關(guān)節(jié)機(jī)械手基本觀念介紹
1. 空間坐標(biāo)(位置與姿態(tài))介紹
機(jī)械手的坐標(biāo)一般是指末端點(diǎn)的位置與姿態(tài)，可參考下圖，是一個(gè)六關(guān)節(jié)機(jī)械手，外加工具后的示意圖

要表示空間坐標(biāo)的信息，除了位置之外還有姿態(tài)，空間中的位置，就如一般理解并常用的(X, Y, Z)，但是姿態(tài)信息(A, B, C)就不是這么容易理解了。
在關(guān)節(jié)式機(jī)械手中(A, B, C)可以想成是機(jī)械手朝下時(shí)，第4, 5, 6關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)造成的姿態(tài)變化，此時(shí)機(jī)械手尖端所朝的方向是卡式坐標(biāo)系的X,Y,Z三個(gè)坐標(biāo)軸。

實(shí)際運(yùn)行時(shí)，第1, 2, 3關(guān)節(jié)的坐標(biāo)不會(huì)是0，機(jī)械手尖端方向是由六個(gè)關(guān)節(jié)所復(fù)合影響的，但我們只在意其最終形成的尖端方向。
2. 幾個(gè)ABC數(shù)值與實(shí)際機(jī)構(gòu)姿態(tài)對(duì)照

3. 各種坐標(biāo)及其關(guān)聯(lián)性
機(jī)械手的型式眾多，為了方便使用，需將馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，經(jīng)過機(jī)構(gòu)型式與尺寸的專用算法，轉(zhuǎn)換為工具末端點(diǎn)的世界坐標(biāo)表示法。這之中包含了幾項(xiàng)專用名詞，說明如下
馬達(dá)坐標(biāo)：馬達(dá)的實(shí)際坐標(biāo)值，與機(jī)構(gòu)間的同動(dòng)無關(guān)。
關(guān)節(jié)坐標(biāo)：馬達(dá)坐標(biāo)經(jīng)過機(jī)構(gòu)耦合關(guān)系轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)值。(外觀上可視的機(jī)構(gòu)狀態(tài))
世界坐標(biāo)：以機(jī)械手底座中心為原點(diǎn)，工具末端點(diǎn)的的位置與姿態(tài)。
正向運(yùn)動(dòng)學(xué)：由馬達(dá)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)的運(yùn)算法則。
反向運(yùn)動(dòng)學(xué)：由世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到馬達(dá)坐標(biāo)的運(yùn)算法則。

自由度：空間坐標(biāo)的表示法，包含XYZABC六個(gè)元素。當(dāng)機(jī)械手軸數(shù)不足或設(shè)計(jì)方式差異時(shí)，可能會(huì)缺少某幾個(gè)元素。舉兩種型式的機(jī)械手為例，其自由度如下：

為了限制機(jī)械手的移動(dòng)范圍，需透過極限設(shè)定來達(dá)成，關(guān)節(jié)式機(jī)械手的極限分為三類：

4. 各項(xiàng)坐標(biāo)系介紹
除了上述的馬達(dá)坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)、世界坐標(biāo)外，為了方便校正點(diǎn)位、程序泛用性，程序移值的因素，通常會(huì)使用到與機(jī)構(gòu)型式無關(guān)的坐標(biāo)系，來進(jìn)行表達(dá)工具末端點(diǎn)的位置與姿態(tài)，在此做一些說明
5. 世界坐標(biāo)系
以機(jī)構(gòu)定義的原點(diǎn)與方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，以直角的XYZ三個(gè)方向軸為標(biāo)準(zhǔn)，所建立起來的坐標(biāo)表示法。對(duì)每一種機(jī)構(gòu)型式而言，工具末端點(diǎn)的世界坐標(biāo)，就是相對(duì)于機(jī)構(gòu)定義的原點(diǎn)與方向。

