工业机器人坐标系详解
工业机器人的五个核心坐标系是空间位置和姿态的数学基础，可视为一套从宏观到微观的定位系统：
- 世界坐标系
- 机器人足部坐标系
- 基坐标系
- 法兰坐标系
- 工具坐标系
坐标系定义与类比
为了直观理解，可将工作站想象为房间，机器人手臂类比为人的手臂。
1. 世界坐标系（房间的地标）
- 定义：固定不变的绝对坐标系，通常定义在工作站角落。
- 用途：描述房间内所有物体的绝对位置（如机器人、传送带、工件）。
- 理解：相当于房间的经纬度或墙角，位置固定不变。
2. 机器人足部坐标系（脚下的地）
- 定义：位于机器人安装底座正下方，Z 轴垂直向上。
- 用途：安装时校准到世界坐标系。若机器人移动，足部相对于机器人本身固定。
- 理解：相当于站立的地面，脚底相对于身体位置固定。
3. 基坐标系（肩膀）
- 定义：位于机器人第一轴（腰部）安装基座上，内部零点。
- 用途：机器人自身的原点。回零即回到此机械确定的姿态。运动学解算基于此开始。
- 理解：相当于肩膀根部，手臂运动的起点。
4. 法兰坐标系（手腕）
- 定义：位于第六轴末端法兰盘中心。
- 用途：机器人手臂末端，安装工具的位置。移动目标点通常指法兰中心。
- 理解：相当于手腕关节。
5. 工具坐标系（笔尖）
- 定义：定义在工具有效工作点上（如焊丝端点、吸盘中心）。
- 用途：真正关心的操作点。编程时控制工具坐标系点移动到工件点。
- 理解：相当于手里握着的一支笔的笔尖。
坐标系关系澄清
世界坐标系与基坐标系
默认情况下，世界坐标系和基坐标系重合在同一点上（通常在机器人足部）。
- 世界坐标系：固定不变的绝对地标，整个工作站的最终参考。
- 基坐标系：用户自定义的工作台面，默认与世界坐标系重合，但可移动至具体工件（如桌子）上以便编程。
当设定 $BASE = BASE_DATA[10] 时，是将原本重合的基坐标原点搬到了桌面一角。此后程序中的坐标即为相对于桌面的新原点位置。
工具坐标系与目标姿态
- 工具坐标系 (TCP)：定义了工具中心点相对于机器人法兰盘的位置和姿态（工具的'身份证'），数据固定，标定后通常不变。
- 目标点的 A、B、C：描述了工具坐标系在该点应指向的姿态（相对于当前激活的基坐标系）。
- X、Y、Z：要求工具坐标系原点必须到达的空间位置。
总结：X、Y、Z 决定手伸到哪里，A、B、C 决定手怎么伸出去。两者都是相对于基坐标系的目标位姿，而工具坐标系告诉机器人手究竟在法兰的哪个位置。
编程案例：抓取杯子
假设场景：3m*3m 工作范围，机器人安装在铁板底座上，需抓取桌面上十个杯子。
