關節機械手基本觀念介紹
1. 空間坐標(位置與姿態)介紹
機械手的坐標一般是指末端點的位置與姿態，可參考下圖，是一個六關節機械手，外加工具后的示意圖

要表示空間坐標的信息，除了位置之外還有姿態，空間中的位置，就如一般理解并常用的(X, Y, Z)，但是姿態信息(A, B, C)就不是這么容易理解了。
在關節式機械手中(A, B, C)可以想成是機械手朝下時，第4, 5, 6關節轉動造成的姿態變化，此時機械手尖端所朝的方向是卡式坐標系的X,Y,Z三個坐標軸。

實際運行時，第1, 2, 3關節的坐標不會是0，機械手尖端方向是由六個關節所復合影響的，但我們只在意其最終形成的尖端方向。
2. 幾個ABC數值與實際機構姿態對照

3. 各種坐標及其關聯性
機械手的型式眾多，為了方便使用，需將馬達轉動的位置，經過機構型式與尺寸的專用算法，轉換為工具末端點的世界坐標表示法。這之中包含了幾項專用名詞，說明如下
馬達坐標：馬達的實際坐標值，與機構間的同動無關。
關節坐標：馬達坐標經過機構耦合關系轉換后的坐標值。(外觀上可視的機構狀態)
世界坐標：以機械手底座中心為原點，工具末端點的的位置與姿態。
正向運動學：由馬達坐標轉換到世界坐標的運算法則。
反向運動學：由世界坐標轉換到馬達坐標的運算法則。

自由度：空間坐標的表示法，包含XYZABC六個元素。當機械手軸數不足或設計方式差異時，可能會缺少某幾個元素。舉兩種型式的機械手為例，其自由度如下：

為了限制機械手的移動范圍，需透過極限設定來達成，關節式機械手的極限分為三類：

4. 各項坐標系介紹
除了上述的馬達坐標、關節坐標、世界坐標外，為了方便校正點位、程序泛用性，程序移值的因素，通常會使用到與機構型式無關的坐標系，來進行表達工具末端點的位置與姿態，在此做一些說明
5. 世界坐標系
以機構定義的原點與方向為基準，以直角的XYZ三個方向軸為標準，所建立起來的坐標表示法。對每一種機構型式而言，工具末端點的世界坐標，就是相對于機構定義的原點與方向。

6. 工作坐標系
將機械手用于涂膠、拋光…等用途時，所有的動作是根據工件擺放的位置來決定，當產線需多臺機械手執行相同的工作，應該讓每臺機械手使用相同的加工程序，但是因為機臺與工件間的相對位置很難在安裝時獲得一致，因此需定義出坐標系，用來描述工件擺放的位置與旋轉角度。
當您在編輯程序時，最好是依據某一工作坐標系，以便在后續動作的基準位置修改時，可以簡單的透過改變工作坐標系的定義，就完成程序的移轉，而不需重新修改相關的動作點位。
如下圖，兩組工件是一樣的，只是所放置的位置與角度不同，因此在編輯程序時, 可以針對正常放置的工件，以工作坐標系的方式編輯路徑，當要對另一組工件加工時，只要將工作坐標系切換到該組工件的基準位置即可。

7. 工具坐標系
程序運行過程中，有時需依機械手尖端的方向進行移動，例如車床的取換料動作，需根據當下手臂末端的方向，直直伸入將工件取出及放入。因為機械手尖端一定會再安裝一個工具，故取名為工具坐標系。程序中當需要使用以當下姿態為參考進行動作時，即可設為使用工具坐標系。

8. 運動行為與運動路徑說明
運動行為與運動大致可分類如下：

當使用路徑移動時，路徑可透過設定空間中的點坐標及其點位屬性來表示出來，下圖是一個點位屬性與形成路徑的示意圖：

移動過程中，除了工具末端點為計算依據外，系統也會依據各設定點位的姿態，做一個合理的轉換。

9. 記錄坐標說明
在每一個程序中，都可以直接將運動路徑上的點直接填入，且行數不設限，若使用教導程序編輯，也可達到2000行。有時為了讓同一個程序可以在不同的機械手上運作，必需將關鍵的位置點記錄在程序檔案之外，再由各機械手進行校準這些關鍵位置點，來適應機械手安裝時的差異。此時記錄的
內容是根據空間中的位置點，是記錄在「世界坐標記錄」中。另外針對某些特別用途，像是要運送機械到其他場所時，希望讓機械手固定在某一角度姿勢，也可將這個姿勢記錄起來，以便要搬移前可以很快的調整到該姿勢。此時記錄的內容是根據各關節的角度，是記錄在「關節坐標記錄」中。