6. 工作坐標(biāo)系
將機(jī)械手用于涂膠、拋光…等用途時(shí)，所有的動(dòng)作是根據(jù)工件擺放的位置來決定，當(dāng)產(chǎn)線需多臺(tái)機(jī)械手執(zhí)行相同的工作，應(yīng)該讓每臺(tái)機(jī)械手使用相同的加工程序，但是因?yàn)闄C(jī)臺(tái)與工件間的相對(duì)位置很難在安裝時(shí)獲得一致，因此需定義出坐標(biāo)系，用來描述工件擺放的位置與旋轉(zhuǎn)角度。
當(dāng)您在編輯程序時(shí)，最好是依據(jù)某一工作坐標(biāo)系，以便在后續(xù)動(dòng)作的基準(zhǔn)位置修改時(shí)，可以簡單的透過改變工作坐標(biāo)系的定義，就完成程序的移轉(zhuǎn)，而不需重新修改相關(guān)的動(dòng)作點(diǎn)位。
如下圖，兩組工件是一樣的，只是所放置的位置與角度不同，因此在編輯程序時(shí), 可以針對(duì)正常放置的工件，以工作坐標(biāo)系的方式編輯路徑，當(dāng)要對(duì)另一組工件加工時(shí)，只要將工作坐標(biāo)系切換到該組工件的基準(zhǔn)位置即可。

7. 工具坐標(biāo)系
程序運(yùn)行過程中，有時(shí)需依機(jī)械手尖端的方向進(jìn)行移動(dòng)，例如車床的取換料動(dòng)作，需根據(jù)當(dāng)下手臂末端的方向，直直伸入將工件取出及放入。因?yàn)闄C(jī)械手尖端一定會(huì)再安裝一個(gè)工具，故取名為工具坐標(biāo)系。程序中當(dāng)需要使用以當(dāng)下姿態(tài)為參考進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，即可設(shè)為使用工具坐標(biāo)系。

8. 運(yùn)動(dòng)行為與運(yùn)動(dòng)路徑說明
運(yùn)動(dòng)行為與運(yùn)動(dòng)大致可分類如下：

當(dāng)使用路徑移動(dòng)時(shí)，路徑可透過設(shè)定空間中的點(diǎn)坐標(biāo)及其點(diǎn)位屬性來表示出來，下圖是一個(gè)點(diǎn)位屬性與形成路徑的示意圖：

移動(dòng)過程中，除了工具末端點(diǎn)為計(jì)算依據(jù)外，系統(tǒng)也會(huì)依據(jù)各設(shè)定點(diǎn)位的姿態(tài)，做一個(gè)合理的轉(zhuǎn)換。

9. 記錄坐標(biāo)說明
在每一個(gè)程序中，都可以直接將運(yùn)動(dòng)路徑上的點(diǎn)直接填入，且行數(shù)不設(shè)限，若使用教導(dǎo)程序編輯，也可達(dá)到2000行。有時(shí)為了讓同一個(gè)程序可以在不同的機(jī)械手上運(yùn)作，必需將關(guān)鍵的位置點(diǎn)記錄在程序檔案之外，再由各機(jī)械手進(jìn)行校準(zhǔn)這些關(guān)鍵位置點(diǎn)，來適應(yīng)機(jī)械手安裝時(shí)的差異。此時(shí)記錄的
內(nèi)容是根據(jù)空間中的位置點(diǎn)，是記錄在「世界坐標(biāo)記錄」中。另外針對(duì)某些特別用途，像是要運(yùn)送機(jī)械到其他場所時(shí)，希望讓機(jī)械手固定在某一角度姿勢，也可將這個(gè)姿勢記錄起來，以便要搬移前可以很快的調(diào)整到該姿勢。此時(shí)記錄的內(nèi)容是根據(jù)各關(guān)節(jié)的角度，是記錄在「關(guān)節(jié)坐標(biāo)記錄」中。