1．关节轴与虚拟轴

1)关节轴

关节轴是指实际机械结构中的旋转关节，在程序中一般显示旋转角度。由于电机与旋转关节会存在减速比，所以设置units时要按照实际关节旋转一圈来设，同时table中填写结构参数时也要按照旋转关节中心计算，而不是按照电机轴中心计算。

2)虚拟轴

虚拟轴不是实际存在的，抽象为世界坐标系的6个自由度，依次为X、Y、Z、RX、RY、RZ。可以理解为空间直角坐标系的三个直线轴和绕轴的三个旋转轴，用来确定机械手末端工作点的加工轨迹与坐标。

2．坐标系

  1)关节坐标系

  每个轴相对原点位置的绝对角度，包含机械手所有关节，各关节之间相互独立，坐标单位为角度。操作其中一个关节时不影响其他关节。

  2)直角坐标系

    世界坐标系：世界坐标系是被固定在空间上的标准直角坐标系，以机械手的底盘为坐标原点，其位置根据机械手类型确定。虚拟轴操作时就是根据世界坐标系运动，此时各关节会自动解算需要旋转的角度。

    用户坐标系：用户对每个作业空间进行定义的直角坐标系，它用于位置寄存器的示教与执行，位置补偿命令的执行等，在没有定义的时候，将由世界坐标系来代替该坐标系。

机械手算法的主要目的是将关节坐标系与直角坐标系建立联系。

坐标系转换是指在描述同一个空间时，由原来的坐标系转换为另一个坐标系。机械手使用中，常用于确定工件坐标系。

工件坐标系是固定于工件上的笛卡尔坐标系，工件在坐标系相对于世界坐标系存在转换。每个机械手可以拥有诺干工件坐标系，用来表示不同的工件，或者表示同一工件在不同的位置。

虚拟轴满足XYZ三轴的机械手类型支持此功能。

3．姿态

机械手姿态在数学上来说，是同一组虚拟轴数值有多组关节轴的解。即机械手在笛卡尔坐标系中运动到某一坐标点，可以有多种运动轨迹，这些运动轨迹就对应着不同姿态，如下图SCARA的两种姿态，在X方向运动，关节轴可以有两种运动方式。

4．奇异点

逆解模式下，机械手运动到某一特定位置时，会失去某个自由度，该位置就叫做奇异点，实际使用过程中应避免运动到奇异点。例如当SCARA机械手完全伸直时，此时无法在X方向平动，需要操作往X负方向运动时，结构无法判断使用哪种姿态运动，此时机械手臂无法运动，出现此状况时，先使用正解模式调整关节轴位置，之后再切换到逆解模式使用。