机器人校准

工业机器人手臂具有高重复性，但精度不足，因此可通过机器人校准来提高其精度。机器人的标称精度取决于其品牌和型号。通过校准，可将机器人精度提升2至10倍。

使用RoboDK软件可对六轴工业机器人进行校准，​校准后精度可达：小型机器人0.050毫米以内，中型机器人0.150毫米以内。实际校准效果取决于机器人型号和具体配置。需注意，RoboDK不支持五轴或七轴机器人的校准。

机器人校准需配备测量系统。RoboDK不仅可用于机器人校准，还能生成高精度机器人程序（包括程序滤波及离线编程引擎的应用）。此外，RoboDK还支持通过球杆仪测试或机器人铣削实验，对比校准前后的精度变化。

机器人校准能显著提升离线编程（OLP）的精度。经校准的机器人，其绝对定位精度与相对定位精度均优于未校准状态。

Video：我们使用Creaform C-Track 测量系统校准了发那科（Fanuc）机器人，这个视频展示了完整的校准过程：https://www.youtube.com/watch?v=Htpx-p7tmYs

Note：更多信息详见https://robodk.com.cn/cn/robot-calibration#tab-ct

校准要求

要使用RoboDK进行机器人校准，需配备以下硬件和软件：

1.工业机器人：一个或多个工业机械臂（6 轴机械臂）。

2.​光学三坐标测量仪（CMM）：任何激光追踪仪（如 Leica、API 或 Faro）或光学 CMM（如 Creaform 的 C-Track 立体相机）均可使用。  
需安装与测量系统通信的软件。例如，Leica跟踪仪无需额外软件，另一方面，C-Track系统需安装VxElements​（含VxTrack和VxModel模块）。

3.RoboDK软件及校准许可：必须安装RoboDK并持有机器人校准测试的相应许可证。网络许可证需联网验证。安装/更新步骤如下：

a.下载 RoboDK：https://robodk.com.cn/cn/download

b.​配置测量系统驱动​（Creaform光学CMM无需此步骤）。   
下载并解压对应驱动文件：
API激光跟踪仪：https://robodk.com/downloads/private/API.zip （支持OTII 和Radian跟踪仪）
Faro激光跟踪仪：https://robodk.com/downloads/private/Faro.zip （支持所有Faro跟踪仪）
Leica激光跟踪仪：https://robodk.com/downloads/private/Leica.zip （支持所有 Leica跟踪仪）
将解压后的文件夹复制到：C:/RoboDK/api/

搭建离线环境

在开始实际测量前，建议先在RoboDK中离线搭建机器人工作站。本节将说明如何离线搭建RoboDK工作站。此步骤仅需一台安装RoboDK的计算机即可完成，无需提前准备机器人和跟踪仪。

可从RoboDK的资源库中下载校准项目示例。

​若已搭建离线工作站，可跳过本节。参考坐标系与工具坐标系可先进行近似估算。下图展示了一个示例工作站：

Note：入门指南章节提供了更多关于创建新RoboDK工作站的内容。

搭建工作站

RoboDK工作站（.RDK文件）用于存储虚拟环境配置和校准数据。以下是新建机器人校准工作站的完整流程（视频教程：https://youtu.be/Nkb9uDamFb4）

1.导入机器人模型：

a.选择文件➔ 打开机器人库。在线资源库将在浏览器中打开。

b.使用筛选器，按名称、品牌、负载、...

