4. 设置机器人工具坐标系

任务说明

在RoboDK中，机器人默认工具坐标系（TCS）位于法兰盘中心。实际应用中需为机器人安装吸盘、焊枪等末端执行器，并定义工具坐标系的原点（TCP）与姿态，使机器人能够准确控制工具末端位置。本案例以吸盘为例，演示如何创建自定义工具、设置TCP偏移量及工具姿态，并验证设置结果。

环境依赖

• RoboDK软件（v5.0及以上）
• RoboDK Python API（robodk包，随软件安装）
• 任意工业机器人模型（如ABB IRB 120，RoboDK库自带）

实现代码

以下代码完成：加载机器人→创建吸盘工具→设置TCP位置与姿态→将工具附加到机器人法兰→输出工具坐标系验证信息。

from robodk import robolink, robomath

RDK = robolink.Robolink()

# 1. 加载机器人（若场景中已有则复用）
robot = RDK.Item('', robolink.ITEM_TYPE_ROBOT)
if not robot.Valid():
    robot = RDK.AddFile(RDK.getParam('ROBODK_PATH') + '/library/Robots/ABB/IRB 120.robot')
    if not robot.Valid():
        raise Exception('无法加载机器人模型，请手动添加')

# 2. 创建吸盘工具（基于简单几何体）
suction_cup = RDK.AddCylinder(50, 10)  # 半径50mm，高度10mm
suction_cup.setName('Suction Cup')
suction_cup.setPose(robomath.transl(0, 0, 100))  # 初始位置在法兰前方100mm

# 3. 定义工具坐标系：TCP位置 + 姿态
# 吸盘底面中心为TCP，相对法兰偏移 (0, 0, 120)mm，姿态与法兰一致
tcp_pose = robomath.transl(0, 0, 120) * robomath.rotz(0)  # 无旋转
suction_cup.setPose(tcp_pose)

# 4. 将工具作为机器人子物体（安装到法兰）
robot.addChild(suction_cup, robot)

# 5. 在RoboDK中设置该工具为机器人的活动工具坐标系
RDK.setTool(suction_cup, robot)

# 6. 验证：读取并输出工具坐标系相对法兰的变换
tool_pose = suction_cup.PoseTool()
print('工具坐标系相对法兰的变换矩阵：')
print(tool_pose)
print('TCP位置 (X, Y, Z) mm:', tool_pose.Pos())
print('TCP姿态 (Rx, Ry, Rz) deg:', robomath.Pose_2_KUKA(tool_pose)[3:6])

运行方式

1. 打开RoboDK软件，新建空白站（或打开已有站）。
2. 在RoboDK的Python脚本编辑器（或外部IDE）中粘贴上述代码。
3. 确保Python解释器已关联RoboDK API（RoboDK菜单→Tools→Options→Python）。
4. 运行脚本。若场景中已有机器人，脚本会复用；否则自动加载ABB IRB 120。

验证方法

• 视觉检查：运行后，吸盘应出现在机器人法兰前方，且吸盘底面中心（TCP）位于法兰坐标系Z轴正方向120mm处。
• 数据验证：控制台输出的变换矩阵中，平移向量应为 [0, 0, 120]（单位mm），旋转部分为单位矩阵（姿态与法兰一致）。
• 交互验证：在RoboDK中手动移动机器人（如沿X轴平移），吸盘应随法兰同步运动，且TCP点位置始终与法兰保持固定偏移。

若输出平移向量为 [0, 0, 120] 且视觉上吸盘正确附着，则工具坐标系设置成功。