六轴焊接机器人数学基础之坐标系简介

机器人系统是一个复杂的机械系统，多个自由度的工业机器人在运动过程中具有不确定性和复杂性。因此我们需要一种数学描述方法来对位移、速度和加速度及动力学的问题进行有效而又方便的描述，在数学理论方面，可以通过多种理论方法对机器人的空间进行描述，不过运用最多的还是矩阵法。

我们为了能够在空间体系中精确的定位物体的位置和运动状态，都会需要坐标系这个概念。在工业机器人的运动学理论中经常使用的坐标系主要分为以下几种形式：

(1) 参考坐标系，就是坐标系的方向和位置不会随着机器人的运动而产生移动变化，在一个机器人运动学系统中，参考坐标系的作用是起到一个定位的作用，所以通常也被叫做固定坐标系。参考坐标系经常用于机器人的运动路径等问。

(2) 关节坐标系，在工业机器人的运动学系统中，通常用来描述工业机器人各个机械臂的关节坐标，来定义各个关节的运动参数问题。

(3) 工具坐标系，也就是位于工业机器人末端坐标系，在整个机器人的空间系统中，工具坐标系就是焊枪端点的坐标系。工具坐标系的原点坐标都会随着机器人的运动产生位置和角度上的变化。

(4) 用户坐标系，自定义的坐标系。