如图3-12所示，与工业机器人作业相关的坐标系包括世界坐标系（world coordinate system）｛Wo｝、基坐标系（base coordinate system）｛B｝、法兰坐标系（flange coordinate system）｛F｝、工具坐标系（tool coordinate system）（末端执行器坐标系）｛T｝、工作台坐标系（station coordinate system）｛S｝或用户坐标系（user coordinate system）｛U｝和目标坐标系或工件坐标系（goal coordinate system）｛G｝。

1）世界坐标系｛Wo｝

当有两个及两个以上的机器人协调作业时，为了便于描述机器人的运动，可以在现场地面建立一个公共坐标系，称为世界坐标系｛Wo｝。

图3-12　与机器人作业相关的坐标系

2）基坐标系｛B｝

基坐标系｛B｝是建立在机器人基座（连杆0）上的坐标系，它由机器人生产厂家设定，如图3-12所示，它是描述机器人其余各连杆坐标系以及工具坐标系位姿的基准。基坐标系的具体安放位置要根据目标（工件）的运动轨迹，并结合机器人的工作空间，特别是灵活空间来确定。

3）法兰坐标系｛F｝

图3-13　法兰坐标系和工具坐标系

图3-14　机器人末端法兰坐标系(www.daowen.com)

如图3-13和图3-14所示，法兰坐标系｛F｝是建立在机器人末端连杆n法兰盘上的坐标系，因法兰盘与末端连杆n“固定”相连，因而，法兰坐标系｛F｝相对于末端连杆坐标系｛n｝的位姿T确定，且保持不变。

4）工具坐标系TCS（末端执行器坐标系）｛T｝

为描述末端执行器的运动，需要在其上建立工具坐标系｛T｝。该坐标系的建立与末端执行器的结构、作业类型以及机器人末端连杆上连接法兰有关，在机器人投入使用前，工具坐标系必须先进行设定，如果没有进行设定，则机器人编程系统默认为定义在机器人法兰盘上的坐标系为工具坐标系，如图3-13所示。

工具坐标系｛T｝一般把机器人末端法兰盘所握工具的有效方向规定为z轴，坐标系原点定义在工具端点，所以工具坐标系的方向随机器人腕部的移动而发生变化，如图3-15所示。

图3-15　机器人工具坐标系建立

工具坐标系定义机器人到达预设目标时所使用工具的位姿。因为末端执行器固定在机器人末端连杆n上，因而，工具坐标系｛T｝和法兰坐标系｛F｝之间没有相对运动，同时，法兰坐标系｛F｝与机器人末端连杆坐标系｛n｝之间也没有相对运动，故工具坐标系｛T｝和末端连杆坐标系｛n｝之间的位姿关系T是确定的，而且保持不变。工具坐标系的建立，要根据作业特点以及末端执行器的具体结构来确定，如图3-12所示，这可以通过标定来完成。工业机器人一般采用四点法、三点法与六点法标定工具坐标系。

5）工作台坐标系｛S｝或用户坐标系｛U｝

如图3-12所示，工作台坐标系｛S｝（用户坐标系｛U｝）是根据目标（工件）的作业任务要求，结合现场环境条件而设定的坐标系，它是描述目标对象（工件）运动的基准，通常是最适于对机器人的运动轨迹进行编程的坐标系。

6）目标坐标系（工件坐标系）｛G｝

如图3-12所示，目标坐标系（工件坐标系）建立在目标（工件）上，根据作业任务要求，用于确定目标对象（工件）的起始位姿、终了位姿以及运动轨迹，这就是所谓的轨迹规划。