1.4　机器人的形位（POSE）

1.4.1　一般说明

（1）坐标位置和旋转位置

如图1-20所示，机器人的位置控制点由以下10个数据构成。

机器人的“位置控制点”：出厂时为法兰面中心点，当设置了抓手坐标系（“TOOL”坐标系）后，即为“TOOL”坐标系原点。

①X，Y，Z—“机器人控制点”在直角坐标系中的坐标。

②A，B，C—绕X、Y、Z轴旋转的角度。就一个“点”位而言，没有旋转的概念。所以旋转是指以该“位置点”为基准，以抓手为刚体，绕世界坐标系的X、Y、Z轴旋转。这样即使同一个“位置点”，抓手的形位（POSE）也有N种变化。

注意

X、Y、Z、A、B、C全部以世界坐标系为基准。

③L₁，L₂—附加轴（伺服轴）定位位置。

④FL1—结构标志（上下左右高低位置），FL2—各关节轴旋转度数。

（2）结构标志

①FL1—结构标志（上下左右高低位置）。用一组2进制数表示，上下左右高低用不同的bit位表示，如图1-21所示。

②FL2—各关节轴旋转度数。用一组16进制数表示，如图1-22所示。

1.4.2　对结构标志FL1的详细说明

机器人的位置控制点是由X，Y，Z，A，B，C（FL1，FL2）标记的，由于机器人结构的特殊性，即使是同一位置点，机器人也可能出现不同的形位（POSE）。为了区别这些形位（POSE），采用了结构标志。用位置标记的（X，Y，Z，A，B，C）（FL1，FL2）中的“FL1”标记，标记方法如下。

（1）垂直多关节型机器人

①左右标志

a.5轴机器人：以J₁轴旋转中心线为基准，判别第5轴法兰中心点R位于“该中心线”的左边还是右边。如果在右边（RIGHT），则FL1bit2=1；如果在左边（LEFT），则FL1bit2=0，如图1-23（a）所示。

b.6轴机器人：以J₁轴旋转中心线为基准，判别J₅轴中心点P位于“该中心线”的左边还是右边。如果在右边（RIGHT），则FL1bit2=1；如果在左边（LEFT），则FL1bit2=0，如图1-23（b）所示。

注意

FL1标志信号用一组2进制码表示，检验左右位置用bit2表示。

②上下判断

a.5轴机器人：以J₂轴旋转中心和J₃轴旋转中心的连接线为基准，判别J₅轴中心点P是位于“该中心连接线”的上面还是下面。如果在上面（ABO VE），则FL1bit1=1；如果在下面（BELOW），则FL1bit1=0，如图1-24（a）所示。

b.6轴机器人：以J₂轴旋转中心和J₃轴旋转中心的连接线为基准，判别J₅轴中心点P是位于“该中心连接线”的上面还是下面。如果在上面（ABO VE），则FL1bit1=1；如果在下面（BELOW），则FL1bit1=0，如图1-24（b）所示。

注意

FL1标志信号用一组2进制码表示，检验上下位置用bit1表示。

③高低判断　第6轴法兰面（6轴机型）方位判断。以J₄轴旋转中心和J₅轴旋转中心的连接线为基准，判别6轴的法兰面是位于“该中心连接线”的上面还是下面。如果在下面（NONFLIP），则FL1bit0=1；如果在上面（FLIP），则FL1bit0=0；如图1-25所示。

注意

FL1标志信号用一组2进制码表示，检验高低位置用bit0表示。

（2）水平运动型机器人

以J₁轴旋转中心和J₂轴旋转中心的连接线为基准，判别机器人前端位置控制点是位于“该中心连接线”的左边还是右边。如果在右边（RIGHT），则FL1bit2=1；如果在左为（LEFT），则FL1bit2=0，如图1-26所示。

1.4.3　对结构标志FL2的详细说明

FL2标志为各关节轴旋转度数，用一组16进制数表示，如图1-27所示。

各轴的旋转角度与数值之间的关系如图1-28所示。

以J₆轴为例：

旋转角度=-180°～0～180°时，FL2=H00000000；

旋转角度=180°～540°时，FL2=H00100000；

旋转角度=540°～900°时，FL2=H00200000；

旋转角度=-180°～-540°时，FL2=H00F00000；

旋转角度=-540°～-900°时，FL2=H00E00000。