【ch07】工業(yè)機器人運動類型

第七章工業(yè)機器人運動類型工業(yè)和信息化工業(yè)機器人技術(shù)技能人才培養(yǎng)工程系列從書工業(yè)機器人操作與應(yīng)用——初級01PTP控制方式PARTONE01PTP控制方式點位(Point-To-Point，PTP，即點到點)控制方式如圖7-1所示，這種控制方式只對機器人末端在作業(yè)空間中的某些規(guī)定的離散點上的位姿進行控制。機器人將TCP沿最快速的軌跡移到目標點，最快速的軌跡通常并不是最短的軌跡，因此其運動軌跡不是直線。01PTP控制方式由于機器人軸的旋轉(zhuǎn)運動，有時弧形軌跡會比直線軌跡更快。在PTP控制方式下，只要求機器人能夠快速、準確地在相鄰各點之間運動，對到達目標點的運動軌跡不做任何規(guī)定。定位精度和運動所需的時間是PTP控制方式的兩個主要評價指標。02CP控制方式PARTTWO02CP控制方式連續(xù)軌跡(ContinuousPath，CP)控制方式通常是指LIN(直線)和CIRC(圓弧)軌跡控制方式，如圖7-2所示。CP控制方式對機器人末端在作業(yè)空間中的位姿進行連續(xù)控制要求其嚴格按照預定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運動，運動速度可控，運動平穩(wěn)。工業(yè)機器人各關(guān)節(jié)連續(xù)、同步地進行相應(yīng)的運動，其末端即可形成連續(xù)的軌跡。CP控制方式的主要評價指標是機器人末端位姿的軌跡精度及平穩(wěn)性。CP控制方式常用于弧焊、點焊搬運、涂膠等對軌跡要求嚴格的工藝中。02CP控制方式03軌跡路徑逼近功能PARTTHREE03軌跡路徑逼近功能在實際的調(diào)試過程中，為了加速運動過程，縮短生產(chǎn)節(jié)拍，對于工業(yè)機器人運動軌跡中的過渡點或一些無須精確到達的點，需要進行軌跡路徑的優(yōu)化。一般KRC4系統(tǒng)會采用軌跡路徑逼近的方式進行優(yōu)化。KUKA機器人的CONT運動指即可實現(xiàn)軌跡路徑逼近功能，如表7-1所示。軌跡路徑逼近意味著TCP不會精確移到點坐標，它會提前離開精確保持輪廓的軌跡，被引導沿著軌跡路徑逼近輪廓運動，該輪廓止于下一個運動指令的精確位置點。03軌跡路徑逼近功能03軌跡路徑逼近功能需要注意的是，運動過程中的速度、加速度、圓滑過渡距離等參數(shù)也影響軌跡路徑逼近輪廓。軌跡路徑逼近功能的優(yōu)點是能減少機器人磨損，減短節(jié)拍時間。04工業(yè)機器人零點標定PARTFOUR04工業(yè)機器人運動指令編輯KUKA機器人所需要的運動指令可以通過聯(lián)機表格的方式輸入，用戶能夠比較方便地進行程序的錄入及程序點的記錄，還可根據(jù)工藝要求方便地修改程序點的位置，增加一些輸入/輸出指令等。首先“打開”或“選定”要編輯的程序，點擊“指令”一“運動”選項，選擇運動控制方式，如圖7-3所示。04工業(yè)機器人運動指令編輯04工業(yè)機器人運動指令編輯點擊聯(lián)機表格中“P1”后面的按鈕可進行位置點P1的相關(guān)參數(shù)設(shè)定，如圖7-4所示。04工業(yè)機器人運動指令編輯在和“Vel=”處可進行當前位置點軌跡路徑逼近和運行速度的設(shè)定，如圖7-5所示。04工業(yè)機器人運動指令編輯點擊“CPDATA2”后面的按鈕可進行移動參數(shù)設(shè)定，如圖7-6所示。04工業(yè)機器人運動指令編輯在LIN和CIRC控制方式下，機器人沿軌跡運動時，用戶可以準確定義方向?qū)б?，如圖7-7所示。工具在運動的起始點和目標點處的姿態(tài)可能不同。04工業(yè)機器人運動指令編輯LIN控制方式下的方向?qū)б袠藴?、手動PTP、恒定的方向三種。標準:如圖7-8所示，機器人運動軌跡為從P1點至P2點的線性軌跡，工具的姿態(tài)在運動過程中不斷變化。手動PTP:在機器人以標準方式到達奇點位置時，就可以使用“手動PTP”方向?qū)б驗樾枰ㄟ^軸角度的線性軌跡路徑逼近(按軸坐標的移動)進行姿態(tài)變化。04工業(yè)機器人運動指令編輯KUKA6軸機器人的奇點位置共有三個,奇點位置是指在給定狀態(tài)和步驟順序的情況下無法通過逆向運算(將笛卡兒坐標轉(zhuǎn)換成軸坐標)得出唯一數(shù)值的位置。在這種情況下，非常小的笛卡兒坐標變化也能導致非常大的軸坐標變化。奇點不是機械特性，而是數(shù)學特性，出于此原因，只有在CP控制方式下才會出現(xiàn)奇點。04工業(yè)機器人運動指令編輯三個奇點的位置如下。奇點A:頂部奇點，在A4、A5A的交點位于A1軸正上方時產(chǎn)生。奇點B:延伸奇點，在A軸的中點位于A2軸和A3軸的延長線上時產(chǎn)生。奇點C:腕關(guān)節(jié)奇點，在A4軸和A6軸彼此平行，且A5軸處于正負0.01812”的范圍內(nèi)時產(chǎn)生。04工業(yè)機器人運動指令編輯恒定的方向:如圖7-9所示，機器人運動軌跡為從P1點至P2點的線性軌跡，工具的姿態(tài)在運動過程中始終保持不變，機器人的姿態(tài)在運動過程中也始終保持不變。在一些特殊的工藝中需要用到此功能，如切割、激光焊接等。CIRC控制方式下的方向?qū)б灿袠藴省⑹謩覲TP、恒定的方向三種。04工業(yè)機器人運動指令編輯標準:如圖7-10所示，機器人運動軌跡為從P1點至P4點的圓弧軌跡，工具的姿態(tài)在運動過程中不斷變化。手動PTP:在機器人以標準方式到達奇點位置時，就可以使用“手動PTP”方向?qū)б驗樾枰ㄟ^軸角度的線性軌跡路徑逼近(按軸標的移動)進行姿態(tài)變化。04工業(yè)機器人運動指令編輯恒定的方向:如圖7-11所示，機人運動軌跡為從P1點至P4點的圓弧軌跡，工具的姿態(tài)在運動過程中始終保持不變，機器人的姿態(tài)在運動過程中也始終保持不變。CIRC指令是通過輔助點坐標和目標點坐標進行圓弧軌跡確認的，如圖7-12所示04工業(yè)機器人運動指令編輯P4點為上一條運動指令的目標點，同時是CIRC指令的起始點，P5點為輔助點，P6點為目標點，通過點擊“輔助點坐標”按鈕可記錄輔助點位置，通過點擊“目標點坐標”按鈕可記錄目標點位置。如果想放