c.点击Open，机器人就会自动出现在已打开的 RoboDK 项目中。

d.或者，你也可以在https://robodk.com.cn/cn/library下载机器人文件（.robot 文件），然后用 RoboDK 打开。

2.准备校准项目：

a.在菜单栏中选择：程序➔ 添加参考坐标系，然后依次创建。

i.测量基准系（Measurements reference）​​：需绑定至机器人基坐标系（Base Frame）。

ii.跟踪仪基准系（Tracker reference）​​：需绑定至刚创建的测量基准系。

iii.工具基准系（Tool reference，可选）​​：绑定至测量基准系，用于可视化跟踪仪视角的工具位置。

Tip 1：在树形结构中拖拽调整依赖关系（如跟踪仪基准系需依附于测量基准系）

Tip 2：按住Alt（平移）或Shift+Alt（旋转）粗略移动坐标系，或双击输入精确坐标。

Tip 3：在树中选中任何物体，按 F2 键为其重新命名。

b.导入工具CAD文件（支持STL、IGES、STEP格式），拖拽至机器人项下自动转换为工具。更多信息点击这里。

➔

可选：选择程序➔ 添加工具 (TCP)，创建TCP，用于碰撞检测：

i.双击工具。

ii.设置初始TCP值（可批量粘贴6轴参数）。

iii.校准工具建议命名为CalibTool id（id为靶球编号，如CalibTool 1）。

c.通过 ​文件➔打开…​ 或拖拽添加环境模型（如工作台、跟踪仪视野模型）。

Tip 1：导入测量工作区的三维文件并将其命名为工作区，以便在追踪仪工作区内生成机器人测量结果。如果不想将测量限制在追踪仪工作区内，也可以将工作区设置为不可见。更多信息详见下一节。

Tip 2：按Ctrl+Alt+Shift+P，锁定敏感模型防止导出。

3.添加校准模块：

a.在菜单中选择：实用程序 ➔ 校准机器人。

b.在窗口中选择：点（3 DOF）。

c.如果你的激光跟踪仪（如徕卡T-Mac激光跟踪仪）支持位姿测量且与RoboDK兼容，你可以选择性地启用位姿（6DOF）功能。

然后会出现以下窗口。

目前可以关闭此窗口。你只需双击工作站的机器人校准，即可随时重新打开。

Tip：若仅需校准机器人的原点位置（也称为Mastering/Home），请在校准设置窗口中选择：校准参数，然后选择零点复归。否则，请保持默认校准类型：完整，该类型可进一步提高精度。

4.保存工作站

a.选择文件➔ 保存工作站。

b.选择文件夹，并选择文件名。

c.选择保存。将生成一个新的 RDK 文件（RoboDK 工作站文件）。

你可以随时打开 RDK 文件（双击文件）来修改该工作站内容。

需重点核查以下内容以确保校准准备无误：

1.测量基准系（Measurements reference）:必须直接关联至机器人基坐标系（Base Frame）。

Important： 若需校准轴1的零点位置（Home Position），测量基准系的方向必须与机器人基坐标系近似一致。

该坐标系需能通过三点法高重复性标定（详见附录I）。当前阶段可使用估算值。

2.跟踪仪基准系（Tracker reference）必须绑定至测量基准系，其初始位置为跟踪仪相对于测量基准系的估算值。后续基座标定（Base Setup）将自动计算跟踪仪精确位置。

3.校准项目验证​：确保工作站中存在“Robot calibration”项目，且所有待测点位：​无碰撞风险、​在跟踪仪可视范围内​。操作：双击校准设置项，逐一点击4组测量项的“显示”按钮进行确认。

4.碰撞检测配置​：需参与碰撞检测的3D模型名称必须包含​“collision”标签。安全建议​：使用比实际工具尺寸大25%的模型进行碰撞校验，预留安全余量。

生成校准目标

要成功完成机器人校准，需要进行四组测量：

1.基本设置：需要进行六次（或更多次）移动轴1和轴2的测量，以便相对于机器人放置校准基准。在校准设置窗口中选择"显示"，机器人将沿序列移动。

2.工具设置：需要进行七次或更多次测量，以校准工具法兰和工具目标（移动轴5和6）。选择"显示"，机器人将按顺序移动。

3.校准测量：校准机器人需要60次或更多的测量。这些测量可随机放置在机器人工作区内，且不会与周围物体发生碰撞。

4.验证测量（可选）：可根据需要使用任意数量的测量来验证机器人的精度。这些测量值仅用于验证机器人的精度，而不是校准机器人。

前两组测量由RoboDK自动生成。选择"显示"，机器人将按照顺序进行测量（如下图所示）。如果需要更改顺序，请选择"测量"，然后通过选择"导出数据"将校准测量结果导出为CSV文件。可使用Excel表编辑该文件，然后单击"导入数据"重新导入。

