位置姿勢

ツール位置姿勢は、ロボット座標系に対するツール座標系の相対的な位置姿勢の記述であり、末端ツール（ロボットハンド）が空間内的な位置と姿勢を表すために用いられます。末端ツールの位置（x、y、z）と姿勢（通常、オイラー角、回転行列、または四元数で表現される）が含まれます。

ツール位置姿勢の基準点は TCP（ツールセンターポイント）、すなわちツール座標系の原点となります。TCPは、末端ツール上または外部に定義される基準点であり、空間におけるツールの位置と方向を表すため用いられます。その位置はロボットフランジの位置姿勢を基に定義され、通常はツールの重要位置（吸盤の中心、グリッパーの把持点、溶接ヘッドの先端など）に設定されます。ロボットがワーク把持、溶接、塗装などのタスクを実行する際、その動作の本質はTCPを目標点に移動させることです。

ツール位置姿勢は、経路計画と把持実行の核心的なパラメータです。経路節点、目標位置、または手動ティーチングにおいて、ユーザーが入力と調整するのはツール位置姿勢であり、ロボットはこの位置姿勢に基づいて直線運動または関節運動を実行し、把持、配置などのタスクを遂行します。

ロボットの各関節が開始位置または基準位置に対する回転角度です。この表現方法はロボット関節の姿勢をより直観的に表現します。

関節角度は順運動学計算ツール位置姿勢にマッピングされ、ロボット位置姿勢は逆運動学計算によって関節角度にマッピングされます。

実際の応用では、関節角度は順運動学の計算、逆運動学解の検証およびロボット姿勢再現によく用いられます。オフラインシミュレーションでは、Mech-Viz は関節角度によって各時点でのロボット姿勢を判断します。制御通信において、ロボットが関節角度データの受信に対応している場合、Mech-Viz は計画結果の関節角度を直接送信することができ、これによりシミュレーションと完全に一致する運動経路を実現します。

ロボットフランジ座標系がロボット座標系における位置姿勢です。表現方法はツール位置姿勢とは同じです。ツール中心点（TCP）がフランジ中心点に位置し、回転のない特殊なツール位置姿勢と見せます。

ロボットメーカーによってフランジ座標系の初期向きは異なるのでフランジ位置姿勢の初期角度は異なります。例えば ABB ロボットの X 軸が下向きで 、対して FANUC ロボットは上向きです。また、ほとんどのロボットは、フランジ位置姿勢 Z 軸がフランジ表面に垂直で外向きですが Turing ロボットの X 軸が外向きです。

フランジ位置姿勢は主にハンド・アイ・キャリブレーション、ロボットハンドの取り付けおよび位置姿勢の検証に用いられます。ハンド・アイ・キャリブレーションでは、カメラ座標系におけるキャリブレーションボードの位置姿勢とフランジ位置姿勢を用いて外部パラメータ変換を計算します。また、ロボットハンドの交換やTCPオフセットの検証時にも、フランジ位置姿勢は基準としてよく用いられます。