安川的特点:坐标系分层清晰、工具文件(Tool)同时承载 TCP 坐标 + 负载参数;自动负载推定只支持落地安装,倒挂 / 侧装必须手动输入重心、惯量。
一、安川六大坐标系
关节坐标系:单独控制 S/L/U/R/B/T 每个轴,调零点、回原点、卡住时用,没有 XYZ 概念
直角坐标系(基坐标系 base):原点在机器人底座法兰中心,固定不动;机器人相对底座 XYZ 移动,机床上下料默认常用
圆柱坐标系:以 S 轴为中心,径向、角度、高度运动,码垛、环形工件偶尔用
工具坐标系(TOOL):原点在 TCP,Z 轴沿工具朝向;焊枪、抓手、打磨头必备,安川最多支持 64 组工具文件(0~63),每组里面同时存 TCP 偏移 + 负载数据
标定方式:5 点法(不同姿态对准同一个尖点)、7 点法,也可以直接输入法兰偏移 XYZ/RxRyRz
用户坐标系(工件坐标系 UCS):绑定工装 / 工作台,3 点标定(原点 + X 向点 + Y 向点);多工位、斜工作台、多机床单元非常方便,程序不用重写,只切换用户坐标号
示教线坐标系:弧焊专用,沿焊缝方向运动,其他工艺不用
基座安装姿态(落地 / 吊顶 / 墙装):在机器人安装参数里设置基座旋转角,控制器更新世界坐标→基座坐标变换矩阵,重力模型同步更新;但自动负载推定功能不会自动适配倒挂,倒挂不能自动测重心
二、负载标定
安川负载数据是绑定在 Tool 工具号里,一组 Tool 包含:
TCP 偏移(工具坐标)
重量 W(kg)
重心 CGX/CGY/CGZ(相对于法兰面中心,不是 TCP)
三个转动惯量 Ixx、Iyy、Izz(kg・m²)
两种标定方式
方式 1:自动重心 / 负载推定
菜单:机器人 → 工具 → 选择工具号 → 实用工具 → 重心位置测量 流程:
装上抓手,拆掉拖拽管线(管线会干扰测量)
机器人自动回到测量原点(U/B/R 水平)
自动小幅摆动 U、B、T 轴,伺服采集力矩变化
控制器根据重力力矩反算出重量、重心坐标;惯量小时可自动估算惯量
限制:吊顶、侧装、倾斜安装不能用自动测量! 重力方向和算法模型不匹配,测出来完全错误,必须手动录入
方式 2:手动输入
直接填入:重量、重心三轴偏移、惯量张量;可以用三维软件算出重心与惯量,填入工具页面。
机床上下料倒挂场景几乎都用这个方式。
负载标定的作用
重力前馈补偿:控制器动力学模型实时抵消抓手自重,轨迹更稳、圆弧插补不变形
加速度 / 加减速自动限幅:偏心大负载自动降加速度,防止抖动、过冲
碰撞检测(冲击检出):负载参数正确,碰撞灵敏度才准;参数错容易误报警或者撞机不报警
保护减速机:力矩预测准确,长期运行减少冲击损伤
重点区分:工具负载 = 抓手本身;工件是动态负载,抓取工件后,安川支持【工件负载叠加】,程序里切换叠加负载参数,适合抓取不同重量毛坯的机床上下料。
三、安川这套体系对比库卡
库卡:不管落地 / 倒挂 / 墙装,LoadDetermination 负载测定都支持自动识别,只要基座姿态参数设置好;
安川:基座姿态可以设置,但自动负载推定只支持落地;倒挂 / 侧装只能手动输入重心惯量,这是工程上最容易踩坑的点。
四、机床上下料典型用法
建立 Tool0:双爪抓手 TCP,落地机自动测负载;倒挂机三维算出重心手动录入
建立用户坐标 UCS1:机床卡盘工件坐标系,示教 3 点
程序里切换 Tool、UCS;抓取毛坯时叠加工件负载
碰撞检出等级依托负载参数设置,防止进卡盘撞工装
五、常见报错
负载推定失败:倒挂、管线拖拽、重心偏心过大、没回测量原点
圆弧轨迹跑偏、抖动:重心 / 惯量填错
频繁冲击报警:负载参数和实际不符。

