实操：KUKA机器人创建工具坐标数据

使用机器人示教器设定工具

机器人控制系统通过测量工具（工具坐标系）识别工具顶尖（TCP­-Tool CenterPoint，工具中心点）相对于法兰中心点的位置，TCP的测量有两种途径：一种是找个固定的参考点进行示教，另一种则是已知工具的各参数，就可以得到相对于法兰中心点的X、Y、Z的偏移量，相对于法兰坐标系转角（角度A、B、C），同样也能得出精确的TCP。

图8-8

通过一个固定参考点的工具坐标系的测量分为2步：首先确定工具坐标系的TCP点，然后确定工具坐标系的姿态如表8-7所示。

表8-7  TCP的测量的步骤

步骤	说明
1	确定工具坐标系的TCP点 可选择以下方法： *XYZ 4 点法 *XYZ 参照法
2	确定工具坐标系的姿态 可选择以下方法： *ABC 2 点法 *ABC 世界坐标法

 

1. TCP点的测量

1)XYZ4点法

XYZ4点法的原理：将待测工具的TCP从4个不同方向移向任意选择的一个参考点，机器人系统将从不同的法兰位置值计算出TCP，如图8-9所示。

图8-9  XYZ4点法

其具体操作步骤如下：

1. 选择菜单序列 投入运行 > 测量 > 工具 > XYZ 4 点。

2. 为待测量的工具给定一个号码和一个名称。用继续键确认。

3. 用TCP移至任意一个参照点。按下“测量”，对话框“ 是否应用当前位置？继续测量” 用“是”加以确认

4. 用TCP从其他方向朝参照点。重复步骤3次。

5. 负载数据输入窗口自动打开，正确输入负载数据，然后按下“继续”按钮。

6. 包含测得的 TCP X、Y、Z 值的窗口自动打开，测量精度可在误差项中读取。数据可通过保存直接保存。

2)XYZ参照法

采用 XYZ 参照法时，将对一件新工具与一件已测量过的工具进行比较测量。机器人控制系统比较法兰位置，并对新工具的TCP进行计算。如图7-10所示。

图8-10

其具体操作步骤如下：

1. 前提条件是，在连接法兰上装有一个已测量过的工具，并且TCP的数据已知。

2. 在主菜单中选择投入运行 > 测量 > 工具 > XYZ 参照。

3. 为新工具指定一个编号和一个名称。用“继续”键确认。

4. 输入已测量工具的TCP数据。用“继续”键确认。

5. 用 TCP 移至任意一个参照点。点击测量。用“继续”键确认。

6. 将工具撤回，然后拆下。装上新工具。

7. 将新工具的TCP移至参照点。点击测量。用“继续”键确认。

8. 按下保存键。数据被保存，窗口自动关闭。

2. 确定工具坐标系的姿态/朝向

确定工具坐标系的姿态/朝向的方法主要有ABC 世界坐标法和ABC 2点法两种。

1)ABC世界坐标法

ABC世界坐标法是将工具坐标系的轴调整为与世界坐标系的轴平行。机器人控制器从而得知TOOL坐标系的取向，如图8-11所示。

图8-11  ABC世界坐标法

此方法有两种方式：

n5D: 用户将工具的作业方向告知机器人控制系统。作业方向默认为X轴。其他轴的取向将由系统确定，用户对此没有影响力。系统总是为其它轴确定相同的取向。如果之后必须对工具重新进行测量，比如在发生作业后，仅需要重新确定作业方向。而无需考虑作业方向的转度。应用范围：例如：MIG/MAG 焊接，激光切割或水射流切割。

n6D：用户将所有三个轴的取向告知机器人控制系统。应用范围：例如：焊钳、抓爪或粘胶喷嘴。

其具体操作步骤如下：

如果不是通过主菜单调出操作步骤，而是在TCP测量后通过 ABC 2点按键调出，则省略下列的两个步骤。

1. 在主菜单中选择投入运行 > 测量 > 工具 > ABC 世界。

2. 输入工具编号。用“继续”键确认。

3. 在 5D/6D 栏中选择一种规格。用“继续”键确认。

4. 如果选择 5D：

将 +XTOOL调整至平行于-ZWORLD的方向。(+XTOOL=作业方向)

如果选择 6D：

按下列方法进行工具坐标系统的轴的调整。

使 +XTOOL与-ZWORLD 平行。(+XTOOL=作业方向)

n+YTOOL 与 +YWORLD 平行

n+ZTOOL 与 +XWORLD 平行

5. 按下“测量”键来确认。对信息提示“要采用当前位置吗？测量将继续”按下“是”键来确认。

6. 随即打开另一个窗口。在此输入负荷数据。

7. 然后按“继续”和“保存”结束此过程。

8. 关闭菜单。

2)ABC 2点法

ABC 2点法是指通过趋近X轴上一个点和XY平面上一个点的方法，机器人控制系统即可得知工具坐标系的各轴。当轴方向必须特别精确地确定时，将使用此方法，如图7-12所示。

图7-13  ABC 2点法

其具体操作步骤如下：

如果不是通过主菜单调出操作步骤，而是在TCP测量后通过ABC 2点按键调出，则省略下列的两个步骤。

1. 前提条件是，TCP已通过XYZ法测定。

2. 在主菜单中选择投入运行 > 测量 > 工具 > ABC 2 点。

3. 输入已安装工具的编号。用“继续”键确认。

4. 用TCP移至任意一个参照点。点击测量。用“继续”键确认。

5. 移动工具，使参照点在X轴上与一个为负X值的点重合（即与作业方向相反）。点击测量。用“继续”键确认。

6. 移动工具，使参照点在 XY 平面上与一个在正Y向上的点重合。点击测量。用“继续”键确认。

7. 按“保存”。数据被保存，窗口关闭。或按下负载数据。数据被保存，一个窗口将自动打开，可以在此窗口中输入负载数据。

3. 数字输入

当已知工具的各参数，就可以直接输入相对于法兰中心点的X、Y、Z的偏移量，相对于法兰坐标系转角（角度A、B、C）。

其具体操作步骤如下：

1. 在主菜单中选择投入运行 > 测量 > 工具 > 数字输入。

2. 为待测量的工具给定一个号码和一个名称。用“继续”键确认。

3. 输入工具数据。用“继续”键确认。

4. 输入负载数据。

5. 按“继续”确认，按下“保存”键，数据被保存。