點位置。一、工具坐標系簡介如圖9-3所示，當新的機器人工具坐標系創建后，無論機器人的手臂姿勢如何變化，工具坐標系都以工具的有效方向為基準，與機器人的位置、姿勢無關。一、工具坐標系簡介圖9-3工具坐標系示意圖2、工具坐標系的設定原理：ABB工業機器人只需通過設置TCP就可以自動生成新的TCPF。TCP的設定原理如下：

（1）首先在機器人工作范圍內找一個非常精確的固定點作為參考點；

（2）然后在工具上確定一個參考點（最好是工具的中心點）；（3）用手動操縱機器人的方法，去移動工具上的參考點，以四種以上不同的機器人姿態盡可能與固定點剛好碰

一、工具坐標系簡介

上。前三個點的姿態相差盡量大些，這樣有利于TCP精度的提高，如圖9-4所示。

（4）機器人通過記錄同一目標

點上四種姿態的位置數據計算求

得TCP的數據，然后TCP的數據

用tooldata格式保存到tool1（默

認tool1至tooln）中，供程序調用。一、工具坐標系簡介圖9-4TCP設定原理

說明：為了獲得更準確地工具TCP，還可以使用六點法進行TCP設置操作。第四點是用工具的參考點垂直于固定點，第五點是工具參考點從固定點向將要設定為TCP的X方向移動，第六點是工具參考點從固定點向將要設定為TCP的Z方向移動。3、TCP取點數量的區別：

（1）4點法：不改變tool0的坐標方向；

（2）5點法：改變tool0的Z軸方向；（3）6點法：改變tool0的X軸和Z軸方向（在焊接應用中最為常見）。

一、工具坐標系簡介

以典型的焊槍工具為背景，創建工業機器人的工具坐標系，其操作步驟如下：1、新建工具坐標數據tool1：

（1）在示教器的主功能菜單中單擊“手動操縱”按鈕；

二、創建工具坐標系圖9-5新建工具坐標數據tool1（1）1、新建工具坐標數據tool1：

（2）進入手動操縱操縱界面中，在屬性設置中單擊工具坐標中的“tool0…”；

二、創建工具坐標系圖9-5新建工具坐標數據tool1（2）1、新建工具坐標數據tool1：

（3）進入系統工具坐標顯示列表，此處為系統默認tool0，創建新工具坐標系單擊“新建…”；

二、創建工具坐標系圖9-5新建工具坐標數據tool1（3）1、新建工具坐標數據tool1：

（4）對工具數據tool1進行屬性設置后，單擊“確定”后，工具申明屬性參數見表9-1；

二、創建工具坐標系圖9-5新建工具坐標數據tool1（4）2、工具聲明屬性參數設置：

數據類型tooldata屬性聲明設置，該界面可設置的基本屬性有名稱、范圍、存儲類型、任務、模塊、例行程序歸屬等信息，也可設置tooldata的初始值。

二、創建工具坐標系表9-1工具聲明屬性參數屬性操作步驟說明工具名稱點擊名稱旁邊的“…”按鈕工具將自動命名為tool后跟順序號，例如tool2或tool8。建議將其更改為更加具體的名稱，例如：焊槍、夾具或焊機。范圍從菜單中選擇需要的范圍工具應該始終保持全局狀態，以便用于程序中的所有模塊。存儲類型變量、可變量、常量工具變量必須始終是持久變量。模塊、例行程序從菜單中選擇申明該工具的歸屬3、六點法定義工具坐標系：

（1）工具tool1創建好后，需要對其參數進行定義設置，選中剛新建的工具tool1，展開“編輯”菜單，單擊“定義”；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（1）3、六點法定義工具坐標系：

（2）在定義界面中，選擇適合的校正方式，這里展開6點法定義，既4點不同姿態的TCP，1點+X方向和1點+Z方向，單擊“方法”下拉框；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（2）3、六點法定義工具坐標系：

（3）選擇合適的手動操縱模式，如下圖所示操縱機器人的工具TCP盡可能靠近固定點（圓錐體頂端）；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（3）3、六點法定義工具坐標系：