Important：CSV文件的第一行必须保持不变。

最后两组测量（校准和验证）可使用名为Create measurements的宏脚本生成。该脚本会在启动校准项目时自动添加到工作站中，双击即可执行。这个Python程序将引导用户配置以下参数：

●测量点数：默认生成80个测量点，因校准至少需要60个数据点。

●参考位置：必须选择工具正对跟踪仪且靶标可见的机器人位姿。

●关节限位：需提供各关节运动的下限和上限。

●笛卡尔限位：可设置相对于机器人基坐标系的X/Y/Z轴向运动范围。

脚本将自动生成满足以下条件的测量路径：工具始终朝向跟踪仪，且符合关节/笛卡尔空间约束。在参考位置方向上允许工具绕轴±180°旋转。所有关节运动均确保无碰撞且位于测量工作空间内（若工作空间可见）。下图显示自动序列开始前呈现给用户的参数摘要，整个过程可能耗时5分钟。

如果需要，可以右击Create measurement脚本并选择编辑Python脚本，然后修改算法的其他参数。脚本会自动将用户输入的内容保存为测站参数。你可以通过右键单击测站并选择测站参数来查看、编辑或删除这些设置，如下图所示。

算法精加工完成后，会弹出一条新消息。你可以选择"测量"，将60次测量结果用于机器人校准。你可以重新执行相同的脚本，生成另一组测量值用于验证。这一步是可选的，但建议使用80个测量值进行验证。

最后，还可以通过选择导入数据来导入手动选择的配置。你可以将CSV或TXT文件导入一个Nx6值数组，其中N是配置的数量。

机器人校准设置

机器人校准需要两个对象：工具对象（由机器人持握）和基座参考对象（固定在工位内）。每次测量时跟踪仪必须能同时看到工具对象和基座参考对象。这些对象在VXelements软件中被称为"模型"，它们通过安装在工具和参考框架对象上的一组靶标来定义。跟踪仪通过追踪这些靶标的位置，提供这些对象相对于跟踪仪的参考坐标系测量值。RoboDK将每次测量记录为工具相对于基座参考坐标系的位置，因此即使移动跟踪仪也不会影响测量结果。

必须在工具和参考框架上分别安装一组靶标才能正确跟踪这些对象。下图展示了一些典型配置示例：

必须按顺序完成以下小节才能开始测量。最后，还需要将追踪仪和机器人连接到电脑上，以便自动执行测量程序。

探测参考坐标系

首先需要建立两个模型：工具模型和参考坐标系模型。每个模型都是由一组靶标点（X,Y,Z坐标）构成的集合，这些坐标值是相对于模型自身坐标系（工具坐标系或基座坐标系）定义的。

定义工具模型和基座模型需重复以下步骤：

1.通过选择"连接➔连接Creaform C-Track光学坐标测量机"与VXElements建立连接。

2.点击"连接"并等待状态显示为"Ready"。确保根据VXElements要求完成跟踪仪和HandyProbe测头的校准，同时确认已启用Creaform提供的VXTrack和VXModel软件模块。

3.在RoboDK中选择"基座参考系"。VXelements将自动打开并显示可见的定位靶标。此时应选择所有静态参考点，务必排除可能移动的点。

Tip：按住 CTRL 键可选择一组目标。

4.在RoboDK中选择"工具参考系"，重复上述操作选择构成工具模型的靶标点。

Note：你可以选择将模型导入或导出为文本文件。你应该在文本文件中看到目标为 XYZ 坐标列表。你也可以在 RoboDK 中直观地看到这些点，方法是右键单击 "基本参考 "或 "工具参考 "按钮，然后选择 "显示点"。

