《工業(yè)機(jī)器人基本原理與編程（ABB）》學(xué)習(xí)情境4：輔助編程授課教師：何劍敏杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院---機(jī)電工程學(xué)院2018－104.1三個(gè)關(guān)鍵程序數(shù)據(jù)的設(shè)定

在進(jìn)行正式的編程之前，就需要構(gòu)建起必要的編程環(huán)境，其中有三個(gè)必須的程序數(shù)據(jù)（工具數(shù)據(jù)tooldata、工件坐標(biāo)wobjdata、負(fù)荷數(shù)據(jù)loaddata）就需要在編程前進(jìn)行定義。4.1.1工具數(shù)據(jù)tooldata的設(shè)定工具數(shù)據(jù)TOOLDATA是用于描述安裝在機(jī)器人第六軸上的工具的TCP，重量、重心等參數(shù)數(shù)據(jù)。執(zhí)行程序時(shí)，機(jī)器人就是將TCP移到編程位置，程序中所描述的速度與位置就是TCP點(diǎn)在對(duì)應(yīng)工件坐標(biāo)中的速度與位置。所有機(jī)器人在手腕處都有一個(gè)預(yù)定義工具坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系被稱(chēng)為tool0。這樣就能將一個(gè)或多個(gè)新工具坐標(biāo)系定義為tool0的偏移值。杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院---機(jī)電工程學(xué)院2018－10首先在機(jī)器人工作范圍內(nèi)找一個(gè)非常準(zhǔn)確的固定點(diǎn)作為參考點(diǎn)。然后在工具上確定一個(gè)參考點(diǎn)（最好是工具的中心點(diǎn)TCP）。通過(guò)手動(dòng)操縱機(jī)器人的方法，移動(dòng)工具上的參考點(diǎn)以最少四種不同的姿態(tài)盡可能與固定點(diǎn)剛好碰上。（為了獲得更準(zhǔn)確的TCP，在以下的例子中使用六點(diǎn)法進(jìn)行操作，第四點(diǎn)是用工具的參考點(diǎn)垂直于固定點(diǎn)，第五點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為T(mén)CP的X方向移動(dòng)，第六點(diǎn)是工具參考點(diǎn)從固定點(diǎn)向?qū)⒁O(shè)定為T(mén)CP的Z方向移動(dòng)。）機(jī)器人就可以通過(guò)這四個(gè)位置點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)計(jì)算求得TCP的數(shù)據(jù)，然后TCP的數(shù)據(jù)就保存在TOOLDATA這個(gè)程序數(shù)據(jù)中被程序進(jìn)行調(diào)用。方法一:TCP設(shè)定原理(4點(diǎn)法)杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院---機(jī)電工程學(xué)院2018－10單擊“ABB”菜單，選擇“手動(dòng)操縱”→“工具坐標(biāo)”→“新建...”初始值根據(jù)實(shí)際工具的重量及工具的偏移位置，設(shè)定mass的數(shù)據(jù)及X、Y、Z的偏移值，注意正確使用測(cè)量工具完成點(diǎn)到點(diǎn)的測(cè)量。打開(kāi)編輯菜單，選擇“定義”→“TCP和Z,X”→點(diǎn)1、2、3、4、延伸器點(diǎn)X、延伸器點(diǎn)Z共六個(gè)點(diǎn)需要調(diào)整位置，6個(gè)位置對(duì)完以后，單擊“確定”選擇定義杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院---機(jī)電工程學(xué)院2018－10TCP取點(diǎn)要求：前三個(gè)點(diǎn)的姿態(tài)相差盡量大些，這樣有利于TCP精度的提高第四點(diǎn)是工具的參考點(diǎn)垂直于固定點(diǎn)（在焊接應(yīng)用最為常用）TCP設(shè)定原理杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院---機(jī)電工程學(xué)院2018－10單擊“ABB”菜單，選擇“手動(dòng)操縱”→“工具坐標(biāo)”→“新建...”初始值方法二:參數(shù)法設(shè)定杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院---機(jī)電工程學(xué)院2018－10單擊“ABB”菜單，選擇“手動(dòng)操縱”→“工具坐標(biāo)”→“新建...”初始值方法二:參數(shù)法設(shè)定四元數(shù):由愛(ài)爾蘭數(shù)學(xué)家哈密頓(WilliamRowanHamilton）在1843年發(fā)明的數(shù)學(xué)概念，由1個(gè)實(shí)部w和3個(gè)虛部x、y、z構(gòu)成，笛卡爾坐標(biāo)下可表示如下：式中三個(gè)虛部為三個(gè)正交基，實(shí)部垂直于三維空間，因此，工業(yè)機(jī)器人在特定工具下的方位數(shù)據(jù)orient即為[q1,q2,q3,q4]，這四個(gè)數(shù)值即表示為旋轉(zhuǎn)的四元數(shù)，且四元數(shù)滿足其平方和為1。以外夾工具為例，其工具坐標(biāo)Tool2的坐標(biāo)系與工業(yè)機(jī)器人法蘭盤(pán)末端Tool0的坐標(biāo)系相比，是繞Z軸進(jìn)行90o旋轉(zhuǎn)，所對(duì)應(yīng)的歐拉角旋轉(zhuǎn)矩陣如下：式中，α為旋轉(zhuǎn)角。若以Rz表示Z軸旋轉(zhuǎn)，換算成三維空間單位向量就是Rz=[001]，則投影后的四元數(shù)為：由上式得，當(dāng)工業(yè)機(jī)器人快換夾具選擇外夾工具Tooljj2時(shí)的方向數(shù)據(jù)orient＝[0.7071,0,0,0.7071]。杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院---機(jī)電工程學(xué)院