（4）單擊“修改位置”完成第1點位姿數據的保存；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（4）3、六點法定義工具坐標系：

（5）如下圖所示操縱機器人的工具TCP以第二種姿態盡可能靠近固定點；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（5）3、六點法定義工具坐標系：

（6）單擊“修改位置”完成第2點位姿數據的保存；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（6）3、六點法定義工具坐標系：

（7）如下圖所示操縱機器人的工具TCP以第三種姿態盡可能靠近固定點；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（7）3、六點法定義工具坐標系：

（8）單擊“修改位置”完成第3點位姿數據的保存；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（8）3、六點法定義工具坐標系：

（9）操縱機器人的工具TCP以此垂直姿態盡可能靠近固定點，這是四個點；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（9）3、六點法定義工具坐標系：

（10）單擊“修改位置”完成第4點位姿數據的保存；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（10）3、六點法定義工具坐標系：

（11）操縱機器人的工具TCP以第四種姿態基礎上從固定點移動到基坐標的+X方向（此點決定工具坐標X軸的正方向）；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（11）3、六點法定義工具坐標系：

（12）單擊“修改位置”，將X軸正方向的延伸點做第5點位姿數據的保存；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（12）3、六點法定義工具坐標系：

（13）操縱機器人的工具TCP以第四種姿態基礎上從固定點移動到工具TCP的+Z方向；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（13）3、六點法定義工具坐標系：

（14）單擊“修改位置”，將Z軸正方向的延伸點做第6點位姿數據的保存；

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（14）3、六點法定義工具坐標系：

（15）單擊“確定”完成設定。

二、創建工具坐標系圖9-6六點法定義工具坐標系（15）1、定義誤差的確認：

定義后計算結果將顯示并需要用戶確認生效，為了得到更好的結果，也可以選擇恢復框架定義，誤差結果是否接受取決于使用的工具及機器人類型等因素，需要用戶確認的較關鍵參數有以下以個：MaxError（最大誤差）：是所有接近點的最大誤差。MinError（最小誤差）：是所有接近點的最小誤差。MeanError（平均誤差）：是計算TCP所得到的接近點的平均距離。三、工具坐標系的管理1、定義誤差的確認：

若工具坐標系定義誤差符合應用要求，單擊“確定”。三、工具坐標系的管理圖9-7定義誤差的確認2、編輯工具坐標系：

（1）

工具坐標系創建后可以進行再編輯及屬性修改，常見的編輯方式有更改值、更改申明、復制、刪除和重定義操作等其詳細操作說明見表9-2。

三、工具坐標系的管理表9-2編輯工具坐標系的操作說明操作用途更改值…tooldata初始化進行設置，包括質量、重心等固有屬性。更改申明…更改創建tooldata存儲類型、作用范圍等程序數據屬性。復制生成第二個工具坐標系。刪除不可恢復性操作，謹慎操作。定義…對坐標參數進行重新定義。2、編輯工具坐標系：

（2）操作方法：在系統工具坐標列表中，選中需要編輯的工具坐標，單擊“編輯”按鈕展開后，選擇所需的操作。

三、工具坐標系的管理圖9-8編輯工具坐標系的操作步驟3、設置工具的質量與重心偏移參數：工具的質量和重心偏移值是工具的固有屬性，新建的工具坐標系都必須正確設置，否則程序運行會出現錯誤；需要注意的是，質量數據默認為-1，用默認值運行會出現錯誤提示，其操作步驟如下：

（1）在系統工具坐標列表中，選中需要編輯的工具坐標，單出“編輯”展開后，選擇“更改值…”，如圖9-9所示；

三、工具坐標系的管理3、設置工具的質量與重心偏移參數：

三、工具坐標系的管理圖9-9設置工具的質量與重心偏移（1）3、設置工具的質量與重心偏移參數：（2）單擊下翻按鈕▽，使編輯值進入mass質量設置位置；

三、工具坐標系的管理圖9-9設置工具的質量與重心偏移（2）3、設置工具的質量與重心偏移參數：（3）單擊ma