机器人工具坐标系标定原理

工具坐标系
默认的工具坐标系是以法兰中心点为原点，XYZ方向固定的一个坐标系。其他任何安装在末端法兰上的工具，TCP点的位置相对于法兰中心点是固定的，以这个TCP为原点建立工具坐标系其实就可以看做相对于末端的平移和旋转。
标定
工业机器人使用过程中经常在机器人末端法兰面安装不同的工具来满足实际生产需求，为了准确控制工具运动的位置与姿态，需要对工具所在坐标系进行标定。我使用的协作臂机器人提供了三种方法：直接输入法、四点法和六点法。四点法适用于只改变了工具坐标系原点TCP的位置，仅进行了默认工具坐标系平移的场合。即当新的工具相对于默认的坐标系只是TCP位置（即X、Y、Z）发生变换，而姿态（即W、P、R）没变时，可通过四点标定法建工具坐标系在实际使用中，六点法适用于工具坐标系原点（TCP）的位置和姿态均改变了，不仅进行了默认工具坐标系平移又进行了旋转的场合。即当TCP和姿态都发生变换时，则需要采用六点法建立新的工具坐标系。

重点介绍一下“六点法”
1.标定步骤
（1）在机器人动作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点；
（2）在工具上确定一个参考点（最好是工具中心点Tool Center Point, TCP）;
（3）手动操纵机器人的方法移动TCP，以四种不同的工具姿态与固定点刚好碰上。
  前三个点任意姿态，第四点是用工具的参考点垂直于固定点，第五点是工具参考点从固定点向将要设定的TCP的x方向移动，第六点是工具参考点从固定点向将要设定的TCP的在z方向移动，（姿态取点时有x，y方向的取点方法，也有x，z方向的取点方法，视机器人而定），如下图所示：
  
2.标定过程
TCP标定过程