Tip：参考坐标系或工具中心点(TCP)可基于物体特征进行精确定位。如需确保工具特征相对于机器人法兰的精确位置（例如使工具Z轴与主轴基准圆柱轴线对齐），建议执行此可选步骤：使用HandyProbe测头在VXelements虚拟会话中采集特征数据。当前模型需设为定位模型，才能基于特征（点、线、面、圆柱、圆锥等）建立参考坐标系。

Note：对于复杂被测物体，可采用MaxShot设备或摄影测量服务建立模型，此方法可获得更高精度。

连接到追踪仪

要在 RoboDK 中正确设置通信，需要追踪仪的 IP。确保 VXelements 未运行，并按照以下步骤验证与追踪仪的通信：

a.菜单栏选择"连接➔连接立体相机"。打开一个新窗口。

b.输入基座模型和工具模型的文本文件（由前文所述步骤生成），这些文件分别定义了参考坐标系和工具坐标系的靶标位置数据

c.点击"连接 "按钮。

d.连接成功后，需再次提供基座和工具模型的文本文件(.txt格式)

Important： 模型的文本文件不会随 RoboDK 测量站一起保存。如果从外部修改了 TXT 文件，下次测量时将自动更新模型。

Note：高级用户可选择使用 HandyProbe 将参考坐标系放置在所需位置。

几秒钟后，如果连接成功，就会看到一条显示"Ready"的绿色信息。可以关闭VXelements 窗口，连接将保持激活状态。如果连接不成功，你必须确保Windows 任务栏或任务管理器中没有 VXelements 进程在幕后运行（选择 CTRL+ALT+DEL 强制停止 "VXelementsApiImplementation "进程），然后在 RoboDK 中选择"连接 "再试一次。

连接机器人

要正确设置与RoboDK的通信，需要机器人的IP（或RS232连接的COM端口号）。按照以下步骤验证与机器人的通信：

1.在菜单栏选择：连接➔连接机器人。软件左边界面出现一个连接机器人窗口。

2.输入机器人的IP和端口（如果通过RS232连接，则设置COM端口）。

3.单击按钮：连接。

4.若出现连接问题，请参阅附录。

Note：更多信息请参见程序章节。

如果连接成功，你将看到一条绿色信息，显示"Ready"。若选择获取位置，虚拟机器人的位置应与真实机器人的位置保持一致。或选择关节运动，那么机器人会移动到模拟器中的当前位置。你可以暂时关闭此侧窗口，连接将保持激活状态。

Important： 若在窗口处选择获取位置和关节运动，虚拟机器人的位置应与真实机器人的位置完全一致。否则，某些机器人设置可能不正确。可能需要调整某些机器人参数（如安川（Motoman）机器人的脉冲/度数比）。

机器人校准

机器人校准分为四个步骤，每个步骤都需要进行一组测量。必须按以下顺序执行：

1.底座测量（3分钟）。

2.工具测量（3分钟）。

3.校准测量（7分钟，60次测量）。

4.验证测量（7分钟，60次测量）。

以下视频演示如何在20分钟内完成校准：https://www.robodk.com/robot-calibration#tab-lt。验证测量（第4步）并非强制要求，但能客观反映校准后的精度效果。您还可以观察机器人在某一区域校准后，在另一区域验证时的精度差异。

为每组测量点击​​测量​​按钮，将弹出新窗口支持：采集新测量数据、导入/导出文本格式（CSV或TXT）的现有测量数据。

默认情况下，机器人会通过实时连接与测量系统自动同步。若无可用的机器人驱动程序，仍可通过以下方式完成校准：

1.取消选中选项：自动同步。

2.点击按钮:创建机器人程序。

3.使用合适的后处理器生成程序（需通过示教器手动同步）

测量底座

测量时可在工具法兰盘任意位置进行，但需确保6次测量均针对同一目标点。启动测量流程：在​​基座设置​​区域点击​​测量，弹出窗口后选择​​开始测量​​，机器人将按预设序列自动同步。

