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安川工业机器人示教器教程 第五讲 机器人坐标系与点位示教操作详解


在机器人编程中,有一个概念非常重要,那就是 坐标系。

如果不理解坐标系,很多人会遇到这些问题:

机器人为什么会走错方向
同样一个程序换个位置就跑偏
示教好的点突然不准确
修改程序后机器人路径变乱

这些问题本质上都和 坐标系与示教方式 有关。

本节就从现场操作角度,系统讲清楚:

机器人常见坐标系
示教器如何切换坐标系
如何示教一个点
如何修改一个点
MOVJ 与 MOVL 的区别
如何避免机器人走错路径

掌握这些内容,基本就掌握了机器人示教最核心的部分。

一、机器人坐标系的基本概念

机器人运动本质上就是 空间坐标变化。

安川机器人常见坐标系有五种:

关节坐标
机器人坐标
用户坐标
工具坐标
世界坐标

不同坐标系的区别是:

机器人如何理解移动方向

很多新手的问题就是:

机器人明明向前动,结果却斜着走。

原因就是坐标系不对。

二、关节坐标(Joint)

关节坐标是最基础的控制方式。

机器人每个轴单独运动。

安川机器人通常有6轴:

S轴
L轴
U轴
R轴
B轴
T轴

示教器上通常显示为:

J1
J2
J3
J4
J5
J6

在关节坐标模式下:

机器人每次只动某个轴。

例如:

J1+
J1-

机器人底座旋转。

J2+
J2-

大臂上下运动。

这种模式特点是:

控制简单
适合大范围移动
适合回原点

但是缺点也明显:

轨迹不可控。

三、机器人坐标(Robot)

机器人坐标是以 机器人底座为原点 的坐标系。

通常方向是:

X 前后
Y 左右
Z 上下

如果在机器人坐标模式下:

X+

机器人向前移动。

Y+

机器人向左移动。

Z+

机器人向上移动。

这种模式适合:

粗略定位
简单调整位置。

四、工具坐标(Tool)

工具坐标非常重要。

因为机器人真正工作的点是 工具中心点 TCP。

比如:

焊枪
夹爪
打磨头

工具安装后,机器人运动应该以 工具方向 为基准。

例如:

焊枪朝下。

如果使用工具坐标:

Z+

焊枪就会沿着自身方向移动。

而不是机器人方向。

工具坐标常用于:

焊接
打磨
装配
涂胶

五、用户坐标(User)

用户坐标是生产现场最常用的坐标系。

例如:

工作台
夹具
流水线

这些设备通常不是和机器人对齐的。

这时候就需要建立 用户坐标系。

用户坐标的作用是:

让机器人理解设备方向。

例如:

工件在斜着放。

建立用户坐标后:

X 方向 = 工件方向
Y 方向 = 工件宽度
Z 方向 = 垂直方向

这样程序会非常清晰。

六、示教器如何切换坐标系

在安川示教器上切换坐标系非常简单。

操作步骤:

按下

COORD 键

屏幕会显示:

Joint
Robot
Tool
User

通过方向键选择即可。

很多现场工程师调试时经常切换。

例如:

远距离移动
使用 Joint

微调位置
使用 Tool

沿工件方向移动
使用 User

七、点位示教(最重要的操作)

机器人程序其实就是一堆 点位。

例如:

P000
P001
P002
P003

每个点都包含:

位置
姿态
坐标系

示教点的方法如下。

八、示教一个新点

步骤如下。

第一步

把机器人移动到目标位置。

可以使用:

JOG 按键

慢慢移动。

第二步

打开程序。

例如:

JOB → 新建程序

第三步

插入指令。

选择:

MOVJ

第四步

按下

MODIFY → 记录点位

示教器会自动生成:

P0001

此时机器人当前位置就被记录了。

九、MOVJ 与 MOVL 的区别

安川机器人常见两种运动:

MOVJ
MOVL

MOVJ

关节运动。

机器人各轴独立运动。

特点:

速度快
路径不固定

适合:

远距离移动。

例如:

回原点
换工位

MOVL

直线运动。

机器人 TCP 按直线移动。

特点:

路径可控
精度高

适合:

焊接
打胶
装配
插孔

举个例子。

抓取工件:

先用 MOVJ 靠近。

最后 50mm 用 MOVL。

这样既安全又准确。

十、修改示教点

现场最常见操作就是:

微调点位

操作方法:

选中程序行。

例如:

MOVL P002



MODIFY

再选择

重新记录。

机器人当前位置就会覆盖原来的点。

这叫:

重示教

十一、点位偏移技巧

有时候需要批量调整点位。

例如:

工件移动 5mm。

如果一个个改会很麻烦。

安川示教器可以:

偏移点位。

方法:

SHIFT
OFFSET

例如:

Z + 5mm

所有点一起移动。

这在现场非常实用。

十二、示教速度控制

示教时必须注意速度。

示教器有:

速度旋钮。

通常建议:

粗调

25%

精调

5%

危险区域

1%

很多事故都是因为:

速度太快。

十三、示教安全习惯

工程师必须养成几个习惯。

示教前确认:

机器人模式
急停状态
安全围栏

示教时:

一只手握住使能开关
速度调低

示教后:

保存程序。

十四、典型示教案例

例如一个抓取程序。

流程如下。

机器人到待机点

MOVJ P000

移动到取料上方

MOVJ P001

直线下降

MOVL P002

夹爪夹紧

OUT1 ON

直线抬起

MOVL P003

移动到放料位置

MOVJ P004

下降

MOVL P005

松开夹爪

OUT1 OFF

抬起

MOVL P006

回待机点

MOVJ P000

这样一个完整程序就完成了。

十五、本讲总结

本讲重点讲了机器人最核心的操作:

机器人坐标系
坐标系切换
点位示教
MOVJ 与 MOVL
点位修改
速度控制

可以说:

90%的机器人编程都是在做这些事情。

只要熟练掌握:

示教
改点
调路径

就已经具备基本调试能力。

下一讲我们将重点讲:

安川机器人 IO 信号与夹具控制

包括:

如何控制夹爪
如何读取传感器
输入输出信号
机器人等待信号
PLC 与机器人通信

这些内容也是现场调试非常重要的一部分。
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