關(guān)節(jié)機械手基本觀念介紹
1. 空間坐標(biāo)(位置與姿態(tài))介紹
機械手的坐標(biāo)一般是指末端點的位置與姿態(tài)，可參考下圖，是一個六關(guān)節(jié)機械手，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)式機械手中(A, B, C)可以想成是機械手朝下時，第4, 5, 6關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動造成的姿態(tài)變化，此時機械手尖端所朝的方向是卡式坐標(biāo)系的X,Y,Z三個坐標(biāo)軸。

實際運行時，第1, 2, 3關(guān)節(jié)的坐標(biāo)不會是0，機械手尖端方向是由六個關(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ABC數(shù)值與實際機構(gòu)姿態(tài)對照

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

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

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

4. 各項坐標(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，為了方便校正點位、程序泛用性，程序移值的因素，通常會使用到與機構(gòu)型式無關(guān)的坐標(biāo)系，來進(jìn)行表達(dá)工具末端點的位置與姿態(tài)，在此做一些說明
5. 世界坐標(biāo)系
以機構(gòu)定義的原點與方向為基準(zhǔn)，以直角的XYZ三個方向軸為標(biāo)準(zhǔn)，所建立起來的坐標(biāo)表示法。對每一種機構(gòu)型式而言，工具末端點的世界坐標(biāo)，就是相對于機構(gòu)定義的原點與方向。

6. 工作坐標(biāo)系
將機械手用于涂膠、拋光…等用途時，所有的動作是根據(jù)工件擺放的位置來決定，當(dāng)產(chǎn)線需多臺機械手執(zhí)行相同的工作，應(yīng)該讓每臺機械手使用相同的加工程序，但是因為機臺與工件間的相對位置很難在安裝時獲得一致，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，最好是依據(jù)某一工作坐標(biāo)系，以便在后續(xù)動作的基準(zhǔn)位置修改時，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)的動作點位。
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, 可以針對正常放置的工件，以工作坐標(biāo)系的方式編輯路徑，當(dāng)要對另一組工件加工時，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
程序運行過程中，有時需依機械手尖端的方向進(jìn)行移動，例如車床的取換料動作，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。因為機械手尖端一定會再安裝一個工具，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)行動作時，即可設(shè)為使用工具坐標(biāo)系。

8. 運動行為與運動路徑說明
運動行為與運動大致可分類如下：

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

移動過程中，除了工具末端點為計算依據(jù)外，系統(tǒng)也會依據(jù)各設(shè)定點位的姿態(tài)，做一個合理的轉(zhuǎn)換。

9. 記錄坐標(biāo)說明
在每一個程序中，都可以直接將運動路徑上的點直接填入，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。有時為了讓同一個程序可以在不同的機械手上運作，必需將關(guān)鍵的位置點記錄在程序檔案之外，再由各機械手進(jìn)行校準(zhǔn)這些關(guān)鍵位置點，來適應(yīng)機械手安裝時的差異。此時記錄的
內(nèi)容是根據(jù)空間中的位置點，是記錄在「世界坐標(biāo)記錄」中。另外針對某些特別用途，像是要運送機械到其他場所時，希望讓機械手固定在某一角度姿勢，也可將這個姿勢記錄起來，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。