Tip：双击某次测量点可从此位置继续测量。

完成所有测量后关闭窗口，测量坐标系将相对于机器人基坐标系自动更新。如果没有选择任何参考坐标系，可以添加一个参考坐标系（菜单栏选择程序➔添加参考坐标系），并将其置于机器人基准参考坐标系之下（在项目树中拖放）。

摘要将显示机器人参考坐标系相对于校准参考坐标系的位置和方向（[x,y,z,w,p,r]格式，单位为毫米和弧度）。

完成这一步后，你就可以在 RoboDK 中实时准确地显示追踪仪相对于机器人的工作空间。

测量工具

和上一节一样：在工具设置部分选择测量。将打开以下窗口。选择 "开始测量"，机器人将按顺序完成计划的测量。双击某个测量点，可从该位置继续测量。

程序完成后，摘要将显示校准后的 TCP（位置和方向）。TCP 的定义（下图中为 "主轴"）将自动更新。如果没有选择任何TCP，可以添加一个新的 TCP（选择 "程序➔添加工具"），然后选择"更新"。

校准测量

在窗口的校准模块点击测量，打开机器人校准测量窗口。然后，选择"开始测量"，机器人将按顺序完成计划的测量。双击某个测量点，即可从该位置继续测量。

测量完成后关闭窗口。机器人将自动校准，如果没有问题，它会显示以下信息。

最后，绿色屏幕会显示一些有关校准测量的统计数据，以及这些测量的精度提高了多少。

验证测量

禁止使用校准时的测量数据验证机器人精度，必须采集​​独立验证数据集​​以获得客观精度评估。

必须按照相同的校准程序进行验证测量。摘要将显示验证统计数据。更多信息，请参阅校准结果章节。

校准结果

校准完成后，你可以通过阅读 RoboDK 提供的统计数据来分析精度的提高情况。要显示这些统计数据，请打开机器人校准窗口（双击图标 "机器人校准"）。校准部分的汇总窗口将显示校准前的误差（标称运动学）和校准后的误差（校准运动学）。提供两个台面，一个显示位置误差统计，另一个显示距离误差：

●位置误差：位置误差是指机器人相对于参考坐标系所能达到的一点精度。

●距离误差距离误差通过测量两点间的距离误差获得。将机器人看到的两点之间的距离（通过校准运动学获得）与测量系统看到的距离（物理测量）进行比较。所有组合都会考虑在内。如果进行了315 次测量，则距离误差值为 315x315/2= 49455。

提供的统计数据包括平均误差、标准偏差 (std) 和最大误差。此外，还提供了平均值加上标准偏差的三倍，这相当于 99.98% 测量的预期误差（如果考虑到误差服从正态分布）。

选择"显示统计"，两个直方图将显示校准前后的误差分布，一个直方图显示位置精度，另一个显示距离精度。以下图像与本示例中使用的315 次验证测量相对应。

最后，选择 "制作报告"，然后将生成一份包含本节信息的 PDF 报告。

程序过滤

校准机器人后，可通过以下两种方式应用校准参数：：

●过滤现有程序：自动修正程序中所有目标点坐标以提升运动精度，支持手动操作或API调用

●离线编程生成优化程序：通过RoboDK生成的程序已内置校准参数（含API生成程序）。

要手动过滤现有程序：将机器人程序文件拖放到RoboDK的主屏幕上（或选择文件➔打开），然后选择仅过滤。程序将被过滤并保存在同一文件夹中。过滤摘要将提及过滤算法是否存在问题。如果你想在RoboDK中模拟程序，也可以选择导入程序。如果程序有任何依赖关系（工具坐标系或基本坐标系定义、子程序......），它们必须位于导入第一个程序的同一目录中。

