工業(yè)機器人坐標分析，機器人的各種坐標系都由正交的右手定則來決定。當圍繞平行于X 、Y 、Z 軸線的各軸旋轉時，分別定義為A 、B 、C 。A 、B 、C 的正方向分別是X 、Y 、Z 正方向上右手螺旋前進的方向。

　　常用的坐標系是坐標系、機座坐標系、機械接口坐標系和工具坐標系。

　　(1)坐標系與機器人的運動無關，以地球為參照系的固定坐標系(見圖5)，符號為O 0、X 0、Y 0、Z 0。原點O 0、+X 0軸由用戶根據需要來確定;+Z 0軸與重力加速度的矢量共線，但方向相反。

　　(2)機座坐標系是以機器人機座安裝平面為參照系的坐標系，符號為O 1、X 1、Y 1、Z 1。原點O 1由機器人制造廠規(guī)定;+Z 1軸垂直于機器人機座安裝面，指向機器人機體;X1軸方向由原點指向機器人工作空間中心點Cw(見GB/T12644—2001)在機座安裝面上的投影。當由于機器人的構造不能實現此約定時，X 1軸的方向可由制造廠規(guī)定。

　　(3)機械接口坐標系是以機械接口為參照系，符號為O m、X m、Y m、Z m。原點O m是機械接口的中心;+Z m軸的方向垂直于機械接口中心，并由此指向末端執(zhí)行器;+X m軸由機械接口平面和X 1、Z 1平面(或平行于X 1、Z 1圖2 YASKAWA工業(yè)機器人各運動軸的關系圖3 右手坐標系 圖4 旋轉坐標系圖5 坐標系示例圖6 工具坐標系的平面)的交線來定義，同時機器人的主、副關節(jié)軸處于運動范圍的中間位置。當機器人構造不能實現此約定時，應由制造廠規(guī)定主關節(jié)軸位置。+X m軸的指向遠離Z 1軸。

　　(4)工具坐標系以安裝在機械接口上的末端執(zhí)行器為參照系，符號為O t、X t、Y t、Z t。原點O t是工具中心點(TCP);+Zt軸與工具有關，通常是工具指向;在平板式夾爪型夾持器夾持時，+Y t是手指運動平面的方向。

　　工業(yè)機器人常用坐標系

　　(1) 基坐標系( B a s eCoordinate System)，又稱為機座坐標系，位于機器人基座。如圖5所示，它是便于機器人從一個位置移動到另一個位置的坐標系。基坐標系在機器人基座中有相應的零點，這使固定安裝機器人的移動具有可預測性。在正常配置的機器人系統(tǒng)中，工人可通過控制桿進行該坐標系的移動。

　　(2)世界坐標系(Wo r l dCoordinate System)，又稱為大地坐標系或坐標系。如果機器人安裝在地面， 在基坐標系下示教編程很容易，但當機器人吊裝時，機器人末端移動直觀性差，因而示教編程較為困難。

　　另外，如果兩臺或多臺機器人共同協作時，例如，一臺安裝于地面，另一臺倒置，倒置機器人的基坐標系也將上下顛倒( 見圖7)。當分別在兩臺機器人的基坐標系A 、B 中進行運動控制時，很難預測相互協作運動的情況。

　　此時，可以定義一個共同的世界坐標系C 取而代之。若無特殊說明，單臺機器人世界坐標系和基坐標系是重合的。

　　(3) 用戶坐標系(U s e rCoordinate System)，機器人可以和不同的工作臺或夾具配合工作， 在每個工作臺上建立一個用戶坐標系。機器人大部分采用示教編程的方式，步驟繁瑣，對于相同工件，若放置在不同工作臺進行操作，不必重新編程，只需相應地變換到當前用戶坐標系下。用戶坐標系在基坐標系或者世界坐標系下建立。

　　(4)工件坐標系(Obje c tCoordinate System)與工件相關，通常適于對機器人進行編圖7 世界坐標系程。工件坐標系對應工件，它定義工件相對于大地坐標系(或其他坐標系)的位置。

　　工件坐標系擁有特定附加屬性，主要用于簡化編程。他擁有兩個框架：用戶框架(與大地基座相關)和工件框架(與用戶框架相關) 。機器人可以擁有若干工件坐標系，  表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干狀態(tài)。對機器人進行編程就是在工件坐標系中創(chuàng)建目標和路徑，重新定位工作站中的工件時，只需更改工件坐標系的位置，所有路徑將隨之更新。允許操作以外軸或傳送導軌移動的工件，因為整個工件可連同其路徑一起移動。

　　(5) 置換坐標系(Displacement CoordinateSystem)又稱為位移坐標系，有時需要對同一工件、同一段軌跡在不同工位上加工，為了避免每次重新編程，可以定義一個置換坐標系。置換坐標系基于工件坐標系定義。如圖8所示，當置換坐標系被激活后，程序中的所有點都將被置換。

　　(6) 腕坐標系(WristCoordinate System)和工具坐標系都是用來定義工具方向的。在簡單應用中，腕坐標系可以定義為工具坐標系，兩者重合。腕坐標系的Z 軸和機器人的第6根軸重合，如圖9所示，坐標系原點位于末端法蘭盤中心，X 軸方向與圖8 置換坐標系圖9 腕坐標系法蘭盤上標識孔的方向相同或相反，Z 軸垂直向外，Y 軸符合右手法則。

　　(7) 工具坐標系(ToolCoordinate System)安裝在末端法蘭盤上的工具需要在其中心點(TCP)定義一個工具坐標系，通過坐標系的轉換，可以操作機器人在工具坐標系下運動，以方便操作。如果工具磨損或更換，只需重新定義工具坐標系，而不用更改程序。工具坐標系建立在腕坐標系下，即兩者之間的相對位置和姿態(tài)是確定的。

　　(8) 關節(jié)坐標系(Join tCoordinate System)用來描述機器人每個獨立關節(jié)的運動，關節(jié)類型可能不同( 如移動關節(jié)、轉動關節(jié)等)。若將機器人末端移動到期望位置，在關節(jié)坐標系下操作，可以依次驅動各關節(jié)運動，從而引導機器人末端到達指定的位置。