工業(yè)機(jī)器人的工具中心點(diǎn)是什么？
工業(yè)現(xiàn)場的機(jī)器人實(shí)際上是有多個(gè)軸的機(jī)械手臂。要想讓機(jī)器人完成指定的生產(chǎn)任務(wù)，通常需要在機(jī)器人的末端固定一個(gè)工具，比如焊接機(jī)器人的焊槍、涂膠機(jī)器人的膠槍、搬運(yùn)機(jī)器人的夾具等。由于各工具的大小、形狀各不相同，這樣就產(chǎn)生一個(gè)問題：如何選擇一個(gè)點(diǎn)來代表整個(gè)工具呢？這就是本文要討論的話題：機(jī)器人的工具中心點(diǎn)。
“工具中心點(diǎn)”的英文名稱為“Tool Central Point”，簡寫為“TCP”。初始狀態(tài)的工具中心點(diǎn)(TCP)是工具坐標(biāo)系(Tool Coordinate System)的原點(diǎn)。當(dāng)我們以手動(dòng)(Jogging)或者編程(Programming)的方式讓機(jī)器人去接近空間的某一點(diǎn)時(shí)，其本質(zhì)是讓工具中心點(diǎn)去接近該點(diǎn)。因此可以說機(jī)器人的軌跡運(yùn)動(dòng)，就是工具中心點(diǎn)(TCP)的運(yùn)動(dòng)。
同一個(gè)機(jī)器人可以因?yàn)閽燧d不同的工具，而有不同的工具中心點(diǎn)；但是同一時(shí)刻，機(jī)器人只能處理一個(gè)工具中心點(diǎn)。比如，使用不同尺寸的焊槍，其槍口的位置肯定是不同的；但我們一次只能用一把焊槍，不能同時(shí)用兩個(gè)。
工具中心點(diǎn)(TCP)有兩種基本類型：移動(dòng)式工具中心點(diǎn)(Moving TCP)和靜態(tài)工具中心點(diǎn)(Stationary TCP)。
移動(dòng)式工具中心點(diǎn)(Moving TCP)比較常見，它的特點(diǎn)是會(huì)隨著機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。比如焊接機(jī)器人的焊槍、搬運(yùn)機(jī)器人的夾具等。
靜態(tài)工具中心點(diǎn)(Stationary TCP)是以機(jī)器人本體以外的某個(gè)點(diǎn)作為中心點(diǎn)，機(jī)器人攜帶工件圍繞該點(diǎn)做軌跡運(yùn)動(dòng)。比如在某些涂膠工藝中，膠槍噴嘴是固定的，機(jī)器人抓取玻璃圍繞膠槍噴嘴做軌跡運(yùn)動(dòng)，該膠槍噴嘴就是靜態(tài)工具中心點(diǎn)。
機(jī)器人調(diào)試時(shí)首先要設(shè)置工具數(shù)據(jù)(Tool Data)，其內(nèi)容包括設(shè)置工具中心點(diǎn)(TCP)、工具的重量和重心。ABB機(jī)器人在出廠時(shí)有一個(gè)默認(rèn)的工具數(shù)據(jù)(tool0)，tool0定義的TCP在機(jī)器人第六軸法蘭盤的中心處(以六軸機(jī)器人為例)。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)要根據(jù)安裝工具的不同，定義不同工具數(shù)據(jù)。比如下面這張圖就有五個(gè)不同的工具數(shù)據(jù)(Tool Data)。
機(jī)器人的工具一般可以分為兩大類：夾具類和槍類。
對于夾具類，其工具中心點(diǎn)一般可以tool0的TCP為基準(zhǔn)，向外延伸一段距離來確定；而對于槍類(比如焊槍、膠槍等)，則需要用四點(diǎn)法來確定工具中心點(diǎn)。兩類工具的TCP的設(shè)置方法我們將在以后的文章詳談。
注：本文中提到的“工具數(shù)據(jù)”，在某些文章或場合被翻譯為“工具坐標(biāo)”，但我們認(rèn)為“工具數(shù)據(jù)”才是“Tool Data”的合理翻譯與解釋。
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