将程序导入RoboDK后，你可以在有或没有绝对精度的情况下重新生成程序。在RoboDK的主要精度设置中（工具➔选项➔精度），你可以决定是否始终使用精确运动学生成程序，是否希望RoboDK每次都询问，或者是否希望使用当前的机器人运动学。右击机器人，激活/禁用标签：使用机器人运动学模型，即可更改当前机器人运动学。如果激活，则会看到一个绿点；如果未激活，则会看到一个红点。

使用API过滤程序

在给机器人和机器人程序校准过的情况下，使用RoboDK可以通过调用FilterProgram过滤整个程序：

robot.FilterProgram(file_program)

在资源库的"宏"部分，有一个名为"过滤程序"（FilterProgram）的宏示例。以下代码是使用RoboDKAPI过滤程序的Python脚本示例。

from robolink import *    # API to communicate with RoboDK

from robodk import *      # basic matrix operations

import os                 # Path operations

# Get the current working directory

CWD = os.path.dirname(os.path.realpath(__file__))

# Start RoboDK if it is not running and link to the API

RDK = Robolink()

# optional: provide the following arguments to run behind the scenes

#RDK = Robolink(args='/NOSPLASH /NOSHOW /HIDDEN')

# Get the calibrated station (.rdk file) or robot file (.robot):

# Tip: after calibration, right click a robot and select "Save as .robot"

calibration_file = CWD + '/KUKA-KR6.rdk'

# Get the program file:

file_program = CWD + '/Prog1.src'

# Load the RDK file or the robot file:

calib_item = RDK.AddFile(calibration_file)

if not calib_item.Valid():

    raise Exception("Something went wrong loading " + calibration_file)

# Retrieve the robot (no popup if there is only one robot):

robot = RDK.ItemUserPick('Select a robot to filter', ITEM_TYPE_ROBOT)

if not robot.Valid():

    raise Exception("Robot not selected or not available")

# Activate accuracy

robot.setAccuracyActive(1)

# Filter program: this will automatically save a program copy

# with a renamed file depending on the robot brand

status, summary = robot.FilterProgram(file_program)

if status == 0:

    print("Program filtering succeeded")

    print(summary)

    calib_item.Delete()

    RDK.CloseRoboDK()

else:

    print("Program filtering failed! Error code: %i" % status)

    print(summary)   

    RDK.ShowRoboDK()

使用API过滤目标

以下代码是一个 Python 脚本示例，使用 FilterTarget 命令，利用 RoboDK API 过滤目标（位姿目标或关节目标）：

pose_filt, joints = robot.FilterTarget(nominal_pose, estimated_joints)

如果第三方应用程序（RoboDK 除外）使用位姿目标生成机器人程序，本示例将非常有用。

Note：如果程序是使用 API 自动生成的，则不需要这样做。

from robolink import *    # API to communicate with RoboDK

from robodk import *      # basic matrix operations

def XYZWPR_2_Pose(xyzwpr):

    return KUKA_2_Pose(xyzwpr) # Convert X,Y,Z,A,B,C to a pose

def Pose_2_XYZWPR(pose):

    return Pose_2_KUKA(pose) # Convert a pose to X,Y,Z,A,B,C

# Start the RoboDK API and retrieve the robot:

RDK = Robolink()

robot = RDK.Item('', ITEM_TYPE_ROBOT)

if not robot.Valid():

    raise Exception("Robot not available")

pose_tcp = XYZWPR_2_Pose([0, 0, 200, 0, 0, 0]) # Define the TCP

pose_ref = XYZWPR_2_Pose([400, 0, 0, 0, 0, 0]) # Define the Ref Frame

# Update the robot TCP and reference frame

robot.setTool(pose_tcp)

robot.setFrame(pose_ref)

