如何理解工業機器人的工具中心點（TCP）？

工業現場的機器人實際上是有多個軸的機械手臂。要想讓機器人完成指定的生產任務，通常需要在機器人的末端固定一個工具，比如焊接機器人的焊槍、塗膠機器人的膠槍、搬運機器人的夾具等。由於各工具的大小、形狀各不相同，這樣就產生一個問題：如何選擇一個點來代表整個工具呢？這就是本文要討論的話題：機器人的工具中心點。

「工具中心點」的英文名稱為「Tool Central Point」，簡寫為「TCP」。初始狀態的工具中心點（TCP）是工具坐標系（Tool Coordinate System）的原點。當我們以手動（Jogging）或者編程（Programming）的方式讓機器人去接近空間的某一點時，其本質是讓工具中心點去接近該點。因此可以說機器人的軌跡運動，就是工具中心點（TCP）的運動。

同一個機器人可以因為掛載不同的工具，而有不同的工具中心點；但是同一時刻，機器人只能處理一個工具中心點。比如，使用不同尺寸的焊槍，其槍口的位置肯定是不同的；但我們一次只能用一把焊槍，不能同時用兩個。

工具中心點（TCP）有兩種基本類型：移動式工具中心點（Moving TCP）和靜態工具中心點（Stationary TCP）。

移動式工具中心點（Moving TCP）比較常見，它的特點是會隨著機器人手臂的運動而運動。比如焊接機器人的焊槍、搬運機器人的夾具等。

靜態工具中心點（Stationary TCP）是以機器人本體以外的某個點作為中心點，機器人攜帶工件圍繞該點做軌跡運動。比如在某些塗膠工藝中，膠槍噴嘴是固定的，機器人抓取玻璃圍繞膠槍噴嘴做軌跡運動，該膠槍噴嘴就是靜態工具中心點。

機器人調試時首先要設置工具數據（Tool Data），其內容包括設置工具中心點（TCP）、工具的重量和重心。ABB機器人在出廠時有一個默認的工具數據（tool0），tool0定義的TCP在機器人第六軸法蘭盤的中心處（以六軸機器人為例）。在實際生產時要根據安裝工具的不同，定義不同工具數據。比如下面這張圖就有五個不同的工具數據（Tool Data）。

機器人的工具一般可以分為兩大類：夾具類和槍類。

對於夾具類，其工具中心點一般可以tool0的TCP為基準，向外延伸一段距離來確定；而對於槍類（比如焊槍、膠槍等），則需要用四點法來確定工具中心點。兩類工具的TCP的設置方法我們將在以後的文章詳談。

註：本文中提到的「工具數據」，在某些文章或場合被翻譯為「工具坐標」，但我們認為「工具數據」才是「Tool Data」的合理翻譯與解釋。

好了，關於機器人的工具中心點（TCP）就先聊到這裡，官網（http://www.founderchip.com）提供本文PDF版本下載。

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