工件坐标系的校准和应用

工件坐标系又称用户坐标系，是用户自己定义的坐标系。与工具坐标系相比，工件坐标系在工业生产中的应用更多。工件坐标系可以完成批量生产过程中工件路径规划和位置变化时工件表面路径规划，为油漆、着色等工业工艺提供了极大的便利。工件坐标系也用于斜面绘图。只需将工件坐标系标定在斜面上，机器人的终端执行器就会沿着斜面的角度移动，非常方便解决斜面作业的困难。工件坐标系也可用于改变位置的操作。只需重新定义工件坐标系，计算原坐标系和新坐标系的偏移，即可使用原点进行轨迹教学。工件坐标系校准首先在程序数据中找到Wobjdata程序数据，然后建立一个新的坐标系，然后编辑和定义它，这与工具坐标系相同，然后使用三点法，可以在工作台上任意校准工件坐标系。校准时，首先选择坐标原点位置，然后将机器人移动到原点位置进行教学，然后确定X轴的正方向，选择X正方向由用户定义，然后选择Y轴的正方向，根据右手定则选择XY正方向，确定右手定则后确定Z轴的正方向，定义工件坐标系。工件坐标系的应用主要分为三类：

1.斜面绘图

如图3所示，在倾斜平面上绘制图纸，需要使用工件坐标系，放置斜面，并在斜面上找到任何一个点作为原点O。在O点标定X轴的正方向和Y轴的正方向，建立工件坐标系。使用新的工件坐标系，使机器人沿X轴方向和Y轴方向移动，发现机器人末端执行器的工作平面为斜面，因此在斜面上工作可以方便操作。在斜面上标定坐标系时，应特别注意，因为工件坐标是在地球坐标系下标定的，必须注意原点的位置和X轴或Y轴的正方向必须与斜面相同，使原点和XY平行于斜面，否则工件坐标系会出现偏移效应和点偏差，从而影响工程运行。如果在地球坐标系下移动，Y轴方向将水平移动，不会沿斜面移动。

2.重复工作

图4是工件坐标系在多个相同工件下的应用。如图所示，A为大地坐标系，B为工件1坐标系，C为工件2坐标系。机器人的工作环境是对两个工件进行表面处理。在B坐标系下完成工件1的所有点教学后，可以利用工件坐标系的转换进行工件2的点教学。计算坐标系B和坐标系C的偏移量，只需将工件1的所有点复制到坐标系C下，即可实现工件2的点教学。使用此方法，只需手动教学一个工件，其他工件标定坐标系后计算偏移量，然后复制所有点，完成相同工件的表面处理。这里的工件数量不受限制。

3.位置变换工作

图5是同一工件在不同时刻的不同位置，B是位置A的工件坐标系，D是位置C的工件坐标系。在A位置B坐标系下，对工件进行轨迹教学并编写程序。当位置转换为C时，标定工件坐标系D，然后计算坐标系B和坐标系D的偏移，然后只需将A位置B坐标系下的教学点复制到D坐标系下，就可以完成位置C的轨迹教学，这样在工业生产中就可以轻松实现不同位置的工件工作。同样，无论工件进行多少次位置变换，都可以快速实现位置变换后的工件轨迹教学。

4.结论

本文重点介绍了工具坐标系和工件坐标系的校准和应用。工具坐标系作为工业机器人终端执行器的基准坐标系，在校准过程中应严格掌握校准点的准确性，并能及时改变工具坐标系，满足高速有效完成工业机器人手动教学工作的要求。工件坐标系的校准应对不同工件进行准确的三点教学，并选择合适的原点位置。工件坐标系应用的环境主要分为斜面、重复和位置变换。工件坐标的有效选择和更换将决定工业生产的效率。