# Very important for SolveFK and SolveIK (Forward/Inverse kinematics)

robot.setAccuracyActive(False) # Accuracy can be ON or OFF

# Define a nominal target in the joint space:

joints = [0, 0, 90, 0, 90, 0]

# Calculate the nominal robot position for the joint target:

pose_rob = robot.SolveFK(joints) # robot flange wrt the robot base

# Calculate pose_target: the TCP with respect to the reference frame

pose_target = invH(pose_ref)*pose_rob*pose_tcp

print('Target not filtered:')

print(Pose_2_XYZWPR(pose_target))

joints_approx = joints # joints_approx must be within 20 deg

pose_target_filt, real_joints = robot.FilterTarget(pose_target, joints)

print('Target filtered:')

print(real_joints.tolist())

print(Pose_2_XYZWPR(pose_target_filt))

机器人零点复位

机器人校准后，通常需要RoboDK进行程序过滤，此时会需要RoboDK许可证（基本OLP许可证足以在机器人校准后生成精确的机器人程序）。程序过滤是指在考虑所有校准参数（约30个参数）的情况下，对程序中的目标位置进行调整/优化，以提高机器人的精度。

替代方案是仅校准关节偏移量及基座/工具坐标系（4个关节偏移参数+6个基座参数+6个工具参数）。这种校准精度虽不及完整校准方案，但允许将特定参数直接输入机器人控制器，无需依赖RoboDK生成运动程序。

若只需获取关节偏移量校准，请点击校准参数按钮，再选择校准参数菜单的零点复位按钮。

选择建立零点复位程序后，将弹出新窗口：初始化位置，在此可选择需要重新设定零位姿态的关节轴。

校准窗口中显示建立零点复位程序按钮。点击该按钮创建引导机器人到达新零位的程序，传输至机器人并执行后，需记录新的零位坐标。

Important：第一轴与第六轴的零点复归需特别注意，附录提供详细说明。

若机器人与PC保持连接，可右键程序选择发送程序到机器人实现自动传输；否则选择生成机器人程序查看新的零位关节值。

Important：若修改了机器人主参数（零位坐标）但仍需使用完整标定方案（程序优化），必须重新进行标定测量（含验证步骤）并再次校准。此时可选择使用RoboDK进行程序优化，或通过CAM文件（APT/G代码等）重新生成完整程序。

参考坐标系和工具坐标系

RoboDK提供校准参考坐标系和工具坐标系的工具。你可以在菜单栏中找到：实用程序➔定义工具坐标系(TCP)、实用程序➔定义参考系(用户框架)。

要校准参考系（又称用户坐标系）或工具坐标系（又称TCP），你需要让机器人以3个或更多不同姿态接触目标点，这些机器人姿态既可以是关节值也可以是笛卡尔坐标（某些情况下需包含方向数据）。建议使用关节值而非笛卡尔坐标，因为在RoboDK中通过复制粘贴关节值到主界面，更容易验证真实机器人姿态。

Important：当机器人完成校准时，强烈建议使用关节值而非笛卡尔坐标。使用关节值时，系统会综合考虑机器人精度因素，从而实现更精确的TCP示教。

校准工具坐标系

选择实用程序➔校准工具可通过RoboDK进行TCP校准。你可以使用任意数量的接触点，并采用不同姿态。接触点越多且姿态变化越大，TCP的估算结果就越精确，同时也能获得更好的误差评估。

