我們伸手去拿一個東西，似乎不需要準確告訴手要伸多長距離手臂轉多大角度，反正在觸手可及的范圍內伸手過去拿過來就可以了，對機器人可就沒那么簡單了，要去拿一個物件，要準確定義物件的空間位置，這樣才能讓機器人按既定的程序伸到所需的位置，空間位置的定義，就是坐標。機器人程序中所有點的位置都和坐標系關聯，同時這個坐標系也可能和另一個坐標系關聯。

  機器人的各種坐標系都由正交的右手定則來決定，如圖1所示。當圍繞平行于X 、Y 、Z 軸線的各軸旋轉時，分別定義為A 、B 、C 。A 、B 、C 的正方向分別是X 、Y 、Z 正方向上右手螺旋前進的方向（見圖2）。

圖1 右手坐標系

圖2 旋轉坐標系

  常用的坐標系是絕對坐標系、機座坐標系、機械接口坐標系和工具坐標系。

  （1）絕對坐標系與機器人的運動無關，以地球為參照系的固定坐標系（見圖3），符號為O0、X0、Y0、Z0。原點O0、X軸正方向由用戶根據需要來確定；+Z軸與重力加速度的矢量共線，通俗的說就是Z軸垂直于地面，但方向相反。

  （2）機座坐標系是以機器人機座安裝平面為參照系的坐標系，符號為O1、X1、Y1、Z1。原點O1由機器人制造廠規定；+Z1軸垂直于機器人機座安裝面，指向機器人機體；X1軸方向由原點指向機器人工作空間中心點Cw（見GB／T12644—2001）在機座安裝面上的投影。當由于機器人的構造不能實現此約定時，X1軸的方向可由制造廠規定。

  （3）機械接口坐標系是以機械接口為參照系，符號為Om、Xm、Ym、Zm。原點Om是機械接口的中心；+Zm軸的方向垂直于機械接口中心，并由此指向末端執行器；+Xm軸由機械接口平面和X1、Z1平面（或平行于X 1、Z 1）的交線來定義，同時機器人的主、副關節軸處于運動范圍的中間位置。當機器人構造不能實現此約定時，應由制造廠規定主關節軸位置。+Xm軸的指向遠離Z 1軸。

圖3 坐標系示例

圖4 工具坐標系

  （4）工具坐標系以安裝在機械接口上的末端執行器為參照系（見圖4），符號為Ot、Xt、Yt、Zt。原點Ot是工具中心點；+Zt軸與工具有關，通常是工具指向；在平板式夾爪型夾持器夾持時，+Yt是手指運動平面的方向。

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