【ch07】工业机器人运动类型

第七章工业机器人运动类型工业和信息化工业机器人技术技能人才培养工程系列从书工业机器人操作与应用——初级01PTP控制方式PARTONE01PTP控制方式点位(Point-To-Point，PTP，即点到点)控制方式如图7-1所示，这种控制方式只对机器人末端在作业空间中的某些规定的离散点上的位姿进行控制。机器人将TCP沿最快速的轨迹移到目标点，最快速的轨迹通常并不是最短的轨迹，因此其运动轨迹不是直线。01PTP控制方式由于机器人轴的旋转运动，有时弧形轨迹会比直线轨迹更快。在PTP控制方式下，只要求机器人能够快速、准确地在相邻各点之间运动，对到达目标点的运动轨迹不做任何规定。定位精度和运动所需的时间是PTP控制方式的两个主要评价指标。02CP控制方式PARTTWO02CP控制方式连续轨迹(ContinuousPath，CP)控制方式通常是指LIN(直线)和CIRC(圆弧)轨迹控制方式，如图7-2所示。CP控制方式对机器人末端在作业空间中的位姿进行连续控制要求其严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动，运动速度可控，运动平稳。工业机器人各关节连续、同步地进行相应的运动，其末端即可形成连续的轨迹。CP控制方式的主要评价指标是机器人末端位姿的轨迹精度及平稳性。CP控制方式常用于弧焊、点焊搬运、涂胶等对轨迹要求严格的工艺中。02CP控制方式03轨迹路径逼近功能PARTTHREE03轨迹路径逼近功能在实际的调试过程中，为了加速运动过程，缩短生产节拍，对于工业机器人运动轨迹中的过渡点或一些无须精确到达的点，需要进行轨迹路径的优化。一般KRC4系统会采用轨迹路径逼近的方式进行优化。KUKA机器人的CONT运动指即可实现轨迹路径逼近功能，如表7-1所示。轨迹路径逼近意味着TCP不会精确移到点坐标，它会提前离开精确保持轮廓的轨迹，被引导沿着轨迹路径逼近轮廓运动，该轮廓止于下一个运动指令的精确位置点。03轨迹路径逼近功能03轨迹路径逼近功能需要注意的是，运动过程中的速度、加速度、圆滑过渡距离等参数也影响轨迹路径逼近轮廓。轨迹路径逼近功能的优点是能减少机器人磨损，减短节拍时间。04工业机器人零点标定PARTFOUR04工业机器人运动指令编辑KUKA机器人所需要的运动指令可以通过联机表格的方式输入，用户能够比较方便地进行程序的录入及程序点的记录，还可根据工艺要求方便地修改程序点的位置，增加一些输入/输出指令等。首先“打开”或“选定”要编辑的程序，点击“指令”一“运动”选项，选择运动控制方式，如图7-3所示。04工业机器人运动指令编辑04工业机器人运动指令编辑点击联机表格中“P1”后面的按钮可进行位置点P1的相关参数设定，如图7-4所示。04工业机器人运动指令编辑在和“Vel=”处可进行当前位置点轨迹路径逼近和运行速度的设定，如图7-5所示。04工业机器人运动指令编辑点击“CPDATA2”后面的按钮可进行移动参数设定，如图7-6所示。04工业机器人运动指令编辑在LIN和CIRC控制方式下，机器人沿轨迹运动时，用户可以准确定义方向导引，如图7-7所示。工具在运动的起始点和目标点处的姿态可能不同。04工业机器人运动指令编辑LIN控制方式下的方向导引有标准、手动PTP、恒定的方向三种。标准:如图7-8所示，机器人运动轨迹为从P1点至P2点的线性轨迹，工具的姿态在运动过程中不断变化。手动PTP:在机器人以标准方式到达奇点位置时，就可以使用“手动PTP”方向导引，因为需要通过轴角度的线性轨迹路径逼近(按轴坐标的移动)进行姿态变化。04工业机器人运动指令编辑KUKA6轴机器人的奇点位置共有三个,奇点位置是指在给定状态和步骤顺序的情况下无法通过逆向运算(将笛卡儿坐标转换成轴坐标)得出唯一数值的位置。在这种情况下，非常小的笛卡儿坐标变化也能导致非常大的轴坐标变化。奇点不是机械特性，而是数学特性，出于此原因，只有在CP控制方式下才会出现奇点。04工业机器人运动指令编辑三个奇点的位置如下。奇点A:顶部奇点，在A4、A5A的交点位于A1轴正上方时产生。奇点B:延伸奇点，在A轴的中点位于A2轴和A3轴的延长线上时产生。奇点C:腕关节奇点，在A4轴和A6轴彼此平行，且A5轴处于正负0.01812”的范围内时产生。04工业机器人运动指令编辑恒定的方向:如图7-9所示，机器人运动轨迹为从P1点至P2点的线性轨迹，工具的姿态在运动过程中始终保持不变，机器人的姿态在运动过程中也始终保持不变。在一些特殊的工艺中需要用到此功能，如切割、激光焊接等。CIRC控制方式下的方向导引也有标准、手动PTP、恒定的方向三种。04工业机器人运动指令编辑标准:如图7-10所示，机器人运动轨迹为从P1点至P4点的圆弧轨迹，工具的姿态在运动过程中不断变化。手动PTP:在机器人以标准方式到达奇点位置时，就可以使用“手动PTP”方向导引因为需要通过轴角度的线性轨迹路径逼近(按轴标的移动)进行姿态变化。04工业机器人运动指令编辑恒定的方向:如图7-11所示，机人运动轨迹为从P1点至P4点的圆弧轨迹，工具的姿态在运动过程中始终保持不变，机器人的姿态在运动过程中也始终保持不变。CIRC指令是通过辅助点坐标和目标点坐标进行圆弧轨迹确认的，如图7-12所示04工业机器人运动指令编辑P4点为上一条运动指令的目标点，同时是CIRC指令的起始点，P5点为辅助点，P6点为目标点，通过点击“辅助点坐标”按钮可记录辅助点位置，通过点击“目标点坐标”按钮可记录目标点位置。如果想放