Note：更多信息请参见校准TCP章节。

TCP校准提供以下两种方式：

o以不同姿态使TCP接触同一固定点。

o使TCP接触平面（类似测头）。

如果要校准测头或主轴，建议采用平面参考物接触法。这种方法能有效降低人为操作误差。

若TCP为球形，系统将自动计算球心作为新TCP坐标（无需提供球体直径）。

采用平面校准法时（如图所示），请按以下步骤操作：

1.选择需要校准的工具。

2.选择校准方法➔通过平面校准XYZ。

3.使用"关节"选择校准。

4.选择正在使用的机器人。

5.设定TCP校准使用的姿态数量（建议不少于8组）。

6.估算参考平面方位。若参考平面与机器人XY基准面不平行，需在±20°范围内输入平面方位估值（只需关注平面朝向，位置无关紧要）。

7.现在可以开始填写关节值表格。你可以手动输入数据，或通过界面按钮进行复制/粘贴（如图所示）。也可在工具定义窗口点击按钮：获取Px，这样就能从模拟器中读取当前机器人关节值。若要从实际连接的机器人获取关节值，需先在连接机器人窗口点击按钮：获取位置（具体连接方法详见附图或附录说明）。强烈建议单独保存用于校准的关节值副本（例如存为文本文件）。

8.当表格填写完成后，窗口底部将显示"已校准TCP"的新坐标值(X,Y,Z)。然后点击"更新"按钮，RoboDK工作站中的TCP数据将同步更新。注意：此方法无法确定测头的方向参数。

9.点击"显示误差"可查看每个姿态相对于计算TCP（所有姿态的平均值）的偏差值。若某组姿态误差明显偏大，可删除该组数据。

10.必须手动将新TCP坐标(X,Y,Z)更新至真实机器人控制器中。但若该TCP将用于RoboDK生成的程序，则无需在机器人控制器中更新这些数值。

校准参考坐标系

在主菜单选择实用程序➔校准参考系(用户框架)，既可校准坐标系。系统支持多种坐标系设定方式，如图所示案例采用三点定位法：第1、2点确定X轴方向，第3点确定Y轴正向。

Important：建议在校准前切换至关节目标模式并启用机器人精度补偿功能，借助机械臂自身定位精度可提升坐标系定义准确度。

Note：更多有关参考坐标系校准的信息，请参阅定义参考坐标系章节。

附件 I -零点复位轴1和轴6

在恢复轴1与轴6的零点/原点参数时需特别注意。轴参数直接关联机器人基坐标系，轴6参数则关联工具中心点(TCP)参考系，必须通过外部测量手段精确设定。该设置窗口将在校准菜单选择"建立零点复位程序"后弹出。请按以下两个步骤完成双轴的参数校准：

要正确设置这两个轴的母带参数，必须遵循接下来的两个程序。

零点复位轴6

你必须使用参考目标来正确设置轴6的"原点"位置。角度偏置将是为使测量的 TCP（X、Y、Z）与已知 TCP 参考值达到最佳匹配所需的绕工具法兰 Z 轴的旋转。测量的 TCP（见下图）是校准程序第二步中测量的 TCP 之一。参考 TCP 是与所使用校准工具的其中一个 TCP 相对应的已知参考。

理想情况下，基准 TCP 必须由坐标测量机相对于工具法兰进行测量（最好是机器人工具法兰的复制品）。或者，也可以使用新的机器人首次测量（校准程序的第二步）TCP，并将一个测得的 TCP 作为基准。使用镙丝钉和/或适当的工具法兰作为基准非常重要，可确保末端效应器始终放置在相同的位置。

零点复位轴1

若需使轴1与实际机器人基坐标系对齐，必须在开始校准前精确测量三个基准靶球。这些靶球应按照能建立机器人相对参考系的原则布置。

轴1原点位置取决于上述三个基准靶球及机器人基座设置。基座设置是校准第一步，通过移动并测量第1、2轴，将测量系统基坐标系与机器人基坐标系对齐。

在激光跟踪仪系统窗口点击"设置测量参考系"，可配置测量系统基准点（见下图）。这三个测量点将定义目标机器人参考系（前两点确定X轴，第三点确定Y轴正向）。应选用与机器人基座相关的可重复参考点。

第1关节的修正角度，即通过三点测量获得的基坐标系X轴与通过机器人第1、2轴运动测量的基坐标系X轴之间的夹角（两者均投影至三点建立的基坐标系XY平面）。